采矿工程井巷工程课程设计

井巷工程课程设计

说明书

课题名称：某铅锌矿-160M运输大巷断面和支护设计学生学号：

专业班级：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师：YAP

课题工作时间：2011.12.11 至2012.12.22

武汉工程大学环境工程与城市建设学院

课程设计评审标准（指导教师用）

第一章巷道断面设计

第一节巷道断面形状的选择

（一）常用断面形状简介

我国矿井下使用的巷道断面形状,按其结构的轮廓可分为折线型和曲

线型两大类.前者如矩形、梯形、不规则形等；后者如半圆拱形、圆形拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等。

断面形状及其适用条件略见下表：

（摘自采矿设计工程设计手册）巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作业在巷道上地压的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。

一般情况下，作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状是起主要作用。当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面：当顶压较大、侧压较小时，则选用直樯拱形断面（半圆拱，圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大的同时低鼓严重时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形等封闭式断面。

巷道的用途和服务年限也是考虑选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用砖石、混凝土和锚喷支护的各种拱形断面较为有利；服务年限10年左右的准备巷道以往多采用梯形断面，现在采用锚喷支护的拱形断面日趋增多；服务年限段的回采巷道，多采用梯形断面。

另外，矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响道巷断面形状的选择。木架和钢筋混凝土棚子，多适用于梯形和矩形断面；砖石、混凝土和喷射混凝土支架，适用于拱形等曲线断面；金属支架或锚杆支护适用于任何形状的断面。

掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主要地位，它能适应任何新装的断面。近年来，由于锚喷支护广范应用，为了简化设计和有利于施工，巷道端面多采用半圆拱和圆形拱，三心拱也逐渐被淘汰。在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是最为合适的。

在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力较小的断面形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。

在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面降低造价并有利于加快施工速度。

（二）设计运输大巷 已知参数：

1).年生产能力为80万吨；

2). 井下最大涌水量300m 3/h ，通过该矿阶段运输-160M 水平的流水量为150 m 3/h ；

3). 采用ZK10-6/250架线式电机车牵引YCC1.2型曲轨侧卸式矿车运输；

4). 大巷穿过中等稳固岩层，岩石坚固性系数10~8=f ； 5). 该巷的风量为28 m 3/min ；

6). 巷内敷设一条200mm 的压风管和一条100mm 的供水管； 综上所述:选择巷道断面尺寸应考虑诸多因素,联系以上所有因素和已知参数,根据《采矿守则》，年产量在80万t 其服务年限应在20年以上，采用600mm 轨距双轨运输的大巷，大巷穿过中等稳固岩层，岩石坚固性系数10~8=f ，故选用锚喷支护，巷道为直墙半圆拱形断面。

第二节 巷道断面尺寸的确定

《矿山安全规程》内有明确规定：机械运输巷道的一侧，必须留有0.7米以上的人行道。另一侧，如果巷道是用木材，混泥土棚或金属支架时，不得小于0.2米，用砖、石、 混泥土砌璇以及锚杆喷浆时，不得小于0.2米。运输机距支架或璇墙之间的距离得小于0.4米。

（一）确定巷道净宽度B

已知ZK10-6/250直流架线式电机车宽A 1=1060mm ，高h 1=1550mm ；YCC1.2型曲轨侧卸式矿车宽A 2=1050mm ，高h 2=1200mm 。两者相对比较去较大值，故取运输设备宽度A=1060mm 。

根据《矿山安全规程》，取人行道宽C=840mm ，非人行道宽a=400mm 。查《设计守则》知双轨中线距离b=1300mm ，则两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240mm ＞200mm,符合规定，不必加宽中心距。则巷道净宽度的确定：

B=a 1+b+c 1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840)=3600mm 式中B —巷道净宽度，mm

a 1、c 1分别为非人行侧和人行侧轨道中线到巷道墙之间的距离，mm

b —轨道之间的距离，mm （二）确定巷道拱高h 0

半圆拱形巷道拱高h 0=B/2=3600/2=1800mm,半圆拱半径R=h 0=1800mm (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 查设计手册中半圆拱形巷道壁高公式得 3

h ≥4c

h h +-2

12)()(b K n R +--

式中：

4h 为轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取42000h mm =； c

h 为道床总高度。查表下表《巷道轨枕选择》选30kg/m 钢轨，再查下

表《常用道床参数》得410c h mm =,道砟高度220b h mm =；

n 为导电弓子距拱璧安全距离，取300n mm =；

K 为导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取360K mm =；

1b 为轨道中线与巷道中线的距离，b 1=B/2-a 1=(3600/2-930)mm=870mm ；

故3h ≥20004101552mm mm mm +=。

2.按管道装设要求确定h 3

3h ≥

57b h h h ++式中:

h 5为道砟面至管子底高度，按《安全规程》取51800h mm =；

7h 为管子悬吊件总高度，取7900h mm =；

m 为导电弓子距管子间距，取300m mm =；

D 为压气管法兰盘直径，335D mm =；

2b 为轨道中线与巷道中线间距，

则2b =B/2-1c =3600/21370430mm mm mm -=.

故3h ≥1800900220++1633=mm 。 3.按人行道高度要求确定h 3

3h ≥1800b h +式中，j 为距巷道壁的距离。距壁j 处的巷道有效壁高不小于1800mm. j ≥100mm ,一般取200j mm =；故：

3h ≥1800220+1195mm = 综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高3h =1820mm 。则巷道高度H==h 3-h b +h 0=1820mm-220mm+1800mm=3400mm 。

（四）确定巷道净断面面积S 和净周长P