《井巷工程》课程设计必备指导书

矿山安全技术与监察专业《井巷工程》课程设计指导书

入学文化：高中

学制：三年

周数：一周

湖南安全技术职业学院安全技术系

二0一一年十二月

井巷工程课程设计是在《井巷工程》课程结束后进行的一个实践性教学环节，是对一次综合性专业设计训练。通过课程设计可对《井巷工程》及相关课程所学内容进行融会贯通，使所学知识得到进一步巩固和加强，培养学生在设计方案选择、设计计算、工程绘图、文献查阅、运用有关施工标准和规范等方面的基本技能，同时提高独立分析问题和解决问题的能力。

第一章设计条件与任务

一、设计条件

1.共计五个矿，均为煤矿，年生产能力分别为：一矿30万吨、二矿45万、三矿60万吨、四矿90万吨，五矿12万吨；

2.瓦斯等级，均属于高瓦斯矿井，采用中央分列式通风；

3.地质情况，巷道周围100米内无大断层；井下每小时最大涌水量为：一矿200m3、二矿300 m3、三矿240 m3、四矿350 m3、五矿150 m3；岩石坚固系数为：一矿f=4-5、二矿f=6-8、三矿f=7-9、四矿f=6-7、五矿f=9-10；

4.主要运输设备，各矿采用ZK7－6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输；

5.通风情况，各矿设计巷道要求每秒通过风量分别为：一矿25m3、二矿30 m3、三矿40 m3、四矿50 m3、五矿20 m3；巷道内敷设一趟200毫米的压风管和一趟100毫米的水管；

5采用“三八”作业制。

二、分组方法

学号为1-10的学生设计一矿；学号为11-20的学生设计二矿；学号为21-30的学生设计三矿；学号为31-40的学生设计四矿；学号为41-55的学生设计五矿。

三、设计题目

**矿水平运输大巷直线段掘进施工设计

四、设计任务

（1）设计水平运输大巷直线段的断面；

（2）设计运输大巷爆破方案；

（3）选择运输大巷支护方案。

根据设计任务书给定的基本条件，用简洁的文字进行总结叙述。

第二章井巷断面形设计

巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状和确定尺寸大小，它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。设计出的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程概预算的依据。因此，巷道断面设计合理与否，直接影响煤矿生产的安全和经济效益。

巷道断面设计的基本原则是：在满足安全和使用要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价，便于快速施工。

巷道断面形状按其轮廓线可分为折边形和曲边形两类。前者如矩形、梯形和不规则形；后者如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形、顶底拱形、椭圆形和圆形等，如图所示。

巷道断面形状的选择，主要取决于下列因素：

(1) 巷道穿过岩层的性质，矿压的大小和方向；

(2) 巷道的服务年限和用途；

(3) 支护方式和支护材料。

这三个因素之间是互相联系的，通常是根据前两个因素选择出支护和支架材料以后，就能得出巷道断面的形状。

在稳定或中等稳定、地压较大的岩层中，开掘断面小、服务年限不长的巷道，选用木支架，或服务年限较长，用工字钢或π形支架支护的巷道，多采用梯形或矩形断面。

在不稳定、地压大的岩层中，或服务年限长而用混凝土、砖或金属支架支护时，巷道多采用拱形断面；当围岩特别松软、底鼓严重时，则常采用带底拱的封闭拱形、椭圆形或圆形断面。

当巷道通过薄煤层时，为了保护顶板岩层的完整和便于开掘，巷道断面的形状常采用不规则形，如半梯形、半拱形等。

采用锚喷支护的巷道，断面形状选择较灵活，此时主要考虑巷道的服务年限和地压大小；采用综合掘进机掘进的巷道，其巷道断面形状由破岩机构决定。

巷道断面形状确定以后，就要确定巷道的断面尺寸。巷道断面尺寸是根据通过巷

道中运输设备的类型和数量、运行速度、轨道数目、支护材料及结构形式和各种安全

间隙等来确定的。最后，还必须用通过该巷道的风量来校验，应满足通风要求。

第三章井巷断面尺寸计算确定（包括设备选型）主要任务是井巷净断面的选择确定、井巷断面积计算与校核、井巷支护的选择与确定、道床、罐道参数确定、井巷掘进尺寸计算与确定、井巷水沟、管缆布置及其他计算

一、巷道净宽度的确定

拱形巷道的净宽度是指直壁内侧的水平距离。对梯形巷道，当其内设置运输机械或者通行矿车、电机车时，净宽度是指运输设备顶面的巷道宽度；当巷道内不设置也不通行运输设备时，则净宽度是指其净高1/2处的水平距离。

二、巷道净高度的确定

巷道净高度必须保证车辆运行的安全和行人的方便。《煤矿安全规程》规定：主要运输巷道和主要风道净高（架线式电机车运输巷道除外），自轨面起不得小于2.0 m，采区（包括盘区）内的上下山和平巷的净高不得小于2.0 m,薄煤层内不得小于1.8 m。架空线的悬挂高度，自轨面起不得小于下列规定：有行人的巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方为2.0 m；不行人的巷道内为1.8 m；在井底车场内，从井底到乘人车场为2.2 m。

三、风量演算

井下在用巷道都要通风，当通过巷道的风量按需要确定后，巷道断面越小，风速就越大。风速过大，不仅会扬起煤尘，影响工人健康和降低生产效率，而且易引起煤尘爆炸事故。为此，《煤矿安全规程》规定了各种用途巷道允许通过的最大风速用风速验算巷道断面尺寸的公式如下：

v=QS≤［v］（5-1）

式中v——巷道通过的风速，m/s；

Q——通过巷道的风量，m3/s；

S——巷道净断面面积，m2；

［v］——巷道允许通过的最大风速，m/s。

第四章爆破设计

一、凿岩爆破

（1）凿岩设备和工具的选择；

（2）炮眼布置和爆破参数的选择设计：炮孔布置方式、最小抵抗线、孔底距、孔口距、排距、炮孔倾角、炮孔直径和深度、崩矿层的厚度；计算一次崩落量和每米炮孔的崩落量；

（3）根据凿岩机的凿岩台效，确定工作面的凿岩时间和所需要的凿岩机台数；

（4）炸药的选择，单位炸药消耗量的决定，装药量的计算，装药设备的选择，装药方法，起爆器材和起爆方法，爆破网路的设计计算；

二、通风

（1）通风系统、线路、方式和制度；

（2）防尘措施；

（3）风量计算和通风时间。

三、出渣与运搬

（1）出渣设备和运搬设备的选择；

（2）出渣管理和制度；

（3）二次爆破方法；

（4）确定出渣设备台效和工作面出渣时间。

四、地压管理

巷道支护材料和方式，支护厚度等的详细计算。