井巷设计与施工课程设计

井巷设计与施工课程设计(总

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《井巷设计与施工》课程设计

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2012 年 12 月 21 日

设计条件

某矿年设计能力为500万吨，低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，其最大涌水量为300m3/h。通过该矿第一水平南翼运输大巷的涌水量为260m3/h，采用ZK20--9/550架线式电机车牵引5t底卸式矿车运输。大巷穿过的岩层为中等稳定，岩石的坚固性系数f=4~6，埋深800m，长1450m，大巷需通过的风量为38m3/s。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管、一趟直径为100mm 的水管及通讯、动力、信号电缆各一趟。

该巷道的施工进度要求：240米/月。

目录

一、巷道断面施工图设计 (5)

（一）巷道断面形状 (5)

（二）道床参数 (5)

1、巷道钢轨型号 (5)

2、轨枕规格 (5)

3、道碴高度 (5)

（三）管线布置位置 (5)

（四）巷道净断面尺寸 (5)

1、巷道净宽度 (5)

2、巷道净高度 (6)

3、巷道净断面积 (7)

（五）巷道的风速验算 (7)

（六）支护参数 (7)

（七）水沟参数 (8)

（八）巷道掘进断面尺寸 (8)

（九）巷道断面特征表 (8)

（十）每米巷道工程量及材料消耗量 (9)

二、巷道施工技术措施 (9)

(一)钻眼爆破工作 (9)

1、选择钻眼机具 (10)

2、爆破器材 (10)

3、编制巷道掘进爆破图表 (11)

3、通风设备的布置 (18)

4、通风管理工作 (19)

（三）岩石装运工作 (19)

1、岩石运装工作的重要性 (19)

2、每一循环出矸量 (20)

3、装岩机型号和数量的确定 (20)

4、巷道掘进调车和运输方式 (21)

（四）支护工作 (24)

1、临时支护方式及其施工 (24)

2、巷道永久支护 (24)

（五）巷道掘进的辅助工作 (26)

1、工作面压风和水的供应 (26)

2、工作面排水 (27)

3、工作面的供电 (27)

4、工作面的测量工作 (27)

5、临时轨道及管路接长的时间安排 (28)

(六)编制巷道施工循环图表 (28)

1、确定循环作业方式 (28)

2、每个循环各工序的工作量 (28)

3、一循环各工序所需的时间 (28)

4、编制循环图表 (30)

（七）施工劳动组织 (30)

（八）技术经济指标 (31)

（九）巷道施工布置图 (32)

1、巷道施工断面图 (32)

2、巷道施工纵剖面图 (32)

3、巷道临时支护断面图 (32)

4、巷道永久支护断面图 (33)

一、巷道断面施工图设计

（一）巷道断面形状

大巷穿过的岩层为中等稳定，岩石的坚固性系数f=4～6，埋深800m。该巷道要求服务年限长，通风阻力小。因此选用圆弧拱形巷道断面，而为了简化设计和方便施工，选用半圆拱行巷道断面。

（二）道床参数

1、巷道钢轨型号

采用ZK20--9/550架线式电机车牵引，5t底卸式矿车运输，要求钢轨轨距为900mm，因此钢轨型号应选用30kg/m。（根据课本P9表1-4）

2、轨枕规格

采用钢筋混凝土轨枕，轨距900mm，轨枕全长1200mm，全高145mm，上宽170mm，下宽200mm。（根据课本P9表1-5）

3、道碴高度

由于选用钢轨型号为30kg/m，因此取道床总高度为360mm，道碴高度取200mm，道碴面致轨道面垂高取160mm。（根据课本P10表1-6）（三）管线布置位置

压风管和水管设置在人行道一侧，压风管在下，水管在上，压风管下部距水沟盖板高度为。通讯和信号电缆也设置在人行道一侧，电缆悬挂在管道上方，电缆下部与水管上部距离为，且取电缆两个悬挂点间的距离为3m。动力电缆布置在人行道另一侧，距离道碴面。

（四）巷道净断面尺寸

1、巷道净宽度

巷道直线段净宽度B由三部分组成，分别是非人行道一侧宽度a、人行道的宽度c、运输设备的最大宽度A和两列对开列车最突出部分之间的距离t。

由于巷道内需安设电机车，因此非人行道侧的宽度a可取。《煤矿安全规程》规定，从巷道道碴面的高度内，人行道的宽度c不小于，因此可取巷道人行道宽度c为。根据课本P4表1-1可知，电机车的最大宽度A为。《煤

矿安全规程》规定，两列对开列车最突出部分之间的距离t不小于，此外，在采区装载点t不小于，在矿车摘挂钩地点t不小于。

根据公式B=a+2A+c+t，计算得巷道直线段净宽度为。

考虑到矿车在弯道上运行时，由于车体中心线和线路中心线不相吻合，会发生车辆外角外伸和内侧车帮内移现象。所以计算出直线段净宽度后，还需将上述安全间隙适当加大。根据井下实测和理论计算，内侧和外侧均加宽。与曲线段两端相连的直线段也需加宽，由于采用电机车运输，因此取

4m。双轨曲线段巷道两条轨道中心线间距，比直线段两条轨道中心线间距加宽，即。同时，两轨道中心线间距加宽起点从两端直线段开始，其长度取

5m。

2、巷道净高度

拱形巷道的净高度H系指自道碴面至拱顶内沿或锚杆露出长度的垂直高

度，即H=h

0+h

3

-h

b

。

式中：h

：拱形巷道拱高

h

3

：拱形巷道的墙高

h

b

：巷道内道碴高度

由于采用半圆拱巷道断面，因此拱高h

为巷道净宽度的一半，即。根据

课本P10表1-6，取道碴高度h

b ，道床总高度h

c

取，道碴面至轨道面垂高h

a

为。

拱形巷道的墙高h

3

的确定：（根据课文P6表1-2）

（1）按架线电机车导电弓子要求计算：h

3≥h

4

+h

c

-[（R-n）2-（K+b

1

）2]½

h

4

：从轨面起电机车架线高度，取；

h

c

：道床总高度，为360mm；

R：拱形巷道半径，为；

n：电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱壁间最小安全间隙，取300mm；

K：导电弓宽度的一半，取K=360mm；

b

1

：轨道中心线与巷道中心线间距，为½（t+A），即；

计算得拱形巷道的墙高h

3

≥。