井巷工程设计报告.docx

1、井巷工程设计报告河南工程学院安全工程学院课 程 设 计 报 告课程名称：巷道断面设计姓 名：陈鹏学 号：201120102226班 级：煤矿开采技术1132班井巷工程课程设计任务书题目：某煤矿年设计生产能力60万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为400m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；通过的流水量为 210 m3/h ，风量为 80m3/s ；采用 ZK109/550 直流架线电机车牵引1.0t 矿车运输。巷道内铺设一趟直径为200mm的压气管和一趟直径为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=46。设

2、计内容：1.选择合适的巷道断面形状。2.设计双轨直线段的巷道断面。确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。3.布置巷道内水沟和管线。4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。设计要求：1. 在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。2. 要通过计算确定的，必须有必要的计算步骤和过程。要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。设计参照依据：

3、煤矿安全规程、煤矿井巷工程质量验收规范、煤矿巷道断面和交岔点设计规范、煤矿矿井采矿设计手册、井巷工程东兆星等徐州：中国矿业大学出版社，2009。3.说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。图纸绘制用CAD，绘图比例用1：50，打印输出比例为1：1，纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。4.提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图）。5.设计时间：2012-2013学年第2学期第17周（开采1131、1132班）。一、 选择巷道断面形状该矿年产量60万吨的第二水平运输大巷，服务年限为25年，采用90

4、0mm轨距运输的大巷，其净宽在 以上，又穿过中等稳定岩层，选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，圆弧拱形断面。二、 确定巷道净断面尺寸 （在确定巷道净断面尺寸中，尺寸值取整）1、 确定巷道净宽度: B 查煤矿井下巷道常用运输设备类型及规格尺寸表知：ZK109/550电机车A1=1350mm，高h=1600mm 1.0t矿车宽880mm,高1150mm。根据煤矿安全规程，取航道人行宽度c=840mm,非人行巷道一侧宽a=400mm, 又查双轨道轨道中心线距数值表知，该巷双轨中线距b=1600mm,则两电机车之间的距离为：1600-（1350/2+1350/2）=250mm故巷道净宽度为：B =a1

5、+b+c1 =(400+1350/2)+1600+(1350/2+8400) =4190mm 4200mm 式中：h4-非人行道一侧宽与电机车宽的一半的和 b-该巷道双轨中线距 C1-人行道宽和电机车宽一半的和2、 确定巷道拱高:h0 圆弧拱巷道拱高： h0 = B/3 = 4200/3 =1400mm 圆弧拱半径R = (2B/3)*(2B/3)+(B/2)(B/2) = 3500mm3、 确定巷道壁高 ：h3A、 按架线式电机车导电弓子要求确定 h3由拱形巷道断面壁高计算公式得： h3 h4+hc+R*R-(B/2)*(B/2) 式中： h4 - 轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4

6、=2000mm; hc-道床总高度，差巷道轨型选择及其技术特征表选22Kg/m钢轨，再查常用道床参数表得：hc =380mm,道砟高度 hb = 220mm n-导电弓子距拱壁安全距离，取n = 300mm k-导电弓子宽度之半，k = 718/2 = 359mm,取k = 360mm b1-轨道中线与巷道中线间距，b1 = B/2-a1 = 4200/2 1075=1025mm 故 h3h4+hc+R*R-(B/2)*(B/2) = 2884mmB、 按管道装设要求确定h3 h3 h5 + h7 + hb + R*R-(B/2)*(B/2)- （R*R）-(k + m +D/2+b2)* (

7、k + m +D/2+b2)式中 h5-道砟面至管子底高度，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 = 300mm D-压气管法兰盘直径，D = 335mm b3-轨道中线与巷道中线间距，b2 = B/2 c1=4200/2-1515=585mm 故 h3 h5 + h7 + hb + R*R-(B/2)*(B/2)- （R*R）-(k + m +D/2+b2)* (k + m +D/2+b2) =1800+900+2203500*3500-4200/2*4200/2 -3500*3500-(360+300+335/

8、2+585)* (360+300+335/2+585) = 2420mmC、 按人行高度要求确定 h3 h3 1800+hb +R*R-B/2 * B/2-R*R-(R-j)*(R-j) 式中 j-距壁j处的巷道的有效高度不小于1800mm;j100mm,一般取j=200mm 故 h3 1800+220+2800-1166 =3654mm 综上计算并考虑一定的余量，确定该巷道壁高为h3=3660mm 则巷道高度为：H=h3+h0-hb=3660+1400-220=4840mm4、 确定巷道净断面积S和净周长P 由圆弧拱巷道断面积计算公式表知： S = B(0.24B+h2)式中- h2-道砟面

9、以上巷道壁高，h2=h3-hb=3660-220=3440mm故 净断面积： S=4200*(0.24*4200+3440)=18.6 净周长 P=2.27*B+2*h2=2.27*4200+2*3440=16.414m 5、 用风速校核巷道净断面积 查巷道允许的最高风速表知：最大风速为8 ms,已知通过大巷的风量为80m3/s， V = Q/S=80/18.6=4.308 设计的大巷净断面积、风速没有超过规定值，可以使用。6、选择支护参数 采用锚喷支护，根据巷道净宽402m，穿过中等稳定岩层及属类围岩，服务年限大于15年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的螺纹钢树脂锚杆喷射混凝土，杆体为直径

10、18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷。锚杆长度2.0m，呈方形布置，其间排距0.80m*0.80m,托板为8mm、厚150mm*50mm的方形钢板，喷射层厚T1=100mm,分两次喷射，每次各喷50mm。故支护厚度T=T1=100mm.7、 选择道床参数 根据该巷道通过的运输设备，选用22 Kgm钢轨,其道床参数hc、hb分别为380mm和220mm,道砟面至轨面高度：ha=hc-hb=380-220=160mm.采用钢筋混凝土轨枕。8、确定巷道掘进面尺寸 巷道掘进断面尺寸根据圆弧拱形巷道断面计算公式 巷道设计掘进宽度： B1=B+2T=4200+2*100=4400mm 巷道计算掘进宽度：

11、B2=B1+2=4400+2*75=4550mm 式中 -允许的掘进超挖误差值，一般取75mm 巷道设计掘进高度： H1=H+hb+T=4840+220+100=5160mm 巷道计算掘进高度： H2=H1+=5160+75=5235mm 巷道设计掘进断面积： S1=0.24*BB+1.27BT+1.57*TT+B1*h3 =20.886700 取S1=20.89 巷道计算掘进断面积： S2=BB+1.27BT+1.57TT+0.24T+0.1B+0.01+B2*h3 =21351675 取S2=21.36三、 布置巷道内水沟和管缆 已知通过该巷道的水量为190 m3/h，现采用水沟坡度3。查

12、拱形巷道水沟规格和材料消耗表知：水沟深450mm,水沟宽500mm，水沟净断面积0.225，水沟掘进断面积0.272。每米水沟盖板用钢筋2.036，混凝土0.0323 m3 水沟用混凝土0.152 m3 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。四、 计算巷道掘进工程量及材料消耗 巷道掘进工程量及材料消耗量根据圆弧巷道断面计算公式进行计算 每米巷道拱与墙计算掘进体积： V1=S2*1=21.36*1=21.36 每米巷道墙角计算掘进体积： V3=0.2(T+)*1=0.04 每米巷道拱与墙喷射材料消耗： V2=(1.27B+1.57T+0.24)T1+2*h3*T1

13、 =(1.27*4.20+0.157*0.1+0.24)*0.1+2*3.66*0.1 =(5.334+0.157+0.24)*0.1+0.732 =1.305 每米巷道墙角喷射材料消耗： V4=0.2*T1*1 =0.02 每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）： V=V4+V2 =0.02+1.305 =1.325 每米巷道锚杆消耗： N=(P1-0.5M)/Mm 式中 P1-计算锚杆消耗周长， P1=1.27B+3.14T+0.24+2*h3 =1.27*4.20+3.14*0.1+0.24+2*3.66 =12.968m M、m-锚杆间距、排距，M=m=0.8m 故 N=(12.96-0.

14、5*0.8)/0.8*0.8 =19.62根 折合成质量为： 19.62l*3.14（d/2）*(d/2) 式中： l-锚杆长度，l=2.0m d-锚杆直径，d=18mm -锚杆材料密度，=7850 故 原式=19.62*2*3.14*(0.018/2)*(0.018/2)*7850 =7848 每排锚杆数： N*0.8=19062*0.8 =15.696 16根 每米巷道粉刷面积： Sn=1.27*B3+2*h2+0.24 式中 B3-计算净高。 B3=B2-2T B2=B1+2 B1=B+2T B3=B+2=4.2+2*0.075=4.35m 故 Sn=1.27*4.35+2*3.44+0.24=12.64 五、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量表运输大巷特征 （此页不够可另添页）教师评价：成绩：教师签字：年 月 日