井巷工程课程设计(1)

井巷工程

课

程

设

计

学院：能源学院

班级：采矿工程1001

姓名：赵明

学号：10071501

指导老师：张恩强（教授）

设计题目：王家山煤矿第一水平双轨运输大巷直线段面设计

某煤矿年产设计能力为2.4 Mt，低瓦斯矿井，中央分列通风。井下最大涌水量214m3/h，

通过第一水平运输大巷的流水量为170m3/h，通过的风量为80m3/s。采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车运输。巷道内敷设一趟φ200mm的压气管和一趟φ100mm的供水管。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。主要以泥岩为主。实测围岩松动圈：砂岩l

p

=0.4~0.5m;

泥岩l

p

=1.0~1.3m。

第一节巷道断面选择及其他计算

一．选择巷道断面形状

年产2.4Mt矿井的第一生产水平东运输大巷,服务年限一般在20a以上;采用900mm轨距

双轨运输大巷,一般巷道宽度要在4.0m以上;巷道所穿过的围岩松动圈l

p

=1.0~1.3m为一般稳定围岩。故决定选择锚喷支护,直墙半圆拱断面。

二．确定巷道断面尺寸

1)确定巷道净宽度B

查表1-1知,ZK10-9/550架线式电机车宽1360 mm,高1600 mm；3.0 t底卸式矿车宽1200 mm,高1400 mm。故选A1 =1360mm,根据《煤矿安全规程》并参照标准设计，选取巷道人行巷宽度c=860mm;非人行巷一侧宽a=440mm,查表1-2知，双轨轨道中心线距b=1600mm,则两电机车之间距离为：

1600 -（1360/2+1360/2）=240mm 。

故巷道净宽度：

B=a

1+b+c

1

=(440+1360/2)+1600+(1360/2+1360/2)

=1120+1600+1540=4mm。

2）确定巷道拱高 h

半圆巷道拱高 : h

=B/2=4620/2=2130mm

半圆拱半径 : R= h

=2130 mm 。

3）确定巷道壁高h

3

①按架线电机车导线弓子要求确定 h

3

由表1-13，半圆拱行巷道壁高公式得

h 3≥h 4+ho-

式中：h 4——从轨高面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》规定取h 4=2000mm; h o ——道床总高度,查表1-7选用24kg/m 钢轨,再查表1-9 得 h o =360mm,道砟高度h b =200mm;

n ——导电弓子距拱壁安全距离,取n=300mm; k ——导电弓子宽度之半,k=718/2=359mm,取 k=360mm; b 1——轨道中线与巷道中心线间距 b 1=B/2－a 1=4260/2－1120=1010mm

故h 3≥2000+360－1147mm ②.按管道安设要求确定h 3

按导电弓子距管子距离的要求,由表1-13得:

h 3≥h 5+h 7+h b -

h 5--,选取 h 5=1800mm; h 7——管子悬吊件总高度,取h 7=900mm; m ——导电弓子管子的间距,取m=300mm;

D ——压气管法兰盘直径,对Ф=200mm 管子,D=325mm;

b 2——轨道中心线与巷道中心线间距

b 2=B/2-

c 1=4260/2-1540=590mm;

故 h 3≥1800+900+200≥1310mm;

h

3≥h 5+h 7+h b -

式中: A 1 m ——电机车距管子间安全距离 取 m 1=200mm . 其它符号同前。 故h 3≥1800+900+200-≥1538mm

架线式电机车运算，按上述要求计算即可确定巷道壁高h 3,可不必作其它要求的计算。综上计算，并考虑一定的富余量，故确定h 3=1800mm.则巷道净高： H=h 3-h b +h 0=1800-200+2130=3730mm 4)确定巷道净断面积S 和净周长 P 由表1-10得：S=B(0.39B+h2) 式中h 2——砟面以上巷道壁高 h 2=h 3－h b =1800－200=1600mm

故S=4026×(0.39×4.26+1.6)=13.9m 2 P=2.57B+2h2=2.57×4.26+2×1.6=14.1m 5)用风速校核巷道净断面积 查表1-6得:

允许最高风速: V

m

=8m/s

设计规范允许最高风速: V

m

=6m/s

已知通过巷道风量: Q=32m/s

代入公式（1-5）得: V=Q/S=32/13.9=2.3m/s

则 V

m

6）设计支护参数

巷道穿过的岩层松动圈 L

p

=1.0～1.3m,属巷道分类法Ⅲ类一般稳定围岩。为留有足够的安全系数，取松动圈厚度高限1.4m作为设计的依据；并用组合拱理论设计支护参数如下：选用快硬水泥锚杆，端头锚固长度400mm,锚杆直径φ18mm,锚杆长度2000mm,间排距

0.7×0.7m锚杆布置到墙角。喷层厚度100mm

7)选择道床参数

根据巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其道床参数：h

c =410mm h

b

=220mm

砟面至轨面高度: h

a =h

c

－h

b

=410－220=190mm

采用钢筋混凝土轨枕

8)确定巷道掘进断面尺寸

由表1-10计算公式得：

巷道设计掘进宽度：B

1

=B+2T=4260+2100=4460mm 巷道计算掘进宽度：B2=B1+2&=4460+275=4610mm

巷道设计掘进高度：H

1=H+h

b

+T=3730+200+100=4030mm

巷道计算掘进高度：H

2

=H1+δ=4030+75=4105mm 巷道设计掘进断面积：

S

1=B

1

(0.39B1+h3)=4.46(0.39×4.46+1.8)=15.8㎡

巷道计算掘进断面积：

S

2=B

2

(0.39B

2

+H

3

)=4.61(0.39×4.61+1.8)=16.6㎡。

三 .布置巷道内水沟和管线

已知通过巷道的流水量为170m3/h 水沟坡度3%。水沟宽400m，深400m，净断面积0.16㎡掘进断面积0.203 ㎡每米水沟盖板用钢筋1.633kg,用混凝土0.0276m3每米水沟用混凝土0.133m3管子悬吊在人行道一侧，动力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。四．计算巷道掘进工程量及材料消耗量

由表1-10计算公式得：

每米巷道拱和墙计算掘进体积

V

1=S

2

×1=16.6×1=16.6m3

每米巷道墙角计算掘进体积

V

3

=0.2(T+ δ)×1=0.2×(0.1+0.075)×1=0.04m3每米巷道拱和墙喷射混凝土材料消耗

V

2=[1.57(B

2

－ T

1

)T

1

+2h

3

T

1

]×1