巷道断面及爆破设计全解

巷道断⾯及爆破设计全解
巷道断⾯及爆破图表设计
⽣产技术开发部
2010年12⽉28⽇
公司概况
⽩乃庙铜业公司⽩乃庙铜矿位于四⼦王旗⽩⾳朝克图镇，1976年建成投产，当时采、选矿⽯规模16.5万吨/年，1992年扩⼤到33万吨/年，⽬前正在扩建200
万吨/年、计划2014年完成。

公司有完整采、选系统，其他供电、供⽔、运输、排尾等设施齐全。

年设计⽣产能⼒90Mt，中央分列式通风，井下最⼤涌⽔量为320m3/h。

通过该矿第⼀⽔平东翼运输⼤巷的流⽔量为180 m3/h，采⽤ZK10-9/550-7C架线式电机车牵引1.5t 矿车运输，该⼤巷穿过中等稳定的岩层，岩⽯坚固性系数f=8～10，需通过的风量为42 m3/s。

巷道内敷设⼀趟直径为259mm的压风管和⼀趟直径为108mm的⽔管。

该巷道采⽤砼喷⽀护，喷砼厚度120mm。

根据以上资料，设计运输⼤巷直线段的断⾯并编制爆破图表。

⼀、选择巷道断⾯形状
年产90Mt矿井的⽔平运输⼤巷，⼀般服务年限在15--20a以上，根据其电机车可知，采⽤900mm轨距双轨运输的⼤巷，其净宽在3m 以上，⼜穿过中等稳定的岩层，故选⽤喷射混凝⼟⽀护，半圆拱形断⾯。

⼆、确定巷道断⾯尺⼨
(⼀)确定巷道净宽度B
查《井巷⼯程》表3-4知ZK10—9/550-7Ｃ电机车宽A1＝13５0mm、⾼h＝1600mm；1.5t矿车宽1050mm、⾼1150mm。

根据《矿⼭安全规程》并参照标准设计，取巷道⼈⾏道宽C＝840mm、⾮⼈⾏道侧宽a=400mm。

⼜查表3－3知1.5t矿车巷道双轨
中线距b ＝1300mm ，则两电机车之间距离为：
1300－（1350/2+1350/2）=－50㎜＜200㎜，故轨道中⼼距应选1600㎜。

验算：1600－（1350/2+1350/2）=250㎜＞200㎜故巷道净宽度，
B=a1+b+c1=（400+1350/2）+1600+（1350/2+840）=4190㎜，选巷道为净宽度4200㎜ (⼆)确定巷道拱⾼h 0
半圆拱形巷道拱⾼h 0＝B/2＝4200／2=2100mm 。

半圆拱半径R ＝
h 0=2100mm 。

(三)确定巷道壁⾼h 3
1.按架线电机车导电⼸⼦要求确定h 3 由表3－6中半圆拱形巷道壁⾼公式得：
34c h h +h 式中 h 4—轨⾯起电机车架线⾼度，按《煤矿安全规程》取
h 4=2000mm ；
h c —道床总⾼度。

查表3—11，选⽤24kg/m 钢轨，再查表
3—13得h c =360mm ，道渣⾼度h b ＝200mm ；n —导电⼸⼦距拱壁安全间距，取n ＝300mm ；
K —导电⼸⼦宽度之半K=718/2；=359 取K=360mm ； b 1⼀轨道中线与巷道中线间距， b 1=B/2-a 1＝4200/2-1075＝
1025mm ；
故 h3≥2000+360－／（2100－300）2 －（360+1025）2
=1210㎜
2. 按管道装设要求确定h 3
1）按电⼸⼦距管⼦距离的要求，由表3—6得：
357b h h h h ≥++
式中 h 5—渣⾯⾄管⼦底⾼度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mm ； h 7—管⼦悬吊件总⾼度，取h 7=900mm ； m —导电⼸⼦距管⼦间距，取m=300mm ； D —压⽓管直径，题给D=259mm ； b 2—轨道中线与巷道中线间距， b 2=B/2-c 1=4200/2-1515=585㎜。

故：h3≥1800+900+259／21002 －（360+300+259/2+585）2 =2959－1588=1371㎜
2）按电机车距管⼦距离的要求，由表3—5得：
357b h h h h ≥++式中 A 1—电机车最⼤宽度，A 1=1350mm ；
m 1⼀电机车距管⼦安全距离取m 1=200 mm ；
故：h3≥1800+900+200－／21002 －（1350/2+200+259/2+585）2 =1528㎜
因是架线电机车运输巷，故按上述要求即可确定h 3，不必再⽤其它要求计算。

综上计算，并考虑⼀定的余量、确定本巷道壁⾼为h 3＝1800mm ，
道渣⾯⾼度为h b 200㎜。

则巷道净⾼度：
H=h3-h b+h0=1800－200＋2100=3700㎜
(四)确定巷道净断⾯积S和净周长P
S=B×h2+3.14×h02/2
式中B—巷道净宽，由上⾯计算得知，B=4200㎜=4.2m;
h2—渣⾯以上巷道壁⾼，h2= h3-h b =1800-200=1600㎜=1.6m;
h0--巷道拱⾼，由上⾯计算得知，h0=2100㎜=2.1m;
故S=B×h2+3.14×h02÷2
=4.2×1.6＋3.14×2.12÷2
=13.6m2
净周长： P=3.14×B÷2＋B＋ 2h2
=3.14×4.2÷2＋4.2＋2×1.6=14m
(五)⽤风速校核巷道净断⾯积
⽤风速对断⾯进⾏校核：
查《井巷⼯程》表3－10，知V m＝8m/s；查设计规范V m=6m/s，已知通过⼤巷风量Q=42m3/s，代⼊下式得：
V=Q/S=42÷13.6=3.10＜6m/s＜8m/s
设计的⼤巷断⾯积，风速没超过规定，可以使⽤。

(六)选则⽀护参数
本巷道采⽤砼喷⽀护，根据巷道净宽 4.2m、穿过中等稳定岩层即属III类围岩、服务年限⼤于10年等条件，查《井巷⼯程》表4－10（a）得砼喷⽀护参数：
喷射混凝⼟层厚T1=120mm。

(七)选择道床参数
根据本巷道通过的运输设备，⼰选⽤24kg/m钢轨，其道床参数h c、h b、分别为360㎜和200㎜，渣⾯⾄轨顶⾼度h a＝h c-h
b=360-200=160㎜。

采⽤钢筋混凝⼟轨枕。

(⼋)确定巷道掘进断⾯尺⼨
由《井巷⼯程》表3－6计算公式得：
巷道设计掘进宽度B1=B+2T＝4200+2×120＝4440mm
巷道计算掘进宽度B2＝B1+2δ＝4440+2×75=4590mm
巷道设计掘进⾼度 H1＝H+h b+T＝3700+200+120＝4020mm
巷道计算掘进⾼度H2＝H1⼗δ＝4020＋75＝4095mm
巷道设计掘进断⾯积：
S1= B1×h3＋3.14×（B1÷2）2÷2
=4.44×1.8+3.14×（4.44÷2）2÷2
=15.68㎡
巷道计算掘进断⾯积：
S2= B2×h3＋3.14×（B2÷2）2÷2
=4.59×1.8+3.14×(4.59÷2)2÷2
=16.5㎡
三、布置巷道内⽔沟和管线
已知通过本巷道的⽔量为180m3/h，现采⽤⽔沟坡度为3‰，查《井巷⼯程》表3－14得：⽔沟深500mm、⽔沟宽500mm，⽔沟净断⾯
积0.225m2；⽔沟掘进断⾯积0.272m2，每⽶⽔沟盖板⽤钢筋2.036kg、混凝⼟0.0323m3；每⽶⽔沟⽤混凝⼟0.152m3。

管⼦悬吊在⼈⾏道⼀侧，电⼒电缆挂在⾮⼈⾏道⼀侧，通讯电缆挂在管⼦上⽅，见图1。

四、计算巷道掘进⼯程量及材料消耗
由《井巷⼯程》表3-6计算公式得：
每⽶巷道拱与墙计算掘进体积： V=S2×1=16.5×1=16.5m3每⽶巷道墙脚计算掘进体积：
V3=0.2×(T＋δ)×1=0.2×（0.12＋0.075）×1= 0.04 m3
每⽶巷道拱与墙喷射材料消耗：
V2=〔1.57×（B2－T1）×T1＋2×h3×T1〕×1=[1.57×(4.59
－0.12)×0.12＋2×1.8×0.12]×1=1.27 m3
每⽶巷道墙脚喷射材料消耗： V4=0.2T1×1=0.2×0.12×
1=0.024 m3
每⽶巷道喷射材料消耗（不包括损失）：
V=V2＋V4=1.294 m3
五、绘制巷道断⾯施⼯图、编制巷道特征表和每m巷道掘进⼯程量及材料消耗表
根据以上计算结果，按1：50⽐例绘制出巷道断⾯图（图1-1），并附上⼯程量及材料消耗量表1-1及表1-2。

这些施⼯图表发⾄施⼯单位、作为指导施⼯的设计依据。

表1-1 运输⼤巷特征
表1-2 运输⼤巷每m⼯程量及材料消耗
图1-1：运输⼤巷施⼯断⾯图
（1：50）
爆破图表
⼀、⼯程概况：
公司年设计⽣产能⼒90Mt，中央分列式通风，井下最⼤涌⽔量为320m3/h。

通过我矿第⼀⽔平东翼运输⼤巷的流⽔量为180 m3/h，采⽤ZK10-9/550-7C架线式电机车牵引1.5t矿车运输，该⼤巷穿过中等稳定的岩层，岩⽯坚固性系数f=8～10，需通过的风量为42 m3/s。

巷道内敷设⼀趟直径为259mm的压风管和⼀趟直径为108mm 的⽔管。

该巷道采⽤砼喷⽀护，喷砼厚度120mm。

⼆、爆破器材的确定：
采⽤8号毫秒延期雷管，2号岩⽯硝氨炸药，35㎜直径药卷，药卷长度200mm，重150克，发爆器作起爆电源，按顺序全断⾯⼀次起爆。

三、爆破参数的选择：
炮眼直径选45㎜，炮眼深度，采⽤直眼掏槽，掏槽眼深2.4m，其它眼深2.2m周边眼向轮廓线外偏100㎜，底眼眼⼝位置⽐巷道底板⾼100㎜，眼底位置低于巷道底板标⾼100mm。

四、炮眼布置：
该巷道岩⽯坚固性系数f=8～10，采⽤直眼掏槽⽅式，掏槽眼共5个，其中1个为中空眼；根据巷道断⾯较⼤的特点，结合辅助眼布置特点，采⽤三圈辅助眼，辅助眼共计37个；帮眼6个；顶部眼13个，底眼10个。

共计71个炮眼。

炸药消耗量：q=Q／V
式中，q—炸药消耗量；
Q—⼯作⾯⼀次爆破所需要的总炸药量；
V—⼯作⾯⼀次爆下的实体岩⽯总体积。

炮眼数⽬：N=qSmη⁄αP
式中，N—炮眼数⽬；
q—单位炸药消耗量，㎏／m3；
S—巷道掘进断⾯⾯积，㎡；
m—每个药卷长度，m;
η—炮眼利⽤率；
α—装药系数，即装药长度与炮眼长度之⽐，⼀般取0.5～0.7；
P—每个药卷质量，㎏。

辅助眼布置，其间距和最⼩抵抗线为400mm～800mm，炮眼⽅向⼀般垂直于⼯作⾯，装药系数⼀般为0.5～0.6之间。

周边眼布置，周边眼的最⼩抵抗线和周边眼的间距的⽐例关系，可根据岩⽯坚硬性的不同按下式选择：
K=E/W
式中，K—炮眼密集系数，⼀般取0.5～1.0；
E—周边眼间距，⼀般取350～600mm；
W—最⼩抵抗线。

钻眼爆破的炮眼利⽤率要达到85﹪以上。

每循环爆破实体岩⽯体积：
15.68×2.0≈31.4m3
炸药单耗：44.4÷31.4≈1.4㎏／m3
每⽶巷道炸药消耗量：44.4÷2.0=22.2㎏／m
每循环炮眼总长度：2.4×5+2.2×66=157.2m
每⽴⽅⽶岩体消耗雷管数量：
70÷﹙15.68×2.0﹚≈2.3个／m3
每⽶巷道消耗雷管数量：70÷2.0=35个／m
装药结构：采⽤连续装药结构，
各种炮眼布置详见图表
五、装药连线
采⽤连续反向装药，连线⽅式为串联，起爆顺序为掏槽眼→第⼀圈辅助眼→第⼆圈辅助眼→第三圈辅助眼→帮眼→顶部眼→底眼。

六、⼀图三表如下：
表2-1爆破原始条件
表2-2装药量及起爆顺序
表2-3 预期爆破效果
安全技术措施
⼀、放炮员、背药⼯、队组长必须熟悉⽕药性能及有关爆破说明的规定，熟知⽕⼯品管理制度。

⼆、必须使⽤黄⼟炮泥和⽔炮泥并封满炮孔，严禁使⽤炮塞。

严格控制装药量。

三、装药联线前，要切断⼯作⾯电源，采⽤矿灯照明，以及顶板、是否符合规程要求，清除炮眼内的岩粉后⽅可进⾏装药联线。

除指定的装药⼈员外，其它⼈员⼀律撤离⼯作⾯。

四、装药、放炮前后，必须撒⽔降尘。

五、放炮员持证上岗，并认真执⾏"⼀炮三检"和"三⼈连锁放炮"制度，放炮母线长度不⼩于150⽶。

六、装药时，要注意把起爆药包的脚线顺直，使它贴在炮眼顶部，以防⽌脚线被折断和捣坏，并严禁⽤炮棍捣实炸药和起爆药卷，以防⽌产⽣拒爆、爆燃及捣响雷管等事故。

七、必须按设计的爆破⽹络联线。

整个爆破⽹路应从⼯作⾯向放炮点⽅向敷设，即先接好雷管脚线，再把它接到联接线上，把联接线接到放炮母线上，最后再把母线短接上。

切不可反向敷设，以免造成事故。

⼋、接线时要保证接线牢固，不要松动，裸露的接头互相保持⼀定距离（10cm以上），不要与岩⽯或⽔相接触，接头上要保持清洁，避免污物混⼊接头，最好⽤绝缘胶布包好。

九、⽹路联接好后，必须检查⽹路的导通情况及电阻。

采⽤爆破欧姆表测定全线路的总电阻值应与实际计算符合（允许误差10%），若不符合，禁⽌联线放炮。

⼗、⽹路检查合格后，放炮员应先发出信号，然后把母线接到发爆器上，并保证充电时间，氖灯亮后，⽅可发信号放炮。

⼗⼀、井下进⾏爆破作业，安全的装药应按以下步骤：
1、验孔。

装药前，⽤炮棍插⼊炮眼⾥，检验炮眼的⾓度、
深度、⽅向和炮眼内的情况。

2、清孔。

待装药的炮眼，必须⽤掏勺或压缩空⽓吹眼器清除⼲净炮眼内的岩粉。

3、装药。

按作业规程及爆破说明书的规定的装药结构进⾏装药。

4、封孔。

装炮泥时，最初的两段应慢⽤⼒轻捣动，以后的各段⽤⼒捣实。

装⽔炮泥时，⽔炮泥外边剩余部分，应⽤粘⼟炮泥填实。

5、电雷管脚线短结。

⼗⼆、严禁打眼与装药平⾏作业，严禁装药时开溜⼦。

严禁利⽤残眼、探眼进⾏装药放炮。

⼗三、装药前必须先将顶帮活矸找掉。

⼗四、每次放炮前，风钻等机具挪到离放炮地点⾄少20m 外，同时将放炮地点附近20m范围内的电缆管线遮掩好，防⽌放炮崩坏。

⼗五、放炮员对引药制作及⽕⼯品管理必须按《掘进安全技术操作规程》第三章爆破第8-10条规定，并随本措施⼀并执⾏。

⼗六、班组长清点⼈数，确认所有⼈员已离开⼯作⾯并到达安全地点后，⽅可允许放炮员进⾏放炮⼯作。

放炮员必须在有掩护
的安全地点放炮，放炮距离：直巷150⽶，弯巷100⽶。

放炮前发出明显信号，等⾄少5s后，再放炮。

放炮线必须随⽤随挂，并与电缆分帮悬挂。

⼗七、每次放炮前，班组长必须派专⼈在所有可能进⼊该⼯作⾯的所有通路上设警戒。

警戒线距放炮地点直线巷道120⽶，拐弯巷道70⽶外有掩护的安全地点。

每⼀警戒位置去两⼈，⼀⼈返回，队组长只有接到全部返回⼈员通知后，⽅可下达放炮命令，放炮员必须最后⼀个离开⼯作⾯，并鸣哨拉炮。

放炮后，警戒⼈员严禁私⾃离岗，只有在接到通知后才能撤离。

⼗⼋、出现拒爆残爆，严格按《煤矿安全规程》第三百四⼗⼆条执⾏。

由于联线不良造成的拒爆由放炮员重新连线放炮，若仍不响，可在距炮眼0.3⽶处平⾏打眼装药放炮，
放炮后及时捡出未爆炸的雷管、炸药；处理拒爆残爆时，严禁⼿拉镐刨，禁⽌进⾏与处理拒爆残爆⽆关的⼯作。

处理拒爆残爆过程中，放炮员与班组长必须相互呼应配合，并注意清点⼈数，严禁各⾏其事。

防⽌在处理拒爆残爆过程中，出现放炮崩⼈事故的发⽣。

⼗九、放炮期间，必须认真使⽤好⽔幕。

放炮后，等⾄少15分钟炮烟吹散后，班组长、放炮员、⾸先进⼊⼯作⾯对⼯作⾯通风、顶板、拒爆、残爆、粉尘等情况进⾏检查，发现问题处理后再安排作业。

⼆⼗、放炮后，先由班组长或有经验的⽼⼯⼈对顶帮进⾏审帮问顶。

⼆⼗⼀、1、所有风机均使⽤双回路双电源供风，⼀旦⼀路出现故障，另⼀路⾃动供风。

通常情况下，正常使⽤主风机；主风机副风机不能同时启动。

风机电源必须采⽤“三专”线路供电，确保专线中除风机外不附带其它任何负荷。

2、局部通风机必须由各班机电⼯负责并挂牌管理，保证正常运⾏，严禁失爆，严禁任何⼈⽆计划停风机。

3、风筒逢环必挂，靠帮靠顶，吊挂整齐平直，接头严密，反压牢固不漏风，迎头风筒不落地。

风筒距迎头不超过5m。

⼆⼗⼆、巷内必须建⽴完善的防尘洒⽔管路，每隔50m安设⼀道三通阀门。

防尘设施、设备指定专⼈管理，不得随意拆除。

防尘设施齐全有效，喷雾装置必须覆盖巷道全断⾯且⽔压符合要求。

⼆⼗三、发现有下例情况之⼀，必须停⽌作业，采取措施，⽴即报告矿调度，发出警报，撤出所有受威胁地点的⼈员。

①顶板淋⽔加⼤，②顶板破碎、③⽔⾊发浑、有臭味。

五、现场管理机构
具体的现场管理机构设置见下图：
现场管理机构图
⽩乃庙铜业⽣产技术开发部
2010年12⽉28⽇。