井巷工程课程设计书-梯形巷道(1)

1、井巷工程课程设计级采矿工程专业井巷工程课程设计说明书学 号： 姓 名： 班 级： 指导教师： 设计成绩： 设计时间： 目录设计任务21选择巷道断面形状22巷道净断面尺寸确定22.1巷道净宽度22.2轨面起巷道沉实后的净高22.3确定巷道净断面积S和净周长P22.4确定巷道掘进断面尺寸32.5用风速校核巷道净断面积42.6选择支护参数42.7选择道床参数42.8布置巷道内水沟和管线42.9计算巷道掘进工程量及材料消耗52.10编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表53 总结64 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1

2、t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=68，需要通过风量60m3/s，涌水量230 m3/h。巷道内敷设1条300mm排水管和1条150mm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ZK106/250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

3、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+10602）mm+1300mm+（10602+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h=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,

4、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=80°B1=b-2(H-h-ha)cot=3500-2×(2360-2000-160

5、)×cot80°=3422mmB2= B1+2Hcot=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°=12.2m2.4确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进高度H1=H+t+T+hb =2360+25+100=2645mm巷道计算掘进高度H2=H1+=2645+75=2720mm 式中允许的掘进起挖误差值（75mm）巷道顶梁处设计掘进宽度

6、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+2=3622+2×75=3772mm巷道底板处计算掘进宽度B6=B4+2=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 巷道尺寸数据顺序项目公式结果1轨面起车辆高度/mmh,hh=

7、160016002轨面起巷道沉实后净高/mmh120403轨面起巷道沉实前净高/mmh1=h1+10021404渣面起巷道沉实后净高/mmH=ha+h123605渣面起巷道沉实前净高/mmH=H+10023006巷道设计掘进高度/mmH1=H+t+T+hb26457巷道计算掘进高度/mmH2=H1+27208侧帮斜长/mmL1=(H+m)/sin23359巷道净宽度/mmB=a+b+c350010巷道顶梁处净宽度/mmB1=b-2(H-h)cot342211巷道底板处净宽度/mmB2=B1+2Hcot440012巷道顶梁长/mmL=B1342213巷道顶梁处设计掘进宽度/mmB3=B1+2T3

8、62214巷道底板处设计掘进宽度/mmB4=B2+2T460015巷道顶梁处计算掘进宽度/mmB5=B3+2377216巷道底板处计算掘进宽度/mmB6=B4+2475017净断面积/m2S=(B1+B2)/2*H8.618设计掘进断面积/m2S1=(B3+B4)/2*H110.919计算掘进断面积/m2S2=(B5+B6)/2*H215.920巷道净周长/mP=B1+B2+2H/sin12.221每米巷道背板材料消耗量/m3V=0.025(L+2xH/sin)9522立柱倾斜角/°8023渣面至轨面高度/mmha1602.5用风速校核巷道净断面面积查表2.8，知Vmax=8m/s，

9、已知通过大巷风量Q=60m3/s，计算得：v=Q/S=60/8.6=7.0 m3/sVmax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=68即属类围岩、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=360-2

10、00=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。 2.9计算巷道掘进工程量及材料消耗由表2.6计算公式得每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=15.9×1=15.9m3每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2×(T+)

11、5;1=0.2×(0.1+0.075)×1=0.04m3每米巷道顶与墙喷射材料消耗V2=1.57(B2-T1)T1+2L1T1×1=1.57(4.4-0.1)0.10+2×2.3×0.1×1=1.12m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V2+ V4=1.12+0.02=1.14 m3；每米巷道粉刷面积Sn=1.57B3+2L1=1.57×3.6+2×2.3=10.0m2每米巷道锚杆消耗式中，P为计

12、算锚杆消耗周长, P=1.57B2=1.57×4.4=6.9m；M、M为锚杆间距、排距M=M=0.8m。每排锚根数 N×0.8=12.0根2.10编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表表3 运输大巷特征围岩类别断面/m2设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm巷道帮倾角/°锚杆/mm净周长/m净设计掘进宽高形式排列方式间排距锚杆长直径顶底8.610.936224600264510080螺纹钢树脂锚杆方形80018001812.2表4 运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类别计算掘进工程量/m3锚杆数量/根材料消耗粉刷面积巷道墙角喷射材料/m3锚杆钢筋/kg树脂药卷/个1

13、3.270.0212.01.1458.9029.510.03总结煤炭工业是国民经济中的基础工业，它为许多重要工业部门提供原料和能源。我国能源结构以煤为主的格局在今后较长的一段时间内不可能改变国民经济的发展将对煤炭产业的增长提出更高的要求。而煤炭工业生产的发展又取决于煤炭工业基本建设及开拓延伸工作能否及时的、持续不断的提供煤炭的场地。所以为了更好的将所学到的知识运用到实践当中，学习井巷课程设计是井巷工程课程的重要环节之一。 为了使我们对井巷工程这门课程中所学的基本知识、基本理论及基本方法有个全面系统的掌握并进行井巷设计和施工设计。通过本设计我将对井巷工程课程有个深入的全面的了解并学会利用各种工具书及参考文献资料。其任务是设计巷道断面及其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我掌握巷道断面施工图和巷道施工措施的设计内容和编制