井巷课程设计 华

学号：201314410311华北理工大学井巷课程设计说明书设计人：蔡爱华专业名称：采矿工程班级： 3 班学院名称：矿业工程学院指导教师：唐瑞李占金刘祥鑫薛镇林2016年6月目录1．设计的目的--------------------------------------------1 2．设计的条件--------------------------------------------1 2.1地质条件-------------------------------------------12.2生产能力及服务年限---------------------------------12.3井筒装备-------------------------------------------12.4运输设备及装备-------------------------------------1 3．设计内容-----------------------------------------------13.1主井的设计------------------------------------------1（1）选择井筒断面形状---------------------------------1 （2）选择罐道形式及材料-------------------------------1 （3）确定净断面尺寸-----------------------------------1 1）箕斗布置及其相应尺寸--------------------------12)梯子间的布置及其结构尺寸-----------------------23）用图解法确定井筒直径--------------------------34）验算并调整M，Δ1，Δ2-------------------------3 （4）风速校核验算------------------------------------3 （5）选择支护方式及支护参数-------------------------4（6）管路布置及计算各部分尺寸-------------------------4 （7）计算材料消耗（每米井筒）--------------------------4（8）绘制井筒断面图-----------------------------------53.2副井的设计-----------------------------------------5（1）选择井筒断面的形状-----------------------------5（2）选择罐道形式及材料-----------------------------5（3）确定净断面尺寸---------------------------------51)罐笼布置及其相应尺寸--------------------------52)梯子间的布置及其相应尺寸----------------------53)井筒直径的确定--------------------------------54)验算并调整Δ2 M------------------------------6（4）风速校核验算------------------------------------6（5）选择支护方式及支护参数--------------------------7 （6）管缆布置及各部分尺寸计算------------------------7(7)计算每米井筒材料消耗----------------------------7(8)井筒断面图--------------------------------------8 3.3石门设计-----------------------------------------------8（1）选择巷道断面形状-------------------------------8（2）确定巷道断面尺寸------------------------------8 1）确定巷道净宽度-------------------------------82)确定巷道拱高---------------------------------83)确定巷道壁高---------------------------------84）巷道净断面积S和周长P-----------------------95）用风速校核巷道净断面积----------------------9（3）选择支护方式及支护差数-------------------------10 （4）选择道床参数-----------------------------------10 （5）确定巷道掘进断面尺寸---------------------------10 （6）布置巷道内水沟和管缆---------------------------10 （7）计算巷道掘进工程量及材料消耗-------------------11 （8）巷道断面图-------------------------------------12 （9）就该双轨运输大巷进行施工组织设计--------------121)主要施工设备---------------------------------122)爆破作业设计---------------------------------123)通风与防尘措施-------------------------------154)合理组织施工并编制循环图表-------------------165）循环图表的执行与管理------------------------19 （10）制定管理制度----------------------------------19 4.参考文献-----------------------------------------------21 附图-----------------------------------------------------22一、设计的目的本课程设计是“井巷工程”课教学的重要环节，通过本设计，使学生熟悉设计的程序和方法，培养学生独立分析和解决问题的能力，为毕业设计打下基础。

二、设计的条件1、地质条件矿山第一水平石门大巷所通过岩层的普氏系数f＝2～4，为稳定性较差岩层，涌水量360m3/h ，风量60m3／s 。

主井与副井所通过岩层f＝4～6，中等稳定，风量均按80 m3／s考虑。

该矿井属于低瓦斯井。

2、生产能力及服务年限矿山年产量120万t，其第一水平服务年限20a。

3、井筒装备主井为双箕斗井，箕斗容积2.5m3，型号为FJD2.5（5.5）型。

主井内铺设Φ300mm排水管2条，并设有梯子间。

副井为双罐笼井，采用3＃单层罐笼（YJGG－2.2型）。

副井内铺设有Φ200mm 供风管2条，Φ100mm供水管1条，2条动力电缆，3条照明和通讯电缆，设有梯子间。

4、运输设备及装备石门运输巷为双轨运输大巷，内设水沟，铺设有供风管2条，Φ80mm供水管1条，动力电缆1条，照明和通讯电缆3条。

电机车型号：ZK10－600／550；矿车型号：YCC1.2（6）。

三、设计内容根据已知条件设计主、副井井筒和石门运输巷道。

1、主井的设计（1）选择井筒断面形状：该主井为双箕斗井，年产120万t，穿过普氏系数f=4-6的岩层，中等稳定的Ⅲ类围岩，设有梯子间，圆形断面受力条件好，通风阻力小，适用于井筒服务年限大于15年的矿山，该矿服务年限较长，故选择承受地压性能好、通风阻力小、维护费用少、便于施工的圆形断面。

（2）选择罐道形式及材料：根据《采矿设计》P18实例表和《采矿手册》P545表11-2选用钢轨组合罐道，规格38kg/m ，其高度为134mm 。

主罐梁选用金属罐梁，材料选用28a 号工字钢，其高×宽=280mm ×122mm ，43.49kg/m ；梯子梁主梁选18a 号工字钢，高×宽=180mm ×100mm ，19.9kg/m ；梯子小梁选用14号工字钢，高×宽=140mm ×70mm,13.7kg/m ；罐梁间距为4.168m 。

（3）确定净断面尺寸：主井为双箕斗井，箕斗容积2.5m 3，型号为FJD2.5（5.5）型，其最大外形尺寸：长×宽×高＝1236mm×1452mm×4831mm 主井内铺设φ300mm 排水管2条，并设有梯子间。

1）箕斗布置及其相应尺寸，mm罐道布置在箕斗两侧，井筒各构件平面尺寸按下式计算：002L m h b =++1()2x L A =+ 式中: L —─箕斗两侧罐道梁中心线间的距离 0m —─箕斗两罐道间的间距;一般情况下0m =A+2c+2tt —─罐道卡与罐道耳之间的间距，一般去t=10mm ；A —─箕斗的宽度;取A ＝1452mmc —─罐道宽度；钢轨底宽c=68mmh —─罐道的高度，38kg/m 钢轨h=134m ；0b —─同一根罐道梁双侧安装罐道时，两罐道底面的间距，等于罐道梁的宽度加上两垫板的厚度t 。

0b =122+2×10=142mmt —─罐道卡与罐耳之间的间距;一般取t=10x —─罐道梁中心线至箕斗外边缘的距离。

故 0m =1452+2×68+2×10=1608mmL ＝1608+2×134+142=2018mmx=1/2(2018+1452) =1735mm断面尺寸计算图2)梯子间的布置及其结构尺寸，mmM=600+600+m+b3/2S=H-d式中 600——梯子孔的宽度；M——梯子间短边梁中心线与井壁的交点至梯子主梁中心线间距m——梯子孔至2号罐梁板壁距离，金属梯子间m=77b3——梯子主梁或罐道梁的宽度，根据28号工字钢，3b=122H——梯子间的两外边次梁中心线间距，即梯子间长度，取≥1400mm，平台上梯子孔左右宽度应不小于600mm，前后长度应不小于700mm，梯子梁宽均按100mm计算S——梯子间短边次梁中心线至井筒中心线的距离d——梯子间另一短边次梁中心线至井筒中心线的距离，考虑安装应不小于300mm，取d=400mmM=600+600+77+122/2=1338H=2×（700+100）=1600S=1600-400=12003）用图解法确定井筒直径：根据已有尺寸用CAD作图，量测出直径为4266mm，由于直径小于6.5米，则应按0.5米进级，故井筒直径D=4500mm4）验算并调整M，Δ1，Δ2Δ2=R- [x2+（C+e）2] 1/2 ≥200Δ1=（R2-S2）1/2+e-M-B- b2/2≥150M=（R2-S2）1/2+e-B- b2/2-Δ1≥m+1200+ b2/2Δ1——箕斗最突出部位距梯子梁内边的安全距离Δ2——箕斗最突出部位与井壁间的安全距离c——井筒中心线至罐道中心线的距离R——井筒近似净半径B——罐道中心线距箕斗一端的距离，B=595 C——罐道中心线距箕斗另一端的距离，C=857b 2——梯子梁的宽带，b2=100e——井筒中心至罐道梁（最近的）中心的距离m=77经计算，得 Δ2=247，Δ1=334，M=1338（4）风速校核验算：max 0Q v v s =≤ 式中： Q —─通过井筒的风量，m 3/s;取Q ＝80m 3/sv —─井筒内实际风速，m/s0s —─井筒内通风有效断面积，，m 2;井内设梯子间时，0s s A =-A —─梯子间等面积，A 可取2.0m 2 max v —─主井井筒允许的最高风速，m/s《煤矿安全规程》规定 ，专为升降物料的井筒，max v =12 m/s 则：2805.8/12/*3.14*4.5 2.04Q m s m s ==<- 故井筒净直径满足通风要求。