级课程设计苏昌.docx
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级课程设计苏昌
湖南安全技术职业学院
课程设计题目五矿±0水平运输大巷
直线段掘进工程设计
学生姓名：
苏昌
专业班级：
煤矿开采
指导老师：
谭程鹏
系主任：
谢圣权
评阅人：
2015年6月
目录（小2号黑体居中）
绪言……………………………………………………………………1
1XXXXX……………………………………………………………2
1.1XXXXX……………………………………………………………
1.1.1XXXXXX……………………………………………………………
1.2XXXXXX……………………………………………………………
1.2.1XXXXXX……………………………………………………………
2XXXXX…………………………………………………………………3
2.1XXXXX………………………………………………………………4
2.1.1XXXXX……………………………………………………………5
2.2XXXXX……………………………………………………………6
2.2.1XXXXXX……………………………………………………………
2.2.2XXXXXX……………………………………………………………
3XXXXXX……………………………………………………………
3.1XXXXXX……………………………………………………………
4XXXXXX…………………………………………………………………
致谢…………………………………………………………12
参考文献…………………………………………………………13
（注：
XXXXX表示文字，目录文字采用小4号宋体，尾部数字对齐）
绪言（小2号黑体居中）
（空两格）引言文字部分采用小4号宋体
一.设计题目
五矿±0水平运输大巷直线段掘进施工设计
二.主要设计条件
1、五矿年生产能力为120万吨，属于低瓦斯矿井，采用中央分列式通风；巷道周围100米内无大断层；井下每小时最大涌水量为：
400m3/h。
岩石坚固系数为：
f=8～10。
采用ZK10－9/250架线式电机车牵引3吨矿车运输；通风、压风及供电、供水：
设计巷道要求每秒通过风量分别为：
60
；巷道内敷设一根200毫米的压风管和一根100毫米的水管，采用“三八”作业制。
1.XXXXX（小3号黑体）
1.1XXXXX（4号黑体）
正文开始空两格采用小4号宋体，行与行之间，段落与段落之间均采用1.5倍行距；表格内标题不小四宋体，内容为五号宋体，行距1.0倍。
1.1.1XXXXXX（小四黑体）
1.2XXXXX（小3号黑体）
1.2.1XXXXXX（小4号黑体）
正文用小四号宋体，行距1.5倍。
某矿±0水平运输大巷直线段掘进工程设计
0前言
（课程设计的条件、主要内容及设计思路）。
（本次课程设计的目的及意义）。
1水平运输大巷直线段断面设计
巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状和确定规格尺寸，它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。
设计出的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程概预算的依据。
因此，巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的安全和经济效益。
巷道断面设计的基本原则是：
在满足安全和使用要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价，便于快速施工。
水平运输大巷是矿井的主要运输巷道，担负着一个开采水平或整个矿井的运输任务，服务年限长。
因此，水平运输大巷应尽量布置在不受采动影响的比较稳定的岩层内。
巷道断面设计既要确保安全适用，减少维修量，又要避免造成不必要的浪费。
巷道断面设计的内容和步骤如下。
1.1确定巷道断面形状
巷道断面形状主要有矩形、梯形、不规则四边形、多边形、直墙半圆拱、直墙圆弧拱、直墙三心拱、椭圆拱及圆形拱等。
根据运输大巷服务年限长、围岩性质和提高断面利用率等条件，一般应优先采用直墙半圆拱、直墙三心拱、直墙圆弧拱或带底拱的直墙半圆拱依据下表
断面形状
适用条件
半圆拱形
目前开拓，准备巷道，而硐室普片采用的断面形状，多在顶压大侧压小，无底鼓得条件下使用。
圆弧拱形
由于光爆锚喷支护的推广，拱部成型好，施工方便，多用于准备巷道。
当跨度较大时，较半圆拱形断面利用率高。
三心圆拱形
与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面利用率较高，适用于围岩坚硬的开拓巷道、上（下）山和硐室。
梯形
顶板暴露面积较矩形小，可减少顶压，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道。
矩形
断面利用率较高，多用于顶压，侧压都较小，维护时间不长的回采巷道。
圆形
围岩松软、四周压力均很大，用其他形状不能抵抗围岩压力时采用。
椭圆形
当巷道四周压力很大，且分布不均时，根据顶压和侧压的大小，采用竖直或水平布置。
不规则形
在薄煤层中，为了不破坏顶板，使顶板保持一定的稳定性，断面形状视煤层赋存条件而定。
本矿岩石坚固系数为：
f=8～10，属于稳定岩石五矿年产120万吨采用双轨巷道运输。
所以巷道断面采用三心拱。
1.2确定巷道净断面尺寸
1.2.1巷道净宽的确定
ZK10-9/250电机车宽a1=1360mm，高h=1550;3t矿车宽=1200mm，高=1400mm。
根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=800mm，非人行道一侧宽a=400mm。
车辆间隙b=200mm。
故巷道净宽度:
B=a+a1+b+c1=400+1360×2+200+800=4120mm
1.2.2、巷道净高度的确定
依据拱形断面巷道拱顶高
：
三心拱一般为巷道宽的三分之一所以三心拱形巷道的拱高
=B/2=4120/3=1373mm。
1.2.3计算巷道的净断面积
根据确定的巷道净宽和净高及不同断面形状，分别计算出巷道净断面积。
值得注意的是，巷道净高是指道砟面至拱顶的高度。
1.2.4巷道风速演算
井下在用巷道都要通风，当通过巷道的风量按需要确定后，巷道断面越小，风速就越大。
风速过大，不仅会扬起煤尘，影响工人健康和降低生产效率，而且易引起煤尘爆炸事故。
为此，《煤矿安全规程》规定了各种用途巷道允许通过的最大风速。
用风速验算巷道断面尺寸的公式如下：
V=
≤［v］
式中：
v——巷道通过的风速，m/s；
Q——通过巷道的风量，
/s；
S——巷道净断面面积，m2；
［v］——巷道允许通过的最大风速，m/s。
1.3计算巷道设计掘进断面积和计算掘进断面积
1.3.1巷道支护设计
确定巷道支护形式的主要依据是巷道的用途、服务年限及围岩的压力。
支护形式确定后，再选择支护参数。
《课程设计教学大纲》给出的条件：
矿井为低瓦斯矿井，使用架线式电机车。
根据《煤矿安全规程》第三百四十七条的规定，运输大巷必须使用不燃性材料支护。
据此，根据不同围岩性质分别推荐使用砌碹、喷射混凝土、锚喷、锚网喷、锚网带喷等支护形式。
1.3.2道床参数的选择
（1）根据教材表5－11确定钢轨的型号；
（2）根据教材表5－9确定轨枕的规格尺寸；
（3）根据下表确定道床参数。
1.3.3断面面积计算
根据巷道支护参数或道床参数，分别计算巷道的设计掘进断面积和计算掘进断面积。
1.4巷道断面内水沟设计和管线布置
1.4.1水沟设计
（1）水沟布置：
运输大巷水沟应布置在人行道一侧。
（2）水沟断面设计：
应根据矿井最大涌水量，按教材表5－17选用水沟断面和盖板的规格尺寸。
（3）水沟坡度：
中央运输石门、主要运输巷道和主要回风巷道的坡度：
3～5‰.
1.4.2管线布置
根据《煤矿安全规程》和有关规定及生产需要，进行巷道净断面内的管线布置。
1.5巷道特征与材料消耗表
按1:
50比例绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。
2运输大巷爆破工艺设计
2.1钻眼爆破
根据规程规定，锚喷巷道必须采用光面爆破。
2.1.1凿岩设备和工器具的选择
（设备型号及规格、主要技术参数与性能）要求列表。
2.1.2掏槽方式的选择
掏槽眼的作用是首先在工作面上形成一个槽腔，为其它炮眼的爆破创造附加自由面。
因此，掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性的作用，也就是说掏槽眼是炮眼中最重要的炮眼。
掏槽方式和掏槽眼的布置，应根据岩石性质、巷道断面大小及凿岩设备等进行选择。
2.1.3爆破参数的选择
（1）炮眼直径：
巷道掘进采用的钎杆一般为Φ22中空六角钢，一字形釺头直径一般为Φ41～Φ42，炮眼直径为Φ41～Φ43。
（2）炮眼深度的确定
炮眼深度决定了每一掘进循环钻眼和装岩的工作量、循环进尺以及每班的循环次数。
因此，炮眼深度主要根据岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平和掘进队机械装备情况等因素来确定。
（3）炮眼数目
炮眼数目直接影响着钻眼工作量、爆破岩石的块度和巷道形状。
应根据岩石性质、炸药威力等因素合理布置炮眼。
辅助眼：
辅助眼的作用是进一步扩大槽腔。
与掏槽眼的间距应适中，过大则影响爆破效果，甚至于出现“打筒”现象；过小则容易出现带炮。
辅助眼应均匀布置，眼距根据岩石性质具体确定。
另外，根据巷道断面大小，辅助眼布置可布置一圈或多圈。
周边眼：
主要作用是控制巷道轮廓，应沿巷道轮廓均匀布置。
采用光面爆破时，周边眼的密集系数和最小抵抗线要选择得当，并采用单段空气柱或间隔装药结构。
底眼：
因爆破条件较差，布置时应适当缩小眼距，为防止底高，装药量仅次于掏槽眼。
（4）单位炸药消耗量
单位炸药消耗量是一个很重要的爆破参数，又是一项重要的经济技术指标。
它直接决定岩石崩落的块度、炮眼利用率、巷道轮廓形状、围岩稳定性及爆破成本等。
单位炸药消耗量与岩石性质、炮眼数目、炸药威力和装药量有直接关系，进行爆破设计时，应综合考虑这些因素。
2.1.4爆破网络的设计计算
《煤矿安全规程》第三百三十五条规定，井下爆破必须使用发爆器。
根据这一原则，爆破网络一律采用串联。
（1）爆破器材的选择
炸药：
应根据岩石性质，建议优先选用普通乳化炸药或高威力乳化炸药。
电雷管：
应优先选用毫秒电雷管。
起爆方法：
采用矿用防爆型电容式发爆器。
（2）爆破网络的计算
根据串联电雷管的个数和雷管全电阻，计算网络总电阻，据此选用发爆器的型号。
2.2爆破说明书和爆破图表的编制
2.2.1爆破说明书的编制
爆破说明书是井巷施工组织设计中的一个重要组成部分，是指导、检查和总结爆破作业的技术文件。
必须符合《煤矿安全规程》第三百一十七条的规定。
2.2.2绘制爆破作业图表
一图：
炮眼布置图（三视图）；
三表：
爆破原始条件表、装药量与起爆顺序表和预期爆破效果表。
3水平运输大巷施工工艺设计
3.1巷道掘进必须坚持正规循环作业
巷道掘进工作面在规定的时间内，以一定的人力、物力和技术装备，按照作业规程、爆破图表和循环图表的规定完成全部工序和工作量，取得预期的进度并保证生产有序地、周而复始地进行，这样的作业方式称为正规循环作业。
坚持正规循环作业有利于确保工程质量和实现安全生产，施工速度快，节约材料、降低辅助车间服务费和工程成本，是一种多快好省地组织巷道施工的有力措施。
坚持正规循环作业，要求机电、井上下运输、通风、测量等辅助人员和辅助车间要密切配合，大力支持，要求生产管理人员要合理组织施工，为生产第一线提供有力的支持和帮助。
3.2编制循环作业图表
3.2.1确定掘进队的工作制度
“三八”工作制或“四六”工作制。
2005年6月29日国务院颁发的《促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，督促有关方面改革煤矿工作制度，尽快实行四班六小时工作制。
3.2.1确定作业方式
作业方式即掘进和支护两大主要工序在空间和时间上的相互关系。
一般情况下应坚持一次成巷的作业方式。
一次成巷又要明确是掘支平行作业，还是掘支顺序作业。
3.2.3确定循环方式和循环进尺
所谓循环作业方式是指每小班完成的循环个数。
循环作业方式和循环进尺的确定应结合本单位的实际情况，综合考虑岩石性质、施工任务、炸药威力、人员素质、施工机械装备及管理水平等因素。
3.2.4计算循环作业时间
循环作业方式和循环进尺确定后，应进一步确定循环作业各主要工序占用的时间。
巷道支护形式不同、掘进作业方式的差异，巷道断面的大小，各主要工序的内容及占用的时间也不同。
为了缩短循环作业时间，应大力推行多工序平行作业。
现以本次课程设计的水平运输大巷为例，巷道支护形式为锚喷，阐述巷道掘进各主要工序的内容和时间。
巷道掘进循环：
（1）交接班和安全检查：
一般占用时间为20min；
（2）临时支护：
根据巷道掘进进尺和锚杆间排距计算出的锚杆根数，确定打锚杆眼和安装锚杆占用的时间；
（3）打上部炮眼（约占炮眼总数的1/3）：
根据巷道掘进断面积和快速施工的要求，确定选用凿岩机的类型和台数，然后根据炮眼数目和凿岩机钻速确定打眼时间；
（4）将矸石耙离工作面5m：
其目的是实现打眼和装岩的平行作业，时间约10min；
（5）打下部炮眼：
根据炮眼数目和凿岩机钻速确定时间；
（7）装岩：
根据选用的耙斗机装岩效率、装岩工时利用率（或现场实测）以及矸石体积（实体岩石×松散系数）计算出装岩时间。
尽量多采用与打眼平行作业。
（8）装药、连线和放炮：
一般控制在40～50min之内；
（9）通风：
控制在15～20min之内；
（10）安全检查：
10min左右；
（11）钉道：
建议一次钉两节道（18～19m），可安排一个小班专门钉道。
巷道支护循环
可安排一个喷浆班，只上早班（8:
00～14：
00），与巷道掘进平行作业（拉开30～40m距离）。
（1）埋设喷厚标志、高压风水冲洗岩面：
10min；
（2）喷射作业：
根据选用喷射机的效率、喷射混凝土体积及回弹率，计算喷射时间；
（3）清洗喷射机、集中回弹混凝土：
约20min左右；
（4）挖水沟：
考虑水沟断面较小，约60～90min，一般不单独占用时间，可与喷射平行作业。
（5）砌混凝土水沟：
40～60min。
3.2.5掘进队组织形式和人员配备
（1）掘进队组织形式建议按专业掘进队组建，工作制度按“四六”工作制，作业方式为掘支平行作业。
（2）掘进班组人员配备以表格形式列出。
3.2.6掘进队机械设备和工器具配备
以表格的形式列出。
3.2.7编制循环作业图表
循环作业内容和占用的时间用循环图表的形式列出。
±0水平运输大巷掘进工作面循环图表
班次
序
号
工序名称
工作量
时间/min
循环时间/h
1
2
3
4
5
6
7
8
掘
进
班
1
交接班及安全检查
2
检查巷道规格尺寸
3
临时支护
4
打上部炮眼
5
将矸石耙离工作面
6
打下部炮眼
7
装岩
8
装药、连线和放炮
9
通风
10
安全检查
11
钉道
喷
浆
班
1
埋设喷厚标志、
清洗岩面
2
喷射混凝土
3
挖水沟
4
砌混凝土水沟
说明：
1、钉道时间安排不固定在哪一班，耙岩机进料槽前端至掘进工作面距离够23～24m，即可安排一个小班专门钉道。
4工程概算
（要不列表，材料单价上网查取）。
参考文件
XX
致谢
XX
参考文献（小2号黑体居中）
格式参考如下2例：
[1]杨庚宇,徐景德.中国煤矿安全监察培训的探索与实践[J].华北科技学院学报,2002,4（4）：
61-65.
[2]谢正文，孔凡玉.基于熵技术的矿山安全模糊综合评价[J].中国计量学院学报，2007，18
（1）：
79-82.
致谢（小2号黑体居中）
在我的课程设计过程中感谢×××指导老师对我的悉心指导……（结论的内容采用小4号宋体）
学生：
XXX
XXXX年X月X日
（下面将课程设计任务书作为附录装订）
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