井巷工程.docx

1、井巷工程课程设计报告（论文） 设计课题：主石门断面设计及施工组织 专业班级：10级采矿工程一班 学生姓名： 范 小 龙 指导老师： 王 丽 设计时间：2012年12月20日 呼伦贝尔学院工程技术学院 前言11 煤矿及设计巷道的概况2 1.1矿井的技术参数2 1.2巷道设计的技术参数22 巷道断面设计2 2.1 巷道断面设计依据2 2.1.1巷道的名称和用途2 2.1.2通过巷道的运输设备类型及特征2 2.1.3通过该主石门的管线敷设情况， 风量大小及排水量大小3 2.1.4对巷道坡度的要求3 2.2巷道断面设计3 2.2.1选择巷道断面形状、支护类型、支护参数3 2.2.2确定断面尺寸3 2.

2、2.3确定巷道掘进断面尺寸6 2.2.4水沟布置和管线敷设7 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7 2.2.6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93 巷道施工10 3.1施工方案的确定10 3.2凿岩爆破工作10 3.2.1凿岩设备和爆破器材的选择10 3.2.2爆破参数的确定11 3.2.3凿岩爆破作业11 3.3装岩与调车13 3.3.1生产能力的估算14 3.3.2调车方法14 3.4支护方法14 3.4.1估算巷道地压14 3.4.2临时支架结构，永久支架型式的选择14 3.4.3材料消耗量计算15 3.4.4施工方法15 3.4.5

3、质量检查标准15 3.4.5质量检查标准154 劳动组织及循环图表15 4.1劳动组织配备15 4.1.1确定日工作制度15 4.1.2确定作业方式16 4.1.3确定循环方式和循环进度16 4.1.4计算循环时间16 4.1.5循环图表的编制17 4.2施工总组织、施工进度表175 技术经济指标18 5.1各项费用18 5.1.1材料费18 5.1.2设备折旧费19 5.1.3工资费196 安全技术措施19 6.1支架操作工安全措施19 6.2 检修工安全技术措施19 6.3端头工的安全技术措施20 6.4所有工种必须遵守的安全措施20 6.5瞎跑的处理问题20 6.6凿岩时注意的问题21

4、6.7爆破安全事项21致谢21参考文献22 前言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，以培养学生运动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断面设计的基本方法与设计技能，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。依据煤矿安全规程巷道断面设计应满足安全，生产及施工运输，巷道掘进钻眼爆破形成的巷道断面，方向，坡度符合设计要求和井巷工程施工及验收规范，爆破岩石的块度有利于装岩；爆破对巷道围岩的影响小，利于维护。 设计的内容及步骤：首先，根据巷道的服务年限，用途和围岩性质，选择巷道断面形状和

5、支护方式；其次，根据巷道中通过的设备的尺寸，支护参数和道床参数，通风量及行人的要求圈定巷道净断面尺寸，计算巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许超挖值，求的巷道计算掘进断面尺寸;然后，布置水沟与管缆；最后，绘制巷道施工断面图编制巷道特征表和每米巷道施工量和材料消耗量表。1 煤矿及设计巷道的概况1.1矿井的技术参数某煤矿，井田走向长5.28.7km，倾向宽26.5km.井田面积35.8km2。矿井开拓方式为立井多水平开拓，现正开采一水平。年设计能力为300万t，低瓦斯矿井，中央并列式通风，井下最大涌水量为380m3/h。通过该矿主石门的流水量248m3/h,采用ZK149/550架线式电机车牵引3吨矿

6、车运输，该石门穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=56,需通过的风量为70m3/s,巷道内敷一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。1.2巷道设计的技术参数 该主石门主要用于煤炭运输，矸石，材料，设备，人员的运输，此矿的围岩较稳定，低瓦斯矿井，涌出量小，采用并列式通风，风量为70m3/s，水沟在人行道一侧，服务年限在40年以上，掘进主要采用光面爆破和锚杆组合支护，采用气动凿岩机，爆破的炸药采用乳化炸药。施工实行四六作业制，每循环进尺2.0m，月进尺200m，采用耙斗式装岩机和固定错车场，采用混合式通风。采用局部水泵和水沟排水。2 巷道断面设计2.1 巷道断面设计依据主石门的服

7、务年限，用途和围岩性质，以及巷道中所通过的设备尺寸，支护参数与道床参数，通风量和行人要求等确定巷道净断面尺寸。2.1.1巷道的名称和用途该石门为某煤矿主石门。主要用来运输煤炭，材料，设备，人员等。2.1.2通过巷道的运输设备类型及特征运输设备有ZK149/550架线式电机车，3吨矿车特征：ZK149/550的电机车宽=1335mm,高=1550mm，轨距选用900mm，3吨矿车宽=1320mm，高=1300mm。2.1.3通过该主石门的管线敷设情况，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水管，通过的风量为70m3/s,通过该矿第一水平主石门的流水量为

8、248m3/s.2.1.4对巷道坡度的要求根据运输，排水等因素，采用水沟坡度为3。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300万吨矿井的第一水平主石门，一般40年以上，采用900mm轨距双轨运输，其净宽在3m以上，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。2.2.2确定断面尺寸 1)确定巷道净宽度B知ZK149/550电机车宽 EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=1335，高h=1550；3吨矿车宽1320，高1300。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=835，非人行道一侧宽a=390。又查表知本巷双轨中心线b=

9、1600，两电机车之间的距离为：1600-（1335/2+1335/2）=265200mm 故巷道净宽度B=_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _+b+_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=（390+1335/2）+1600+（1335/2+835）=4160。 2)确定巷道拱高_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _半圆拱巷道拱高_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=B/2=4160/2=2080，半圆拱半径R=_ EMBED Equati

10、on.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4150/2=2080 3)确定巷道壁高_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ (1)按架线电机车导电弓子要求确定_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _由查表得半圆拱巷道壁高公式得_式中_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=2000mm,_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _道床总高

11、度。查表的选30kg/m的钢轨得_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=410mm,道碴高度_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=220mm; k导电弓子宽度之半，k=718/2=359,取k=360;n导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mm; b1轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2-_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4160/2-(390+1335/2)=1022.5 mm 故 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _1269mm

12、使用地点运输设备_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _斜井箕斗人车30,381t,1.5t矿车22平硐大巷井底车场8t及以上机车3t以上机车运送液压支架设备车30采区巷道运送液压支架设备车221t,1.5t矿车15 巷道轨型选择及其技术特征 表2.1 常用道床参数 表2.2巷道类型_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ EMBED Equation.KSEE3 * MERG

13、EFORMAT _井底车场及主要运输巷3041022019022380220160采区运输巷道上、下山2215380350可不铺道碴，轨枕沿底板浮放，也可在浮放轨枕两侧充填掘进矸石运输、回风巷15250 _ (2)按管道装设要求确定_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 式中_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _道砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=1840mm_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _管子悬吊

14、件总高度，取=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; b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=4160/2-(1335/2+835)=577.5mm; 故 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ mm (3)按人行高度要求确定_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 式中，j为距巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小1800mm. j100mm,一般取j=200mm. 故 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 综上计算，

15、并考虑一定余量，确定本巷道壁高为_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=1800mm, 则巷道高度H=h3-hb+h0=1800-220+2080=4100mm 净断面面积 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 式中_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1800-220=1580mm, 故 S=4160（0.394160+1580）=15152384mm213.3m2

16、净周长 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=2.574160+21580=13851.2mm13.9m 用风速校核巷道净断面积 查表得知Vmax=8m/s,已知通过大巷风量Q=70m3/s,代入下式得 巷道允许的最高风速 表2.3巷道名称_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _最低最高架线电机车1.08掘进中的岩巷0.154风桥10主要进、回风巷8 V=Q/S=70/13.3=5.3m/s8m/s 设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。2.2.3确定巷道掘进断面尺寸确定选用锚固可靠，锚固力大的树脂锚杆，杆

17、体直径为18mm,每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力40kN，锚固力80kN.锚杆长度2.0m，其间排距0.8m0.8m,喷射混凝土层厚T1=120mm,分两次喷射，每次各喷60mm厚，故支护厚度T=T1=120mm。选用道床参数根据巷道通过的运输设备，选用30kg/m的钢轨，道床参数_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _,_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _分别是410mm和220mm，道砟面至轨面高度_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _，采用钢筋混凝土

18、轨枕。由计算公式得： 巷道设计掘进宽度 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4160+2120=4400。 巷道计算掘进宽度 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4400+275=4550。 巷道设计掘进高度 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4100+220+120=4440。 巷道计算掘进高度 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4440+75=4515。 巷道设计掘进断面面积 _ EMBED Equation.KSEE3

19、 * MERGEFORMAT _=4400（0.394400+1800）=15470400215.5. 巷道计算掘进断面面积 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=4550（0.394550+1800）=16263975216.3。2.2.4水沟布置和管线敷设已知通过本石门的流水量为_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _，现采用水沟坡度为0.3%，查井巷工程得：水沟深450、水沟宽500，水沟净断面面积0.225；水沟掘进断面面积0.272，每米水沟盖板用钢筋2.036kg、混凝土0.0323m3，水沟用混凝土0.1

20、52m3。 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。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 由计算公式： 每米巷道拱与墙计算掘进体积 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _1=16.31=16.3m3；每米巷道墙脚计算掘进体积 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=0.2（T+）1=0.2（0.12+0.075）=0.04 m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=_ EMB

21、ED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _1 =1.57（4.55-0.12）0.12+21.80.121=1.267m3； 每米巷道墙脚喷射材料消耗 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _1=0.20.121=0.024m3； 每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=1.267+0.024=1.29m3；每米巷道锚杆消耗 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 式中，_ EMBED Equation.KSEE3 * MER

22、GEFORMAT _为计算锚杆消耗周长 ， _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _m； a、a锚杆间距、排距a=_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=0.8m。 故 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 折合重量=_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _kg 式中 _ EMBED Equa

23、tion.KSEE3 * MERGEFORMAT _锚杆长度，_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=2.0m; d锚杆直径,d=18mm; _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _锚杆材料密度，_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=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=2N=216.84=33.68支 每排锚杆数为:N0.8=16.840.8=13.47214根，每排树脂卷数：M0.8=33.680.8=26.94427支，每米巷道粉刷面

24、积：_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 式中_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _计算净宽，_ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _ 故 _ EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT _=1.573.71+22.02=10.85m2.2.2.6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根据以上计算结果，按1：50比例绘制巷道断面施工图并附上工程量及材料消耗量表。巷道断面施工图（见图2.1）、巷道特征表（见表2.4）、每米巷道工程表及材料消耗量（见表2.5）。_ 巷道断面施工图 图 2.1 巷道特征表 表2.4 围岩类别