井巷工程课程设计书-梯形巷道(1)全解

级采矿工程专业

《井巷工程》课程设计说明书

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目录

设计任务 (2)

1选择巷道断面形状 (2)

2巷道净断面尺寸确定 (2)

2.1巷道净宽度 (2)

2.2轨面起巷道沉实后的净高 (2)

2.3确定巷道净断面积S和净周长P (2)

2.4确定巷道掘进断面尺寸 (3)

2.5用风速校核巷道净断面积 (4)

2.6选择支护参数 (4)

2.7选择道床参数 (4)

2.8布置巷道内水沟和管线 (4)

2.9计算巷道掘进工程量及材料消耗 (5)

2.10编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表 (5)

3总结 (6)

4参考文献 (7)

设计任务

某矿年设计能力为30万t.该矿采用斜井开拓，大巷运输采用ZK7-6/250直流架线电机车牵引1t固定式矿车运输。该大巷穿过中等稳定的石灰岩层和白云岩层，其坚固性系数f=6~8，需要通过风量60m3/s，涌水量230 m3/h。巷道内敷设1条ɸ300mm排水管和1条ɸ150mm供水管。试进行该梯形双轨巷道断面设计。

1选择巷道断面形状

年产30万t矿井水平运输大巷，采用梯形单轨断面设计，一般服务年限10年左右。

2巷道净断面尺寸确定

2.1巷道净宽度

梯形巷道净宽度有运输设备时，指运输设备顶面的巷道宽度。

查表2.2知ZK10—6/250电机车宽A1=1060mm，高h=1550mm；1吨固定式矿车宽880mm，高1150mm。

根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=810mm，非人行道一侧宽a=330mm。又查表2.3知本巷双轨中心线b=1300mm，两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240mm

故巷道净宽度B=a+b+c =（330+1060∕2）mm+1300mm+（1060∕2+810）=860+1300+1340=3500mm

式中a——非人行道侧轨道中线距巷道帮的净宽度

b——两轨道中线距

c——人行道侧轨道中线距巷道帮的净宽度

2.2轨面起巷道沉实后的净高

梯形巷道净高度是指自道渣面或地板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。根据《煤矿安全规程》规定，取h1=2200mm

由于选用1t矿车，根据表2.9、2.10、2.11，选用22kg/m型钢轨，故道床总高度hc=380mm, 道碴高度hb=220mm, 道碴面至轨道面高度ha=160mm，取棚腿与水平的倾角为80°,t=25mm，支护厚度T=100mm

因使用直流架线电机车，根据《煤矿安全规程》，电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内，不小于2m，电机车架空线和巷道顶或顶梁之间的距离不得小于0.2m，故取净高度H=2360mm，则架线高度为2000mm。

2.3确定巷道净断面积S和净周长P

梯形巷道净断面面积为：

S=(B1+B2)H/2

式中B1——巷道顶板处净宽度

B2——巷道底板处净宽度

取巷道帮面倾斜角α=80°

B1=b-2(H-h-ha)cotα=3500-2×(2360-2000-160)×cot80°=3422mm B2= B1+2Hcotα=3422+2×2360×cot80°=4400mm

故S=(3422+4400)×2360/2=8.6m3

净周长

P= B1 +B2+2xH/sin80°=3422+4400+2×2360×0.5/sin 80°=12.2m

2.4确定巷道掘进断面尺寸

巷道设计掘进高度

H1=H`+t+T+h b =2360+25+100=2645mm

巷道计算掘进高度

H2=H1+δ=2645+75=2720mm

式中δ——允许的掘进起挖误差值（75mm）

巷道顶梁处设计掘进宽度

B3=B1+2T =3422+2×100=3622mm

巷道底板处设计掘进宽度

B4=B2+2T=4400+2×100=4600mm

巷道顶梁处计算掘进宽度

B5=B3+2δ=3622+2×75=3772mm

巷道底板处计算掘进宽度

B6=B4+2δ=4600+2×75=4750mm

设计掘进断面积

S1=(B3+B4)/2×H1=(3622+4703) /2×2040=10.9m2

计算掘进断面积

S2=(B5+B6)/2*H2=(3772+4750) /2×2720=12.2m2

表1 巷道尺寸数据

2.5用风速校核巷道净断面面积

查表2.8，知V max=8m/s，已知通过大巷风量Q=60m3/s，计算得：

v=Q/S=60/8.6=7.0 m3/s≤V max

设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。

2.6选择支护参数

本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.4m、穿过中等稳定岩层岩石f=6~8即属Ⅲ类围岩、服务时间约10年等条件，得锚喷支护参数；锚杆长1.8m，间距a=0.8m，排距a`=0.8m，锚杆直径d=18mm，喷射混凝土层厚T1 =l00mm，而锚杆露出长度T2=50mm。故支护厚度T= 100mm。

2.7选择道床参数

根据本巷道通过的运输设备，选用22kg/m的钢轨，其道床参数hc、hb 分别为360mm和200㎜，道渣至轨面高度ha=hc-hb=360-200=160mm。采用钢筋混凝土轨枕。

2.8布置巷道内水沟和管线

已知通过本巷道的水量为230m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表2.12得：水沟深40mm、水沟宽40mm，水沟净断面面积0.16m2；水沟掘进断面面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋 1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。