交通运输某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织.docx

交通运输某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织.docx

《交通运输某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通运输某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

交通运输某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织

课程设计报告

设计课题：

某煤矿一水平运输大巷断面设计及施工组织

专业班级：

07级采矿工程

学生姓名：

指导老师：

设计时间：

录目

0前言………………………………………………………………………………1

1大型综合机械开采矿井及设计巷道的概况…………………………2

2巷道断面设计…………………………………………………………3

2.1巷道断面设计的依据……………………………………………

2.1.1巷道的名称和用途…………………………………………

2.1.2巷道的运输设备类型和特征………………………………

2.1.3巷道的管线敷设情况，风量大小及排水量大小…………

2.1.4巷道坡度的要求……………………………………………

2.2巷道断面设计……………………………………………………

2.2.1选择巷道断面形状，支护类型，支护参数………………

2.2.2确定断面尺寸………………………………………………

2.2.3巷道净断面，掘进断面及风量校核………………………

2.2.4决定道床参数，水沟步置和线敷设………………………

2.2.5巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量计算并列表……

2.2.6巷道断面施工图……………………………………………

3巷道施工………………………………………………………………

3.1施工方案的确定…………………………………………………

3.1.1掘砌作业方式，成巷速度…………………………………

3.2凿岩爆破工作……………………………………………………

3.2.1凿岩设备和爆破器材的选择………………………………

3.2.2爆破参数的确定……………………………………………

3.2.3凿岩爆破作业………………………………………………

3.2.4爆破图表及技术经济指标…………………………………

3.3装岩与调车………………………………………………………

3.4支护方法…………………………………………………………

3.5施工方法和支护质量的检测……………………………………

3.6巷道施工示意图…………………………………………………

4劳动组织及循环图表…………………………………………………

4.1劳动组织配备……………………………………………………

4.1.1作业方式的选择……………………………………………

4.1.2绘制循环图表………………………………………………

4.1.3循环图表……………………………………………………

4.1.4施工总组织、施工进度表…………………………………

5技术经济指标…………………………………………………………

5.1各项费用…………………………………………………………

5.1.1材料费……………………………………………………

5.1.2设备折旧费……………………………………….………

5.1.3动力量………………………………………………………

5.1.4工资费………………………………………………………

5.1.5工程费………………………………………………………

5.1.6成巷成本……………………………………………………

6安全技术措施…………………………………………………………

6.1支架操作工安全技术措施………………………………………

6.2端头工安全措施…………………………………………………

6.3按操作规程进行作业………………………………………………

6.4所有工种必须遵守的安全管理措施………………………………

致谢………………………………………………………………………

参考文献…………………………………………………………………

0前言

《井巷工程》课程设计是学生学习井巷工程课程中的重要技能，在学习环节课程设计的目的在于通过课程设计巩固和加深课堂理论知识并使之与实际相结合以培养学生运用所学知识独立解决巷道施工中主要问题的能力和掌握巷道设计中的基本方法和基本能力，并初步结合生产实际锻炼解决在生产上所遇到的实际问题。

培养学生科学的思维方法和工程技术人员应具备的基本技能。

依据：

设计的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程预算的依据。

内容和步骤;首先根据巷道的服务年限，用途和围岩的性质，选择巷道断面的形状和支护方式，其次根据巷道中通过的设备尺寸和支护参数和道床参数通风量和行人要求等确定巷道净断面积尺寸（并进行风速运算）计算巷道的设计掘进断面的尺寸然后布置水沟和管缆。

最后绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量和材料消耗量。

其他说明巷道断面设计是矿井开采设计中的一个重要组成部分，贯穿矿井服务年限属于施工设计的范畴。

巷道断面设计的要求是：

在满足安全生产和施工要求的条件下，力求提高断面的利用率，取得最佳的经济效果。

严格按照《煤矿安全规程》的各项范畴进行井巷工程设计，引用《煤矿安全规程》及其他资料部分，应标注出来，要注意使用先进的工艺和技术使课程设计具有一定的先进性，本次课程设计是为了满足教学，应独立完成设计

1已知技术参数和设计要求：

某煤矿，井田走向11.7km，倾向宽5.5-8.6km，井田面积68.8km²。

矿井开拓方式为立井多水平分区式开拓，现正开采一水平。

年设计能力为600万t，低瓦斯矿井，中央分区式通风，井下最大涌水量为380m³/h。

通过该矿第一水平运输大巷的流水量为280m³/h，采用ZK14—9/550架线式电机车牵引3吨矿车运输，该大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=6~8，需通过的风量为78m³/s，巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。

2巷道断面设计

巷道断面设计的基本原则：

在满足安全生产和施工要求的条件下，力求提高断面的利用率，取得最佳的经济效果。

2.1巷道断面设计的依据

2.1.1巷道断面的名称和用途

煤矿水平运输大巷断面设计及施工组织。

用途这类巷道是煤矿主要的通道服务年限较长，对巷道变形与破坏要求较严格，他是为开采水平服务巷道。

2.1.2该运输大巷采用ZK14—9/550架线式电机车牵引3吨矿车运输该运输设备宽A=1150㎜，高h=1200㎜；轨距为900㎜

2.1.3通过巷道的管线敷设情况风量大小及排水量大小

巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。

通风量为78m³/s，该矿第一水平运输大巷的流水量为280m³/h

2.1.4对巷道坡度的要求

矿井水沟坡度应与巷道坡度一致，平均坡度不小于0.3%。

巷道中横向坡度不宜小于0.2%采区服务的巷道，分层运输巷道和运输门采区回风巷道的水沟选用0.5%。

2.1.5其他要求

根据水沟的服务年限，一般将水沟分永久性水沟和临时性水沟俩类，永久性水沟应砌筑，临时性水沟可不砌筑，井底车场，主要运输大巷上下山等永久性水沟应砌筑。

2.2巷道断面设计

2.2.1选择巷道断面形状、支护类型、支护参数

年产600万吨的矿井第一水平运输大巷，一般服务年限在100年以上，采用900轨距双轨运输大巷，其尽宽在3以上，又穿过稳定的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。

选用锚杆可靠锚固力大的树脂锚杆，杆体为18螺纹钢，每孔安装俩个树脂药卷，锚固长度》700，设计锚杆预紧力》40，锚固力80.锚杆长度2.0，呈方形布置，其排距0.8*0.8，托板为8后150*150的方形钢板。

喷射混凝土厚=100，分俩次喷射，每次各喷50厚。

故支护厚度==100。

2.2确定巷道断面尺寸

（1）确定巷道净宽度B

查表3-2知ZK14—9/550电机车宽A1=1335mm，高=1550mm；3吨矿车宽1150mm，高1150mm。

根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C=1000㎜，非人行道一侧宽a=500mm，又查表3-3知本巷双轨中线距b=1600mm，则俩电机车之间距离为：

1600-（1335/2+1335/2）=265㎜﹥200mm

故巷道净宽度：

B=a1+b+c1=（500+1335/2）+1600+（1335/2+1000）

=4500mm

㈡确定巷道拱高h0

半圆拱巷道拱高h0=B/2=4500/2=2250㎜，半圆拱半径=h0=4500/2=2250㎜

㈢确定巷道壁高h3

1按架线电机车导电弓子要求确定h3

由表3-6中半圆拱巷道壁高公式得

式中h4-----轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取2000

hc-----道床总高度，查表3-10选30钢轨，在查表3-5得hc=410，道砖高度hb=220

n----导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mm

k----导电弓子宽度之半，k=718/2=359,取k=360mm

b1---道中线与巷道中线间距，b=B/2-a1=1082mm,故h3=1098mm

2按管道装要求确定

式中h5-道砟面到管子底高度按煤矿安全规程取h5=1800mm

h7-管子悬吊件总高度取h7=900mm

m-导电弓子距管子间距取m=300

D-压气管法兰盘直径Ｄ＝335mm

b2=轨道中心线与巷道中心线距b2=B/2-c1=583mm

故h3=1170mm

按行人高度确定h3

根据公式计算得h3=1093mm

综上计算，并考虑一定的余量，确定巷道的壁高h3=1470mm,巷道的总高度H=h3-hb+h0=3500mm

2.2.3巷道的净断面掘进断面及风量较核

由表3-7得净断面积S=B（0.39B+h2）

式中：

h2为道碴面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1370-220=1150㎜。

故S=4500×（0.39×4500+1370）=13.5㎡

净周长P=2.57B+2h2=2.57×4500+2×1150=14.1m

用风速校核巷道净断面面积

查表3-9，知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=78m3/s，计算得：

净断面积尺寸由表3-7计算公式得

巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4500+2×100=4700㎜。

巷道计算掘进宽度B2=B1+2δ=4700+2×75=4850㎜。

巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3820㎜。

巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3895㎜。

巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=15.05㎡

巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=16.3㎡。

2.2.4决定道床参数水沟布置和管线敷设

1道床参数根据巷道的运输设备已选用30轨道其道床参数hc.hb分别410㎜和220㎜道床至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190㎜采用钢筋混凝土轨枕

2布置水沟和管线

已知通过本巷道的水量为280m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表3-12得：

水沟深550㎜、水沟宽500㎜，水沟净断面面积0.261㎡；水沟掘进断面面积0.309㎡，每米水沟盖板用钢筋2.036kg、混凝土0.0323㎏，水沟用混凝土0.145m2。

2.2.5巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量计算并列表

计算巷道掘进工程量和材料消耗量

由表3-7的计算公式得：

每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=16.3m3；

每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2×（T+δ）×1=0.2×（0.1+0.075）×1=0.04m3；

每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]×1

=1.02m3；

每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；

每巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V=V2+V4=1.05+0.02=1.040m3；

每米巷道锚杆消耗（不包括损失）

式中:

P1为计算锚杆消耗周长,，P1=1.57B2+2h3=10.35㎡；aa’为锚杆间距、排距a=a’=0.8m。

N=（10.35-0.50×0.8）/（0.80×0.8）=15.86（根）

折合重量为：

15.93×［π×（d/2）2p］=15.55×［2.00×3.14×（0.018/2）2×7850］=63.3kg

式中：

l-锚杆长度,l=2.0m

d-锚杆直径，d=18mm

p-锚杆材料密度，p=7850kg/m3

由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗：

M=2×N=31.9取32支

每排锚杆数为：

N×0.8=12.44取13根

每排树脂药卷数为：

M×0.8=25.6取26支

每米巷道粉刷面积：

Sn=1.57B×3+2h2

式中：

B3-计算净宽B3=B2-2T=4.65m

故：

Sn=1.57×4.65+2×1.28=9.60m2

2.2.6道断面施工图，巷道特征表和每米巷道材料消耗量表

3巷道施工

3.1施工方案的确定

（1）掘砌作业方式：

一次成巷：

是把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个分部工程视为一个整体，在一定距离内，互相配合，前后连贯的，最大限度的同时施工，一次成巷，不留收尾工程。

（2）成巷速度：

掘进与永久支护平行作业不单独占用时间，可提高成巷速度约30%左右。

3.2凿岩爆破工作

对钻眼爆破工作的要求

3.2.1凿岩设备和爆破器材的选择

凿岩设备：

因为该大巷穿过中等稳的岩层，用气腿式凿岩机。

爆破器材：

2号岩石硝铵类炸药，8号雷管。

3.2.2爆破参数的确定

爆破参数主要包括炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目。

单位炸药消耗量。

炮眼直径：

炮眼直径对钻眼效率全断面炮眼数目，炸药耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度均有影响，目前岩巷掘进的炮眼直径多采用35～42mm，故选用40mm

炮眼深度：

采用气腿式凿岩机时炮眼深度以1.8～2.5m为宜，在这里要设计的煤矿穿过的岩层的坚固性系数f=6～8。

炮眼眼数：

岩石坚固性系数f=6～8掘进断面面积为15.05

故选67个。

单位炸药消耗量：

q=Q/v，kg/m3

式中Q——工作面一次爆破所需要的炸药量

V——工作面一次爆下的实体岩石的总体积

3.2.3凿岩爆破作业。

爆破作用巷道施工采用光面爆破技术，使用2号岩石硝铵类炸药，8号雷管。

249卷，共37.35kg毫秒延期电雷管67个，全断面一次爆破掏槽方式为楔形掏槽。

掏槽眼为8在岩石中不稳定6个。

3.2.4爆破图表及技术经济指标。

爆破原始条件，预爆参数，预爆效果图表如下

3.3凿岩与调车

3.3.1装岩机械的选择及主要技术特征，生产能力估算，调车方法（绘制调车示意图）

1装岩工作：

装岩速度的快慢主要在于装岩和调车俩个环节为调车方便临时车场每月向前移动一次，一般至距工作面400m处为缩短侧御装岩机装岩过程选用耙斗式装载机，构造最简单，维修、操作都容易；适应性强，可用于平巷、斜巷以及煤巷、岩巷等。

但是，它体积较大，移动不便，有碍于其他机械使用。

选用P-60B号耙斗装岩机，生产能力70~105/M3·h-1，铲斗容积0.6,长度9800，宽度2750工作时最高高度2220，行走机构轨距900，动力电动，设备总功率30，质量6450，宽度3*2.5。

采用固定错车场调车法，在双轨巷道中，可在巷道中轴线铺设临时斜交道岔调车。

这种调车方法简单易行，一般可用电机车调车。

（附示意图）

3.4支护方法

巷道地压：

随着开采深度的增加，当自重压力增加到接近围岩强度时，引起围岩的破坏。

地压大小为60Mp~80Mp

临时支架结构：

拱形可缩性金属支架。

（附示意图）

永久支护型式的选择:

该水平运输大巷穿过稳定岩层，但是为了经济安全的基础，采用锚喷支护，防止局部岩块的松动和坠落，从而加固和提高了岩石拱的承载能力，增加岩层的稳定性。

3.5施工方法和支护质量的检测

在进行锚杆安装时，采用单体帮锚杆锚机进行施工，选用的是支护式锚杆钻机，部分支推力由支腿承担，工人劳动强度较低，适合岩帮较硬的锚杆的安装。

锚杆支护与矿压的检测与支护不可分割的组成部分，为了确保施工的质量满足设计要求，应核对各方面进行检测，其内容如下：

锚杆拔拉力测，锚杆预紧力监测，锚杆支护参数检测，和锚索安装工程质量的检查。

3.6巷道施工（附示意图）

4劳动组织及循环图表

4.1劳动组织配备

按一次成巷配备劳动组织

4.1.1作业方式的选择

采用“四六”工作制、掘支平行作业

4.1.2循环图表的编制

一个循环所用的时间T

在所需的全部作业时间中，扣除能够与其他工序平行作业的时间，便是一个循环所需要的时间，即：

T=T1+T2+Ø（t1+t2）+T3+T4+t5

式中T1——安全检查及准备工作准备时间，亦即交接班时间，一班约为20min。

T2——装岩时间

t1——钻上部眼时间

t2——钻下部眼的时间，min；

Ø——钻眼工作单位作业系数，钻眼，装岩平行作业时，值取0.3～0.6，取0.5

T3——装药连线时间，min；

T4——爆破通风时间，一般为15-20min。

取20min；

T5——支护时间，如果临时支护或永久支护占用循环时间，也应包括在内，

装药连线时间T3与炮眼数目和同时参加装药连线的工人组数有关：

T3=Nt/A=40min式中N——工作面炮眼总个数，N为76个

T——一个炮眼装药所需时间，t=1.5min；

A——在工作面同时装药的工人组数，A为2组；

钻眼时间：

t1+t2=Nl/mv=104.5min

式中L——炮眼平均深度，2.3m；

m——同时工作凿岩机台数取1台；

v——凿岩机的实际平均钻速，取0.4m/min；

装岩时间：

T2=s×l×ŋ/np=38min

式中S——巷道掘进断面积，取15.05㎡

ŋ——炮眼利用率，一般为0.8～0.9，取0.9

P——装岩实际生产率

n——同时工作的装岩机台数；

在实际生产工作中，为了防止难以预见的工序延长，应考虑留有10%的备用时间，故循环时间为

T=1.1（T1+s×l×ŋ/np+ØNl/mv+Nt/A+T4+T5）=260min

5技术经济指标

5.1各项费用

5.1.1材料费

材料费=主要材料费+其它材料费

主要材料：

雷管64x888x1=56805元

锚杆15.05x1500x180元/个=4063500元

炸药22.1x1500x8元/kg=265200元

混凝土1.01x1500x360元/kg=545400元

故主要材料费=56805+4063500+265200+545400=4930905元493万元

其它材料费=4930000×50%=2465000元

所以材料费=4930000+2465000=7395000元

5.1.2设备折旧费

设备费=主要设备+其它设备约500万元

折旧费=500×25%=123万元

5.1.3工资费

年薪按8万元计算，所以工资费=万元

5.1.4动力费

指生产经营过程中耗用的全部电力

动力费=耗电费×电价=4000×7×0.8元/度=22400元

5.1.5工程费

工程费=主要材料费+设备折旧费+工资费+动力费

=4930000+1250000+202+22400+6202602620万元

5.1.6单位原岩或进木掘进成本

单位每米巷道掘进度=总工程费/1500=0.413万元=4130元

5.2成巷成本

指生产巷道和提供劳务而发生的直接和间接费用，包括材料费、工资非等。

成巷成本=73950000+1250000+2020000+224000=10687400元1069万元

每米成巷成本=1069/1500=7127元/m

6安全技术措施

6.1支架操作工安全技术措施

6.1.1移架时支架工要戴头盔，追机移架，架前架间不准有人工作或停留，确保移架，

6.1.2支架工要经常检查支架完好情况，做到支架不窜液，不漏液，不自动下降，发现问题及时处理，确保各支架部件螺丝紧固齐全，U型销符合规定。

6.1.3支架工再操作支架应对支架进行一次认真检查，做到不完好不使用。

6.2端头工技术安全措施

6.2.1端头工必须了解工作面的顶板的岩性，结构，熟悉支架或单体柱的使用条件及支护方法。

6.2.2支架的回收和支护必须由三人作业，其中一人负责观察顶板，严禁单人作业。

6.2.3超前支护间距偏差不超过100㎜,垂直偏差不超过100㎜。

6.3检修工的安全技术措施

6.3.1检修人员上岗后需按工种操作规程进行作业，按照本工种机械检查程序进行检修，当设备检修时，必须有停电或挂牌，严格执行停送电制度。

6.3.2严格按检修的标准进行检修，检修时每天要落实专人检查各部件机电设备安全措施和保护装置，检查各紧固部件，螺丝是否松动，发现问题及时处理，不得遗留问题交给生产班，并坚持升井汇报制度，认真填写检修记录。

6.3.3接电缆或连线时，接线工首先进行试转，确认设备的正反转，方可开机。

6.3.4处理运输机断链时，在紧链期间，严禁迎头站立，防止链条飞出伤人。

6.4所有的工种必须遵守的安全管理措施

6.4.1全体职工必须牢固树立起“安全第一”的思想，严格执行三大规程及其他有关安全规定，杜绝“三违”。

6.4.2密切注意安全检测系统及时掌握工作面的变化情况，发现不安全的征兆要及时进行处理。

6.4.3所有在岗人员都必须是经过培训方可持证上岗。

6.4.4所有人员严禁跨越运行中的设备，严禁在视线不清的地方作业。

6.4.5各工种在交接班时当班人发现的问题没有及时处理的要向下班的人员交接清楚，接班后，要对各检查设备进行认真的检查，发现问题及时处理，严禁带病运行。

6.4.6生产期间，闲杂人员不准进入工作面，外来参观人员必须由专人带领方可进入工作面，所有井下人员必须戴安全帽。

6.4.7无论是固定设备还是移动的设备，移动部分要设有防护装置，设危险标示。

6.4.8严禁任何人酒后入井，严禁脱岗睡岗。

致谢

今天本课程实习顺利底完成了，在做课程实习的过程中，遇见了不少困难，很多疑问，但在老师和同学的帮助下，都迎刃而解了。

首先，我要感谢我们的指导老师老师，他的细致认真让我们佩服，他的兢兢业业让我们动容，身为我们的院长，在百忙之中，还能给我们耐心的指导，是那么的令人钦佩更是我们在今后工作中学习的的榜样。

其次我要感谢我们的老师。

感谢他给我们编排的指导大纲。

使我们清楚设计的步骤与格式。

最后，我要感谢我么的小组同学，经过我们反复讨论与研究。

相互协助圆满的完成了本次设计。

参考文献

[1]东兆星、吴士良.井巷工程[M].中国矿业大学大学出版社2009．

[2]万寿良．矿井设计及施工标准规范实用手册[M]．北京：

当代中国音像出版社2003．

[3]何满潮、郭励生.岩巷锚杆支护[M]．徐州：

中国矿业大学大学出版社2009．

[4]刘殿中．工程爆破实用手册[M]．北京：

冶金工业出版社．

[5]邓文芳.井巷建井技术与管理[M].徐州：

中国矿业大学大学出版社1998．

[6]东兆星、邵鹏．爆破工程[M]．北京：

中国建筑工业出版社2005．

[7]国家安监局煤矿安全规程[M].北京：

煤炭工程出版社2009.