井巷工程设计

前言
一、 设计的目的与任务
巷道课程设计是《井巷工程》课程的重要教学环节之一。其任务是设计巷道断面施工 图和巷道施工技术措施。通过设计来巩固学生所学的专业理论知识，使学生掌握巷道断面 施工图和巷道施工技术措施的设计内容和编制方法，使学生得到一次分析和解决工程技术 问题能力的基本训练，并且进一步提高学生的运算和绘图能力，培养学生独立阅读资料、 掌握技术信息和编写技术文件的能力。
1600 (1360 / 2 1360 / 2) 240 200 mm
故巷道净宽度为：
B a1 b c1 500 1360 / 2 1600 1000 1360 / 2 4460 mm
(二)
确定巷道拱高 h0
半圆拱巷道拱高： h0 B / 2 4460 / 2 2230 mm； 半圆拱半径： R h0 2230 mm。
2
式中： h5 —道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取 h5 1800 mm； h7 —管子悬吊件总高度，取 h7 900 mm hc —道床总高度，为 410mm；
m —导电弓子距管子间距，取 n 300 mm； D —压气管法兰盘直径，取 D 335 mm；
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b2 —轨道中心线与巷道中线间距， b2 B / 2 c1 4460 / 2 1680 550 mm；
五、
用风速校核巷道净断面积
巷道允许最大风速 v max 8 m/s，已知通过大巷的风量 Q 35 m3/s，代入公式：
Q 35 2.67 v max 8 m/s S 13.11 设计的巷道净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。 v
六、
选择支护参数
采用锚杆支护，根据巷道净宽度 4.46m，穿过一般稳定岩层，服务年限大于 20 年等条 件，确定选用锚固可靠，锚固力大的树脂锚杆，锚杆体为∮18 螺纹钢，每孔安装两个树脂 药卷，锚固长度大于 700mm，设计锚杆预紧力≥40kN，锚固力≥80kN，锚杆长度 2.0m，成 方形布置，其间距为 800×800mm，托盘为 8mm 厚 150×150mm 方形钢板。喷射混凝土厚度
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T1 100 mm，分两次喷射，每次各喷 50mm，故支护厚度 T T1 100 mm。
七、
确定水沟参数
已知通过巷道的水量为 200m3/h，采用水沟坡度为 0.3%，查表得：水沟深度 450mm， 水沟宽度 500mm，水沟净断面积 0.225 m2，水沟掘进断面积 0.272 m2，每米水沟盖板用钢 筋 2.036kg，混凝土 0.0323 m3，水沟用混凝土 0.152 m3。
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第一章 巷道断面施工图设计
第一节 巷道断面选择及计算 一、 选择巷道断面形状
该矿井年产量为 5Mt，矿井第一水平东运输大巷，其服务年限为 81 年，采用 900mm 轨 距双轨电机车运输，一般巷道宽度都在 4.0m 以上，巷道所穿过的岩层主要以泥岩和砂岩， 围岩松动圈为 1.0-1.3m，属于一般稳定岩层，故决定选择锚喷支护，采用直墙拱形巷道断 面。
表 1-1-2 架线式电机车及固定车厢式矿车规格表
运输设备类型 直流架线式电机车 3t 固定车厢式矿车
型号 ZK7-9/550 MGC3.3-9
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外形尺寸 长×宽×高 4500×1360×1550mm 3450×1320×1300mm
轨距 900mm 900mm
根据《煤矿安全规程》规定要求，选取巷道人行道侧宽度 c=1000mm，非人行道侧宽度 500mm。再由查表得双规轨道中心距 b=1600mm，则两电机车之间间距为:
hb —道砟高度， hb 220 mm。 故 h3 1800 900 220 2230 2 360 300 335 / 2 550 1166 mm。
2
3. 按人行道高度要求确定 h3
h3 1800 h b R 2 R j
2
式中： j —距离巷道壁的距离。距墙壁 j 处的巷道有效高度不小于 1800mm， j 100 mm，一 般取 j 200 mm。 故 h3 1800 220 2230 2 2230 200 1097 mm。 综 上 所 述 ， 并 考 虑 一 定 富 余 量 ， 确 定 巷 道 壁 高 h3 1420 mm 。 则 巷 道 高 度 H h3 hb h0 1420 220 2230 3430 mm。 (四)
道砟高度 hb/mm 220
道砟面至轨道面垂度 ha/mm 190
三、
确定管线布置位置
压风管和供水管悬挂在人行道一侧，动力电缆悬挂在非人行道一侧，通讯、信号和照 明等电缆选到在管子上方。
四、
(一)
确定巷道净断面尺寸 确定巷道净宽度
ZK7-9/550 型架线式电机车规格为 4500×1360×1550mm，MGC3.3-9 型 3t 固定车厢式 矿车规格为 3450×1320×1300mm，所以以 ZK7-9/550 型架线式电机车为标准。
八、
确定巷道掘进断面尺寸
巷道设计掘进宽度： B1 B 2T 4460 2 100 4660 mm。 巷道计算掘进宽度： B2 B1 2 4660 2 75 4810 mm。 巷道设计掘进高度： H 1 H hb T 3430 220 100 3750 mm。 巷道计算掘进高度： H 2 H 1 375075 3825 mm。 巷道设计掘进断面积： S1 B1 0.39 B1 h3 46600.39 4660 1420 15.09 m2。 巷道计算掘进断面积： S 2 B2 0.39 B2 h3 48100.39 4810 1420 15.85 m2。
2
确定巷道净断面积 S 和净周长 P
净断面积： S B0.39 B h2
式中： h2 —道砟面以上巷道高度， h2 1420 220 1200 mm。 故 S 44600.39 4460 1200 13.11 m2。 净周长： P 2.57 B 2h2 2.57 4460 2 1200 13.9 m。
九、
编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表
百度文库
每米巷道拱与墙计算掘进体积： V1 S 2 1 15.85 m3。 每米巷道墙脚计算掘进体积： V3 0.2T 1 0.20.1 0.075 1 0.04 m3。 每米巷道拱与墙喷射材料消耗： V2 1.57B2 T T1 2h3T 1 1.574.81 0.1 0.1 2 1.42 0.1 0.1 1.023 m3。 每米巷道墙脚喷射材料消耗： V4 0.2T 1 0.2 0.11 0.02 m3。 每米巷道喷射材料消耗： V V2 V4 1.023 0.02 1.043 m3。 每米巷道锚杆消耗： N
二、
设计条件
1. 矿井年设计生产能力：5Mt/年 2. 矿井开拓方式：立井开拓 3. 矿井沼气等级：低沼气矿井 4. 全矿通风方式：中央并列式通风 5. 设计巷道的名称：第一水平东运输大巷 6. 设计巷道的服务年限：81 年 7. 设计巷道的长度： 8. 通过巷道的风量：35m3/s 9. 通过巷道的矿井最大涌水量：200m3/h 10. 巷道穿过岩层的类别：砂岩、泥岩 11. 岩层倾角： 12. 层、节理发育程度：松软、层 13. 岩层的裂隙涌水： 14. 沼气等级及突出危险程度：低瓦斯矿井,无突出危险 15. 围岩分类等级：f=2-3 16. 其它自然条件： 17. 巷道的运输方式：双轨电机车运输 轨路数目及轨距：两条 900mm 轨距 电机车类型：ZK7—9/550 架线电机车 矿车类型：MGC3.3-9 型 3t 固定车厢式矿车 18. 拟敷设的管路类别及规格：∮108×4.0 压风管、∮76×3.0 供水管各一条 19. 拟敷设的缆线类型及趟数：动力、照明、信号和通讯电缆各一条 20. 该巷道的施工进度要求：100m/月
b1 —轨道中线与巷道中线间距， b1 B / 2 a1 4460 / 2 1180 1050 mm。
故 h3 2000 410
2230 3002 360 10502
1092 mm。
2. 按管道装设要求确定 h3
h3 h5 h 7 hb R 2 K m D / 2 b2
2011 ~ 2012 学年第一学期
《井巷工程》课程设计说明书
学 班 姓 学
院： 级： 名： 号：
应用技术学院 土木 08—2 班 黄 健
21080504 齐 燕 军
指导教师：
中国矿业大学 二○一一年十一月
目录
前言 .................................................................... - 1 第一章 巷道断面施工图设计 ............................................... - 2 第一节 第二节 巷道断面选择及计算 ......................................... - 2 绘制巷道断面施工图 ......................................... - 6 -
第二章 巷道施工技术措施 ................................................. - 7 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 钻眼爆破工作 ............................................... - 7 巷道掘进通风工作 .......................................... - 12 岩石装运工作 .............................................. - 14 支护工作 .................................................. - 16 巷道掘进辅助工作 .......................................... - 17 -
二、
选择道床参数
根据巷道的运输设备，选用 30kg/m 钢轨，道床总高度 hc=410mm，道砟高度 hb=220mm， 道砟面至轨道面垂高 ha=190mm。采用钢筋混凝土轨枕。
表 1-1-1 道床参数表
巷道类型 井底车场及 主要运输巷道
钢轨型号 /kg·m-1 30
道床总高度 hc/mm 410
第三章 编制巷道施工循环图表 ............................................ - 20 第四章 施工劳动组织 .................................................... - 22 第五章 技术经济指标 .................................................... - 23 第六章 施工安全措施 .................................................... - 24 参考文献 ............................................................... - 38 -
(三)
确定巷道壁高 h3 1. 按架线电机车导电弓子要求确定 h3 按半圆拱型巷道壁高公式得：
h3 h4 h c
R n 2 K b1 2
式中： h4 —轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取 h4 2000 mm； hc —道床总高度，为 410mm；
n —导电弓子距拱璧安全间距，取 n 300 mm； K —导电弓子宽度一半，取 K 360 mm；