井巷工程设计报告张辉

1、河南工程学院安全工程系课 程 设 计 报 告课程名称：井巷工程姓 名：张 辉 学 号：200910104139班 级：安全工程0941班井巷工程课程设计任务书题目：某煤矿年设计生产能力60万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为400m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；通过的流水量为 180m3/h ，风量为 70m3/h ；采用 ZK7-9/550 直流架线电机车牵引 1.5t 矿车运输。巷道内铺设一趟直径为200mm的压气管和一趟直径为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=46。设计内容：1.选择合适的

2、巷道断面形状。2.设计双轨直线段的巷道断面。确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。3.布置巷道内水沟和管线。4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。6.根据设计的断面图，编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。设计要求：1. 在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。2. 要通过计算确定的，必

3、须有必要的计算步骤和过程。要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。设计参照依据：煤矿安全规程、煤矿井巷工程质量验收规范、煤矿巷道断面和交岔点设计规范、煤矿矿井采矿设计手册、井巷工程东兆星等徐州：中国矿业大学出版社，2009。3.说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。图纸绘制用CAD，绘图比例用1：50，打印输出比例为1：1，纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。4.提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图，炮眼布置图）。5.设计时间：2011-2012学年第2学期第18周（安全0941班）。

4、巷道断面及爆破设计一、巷道断面形状年产60万t矿井的第二水平东运输大巷，服务年限在25年，采用900mm轨距的双巷运输大巷，其净宽在3m以上，又穿越中等稳定的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。二、双轨直线段的巷道断面(一) 确定巷道净宽度B查表3-2知ZK7-9/550电机车宽A1=1360mm、高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽c=840mm、非人行道一侧宽a=400mm。又查表3-3知本巷双轨中线距b=1400mm，则两电机车之间距离为14001360213602=40mm200mm故巷道净宽度：B=a2

5、A1ct=40021360840200=4160mm取4200mm(二)确定巷道拱高h0半圆拱h0=B2=42002=2100mm。半圆拱半径R= h0=2100mm。(三)确定巷道壁高h31.按架线电机车导电弓子要求确定h3由表3-7中半圆拱形巷道壁高公式得 h3h4hc式中 h4轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm； hc道床总高度。查表3-10选30kg/m钢轨，再查表3-5得hc=410mm，道砟高度hb=220mm；n导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mm；K导电弓子宽度之半，K=7182=359，取K=360mm；b1轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2a1=

6、420021080=1020mm；故h32000410=1255mm。2.按管道装设要求确定h3 h3h5h7hb式中 h5道砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800mm； h7管子悬吊件总高度，取h7=900mm； m导电弓子距管子间距，取m=300mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B2c1=420021520=580mm。故h31800900220=1362mm。3.按人行高度要求确定h3 h31800hb式中，j为距巷道壁的距离。距墙壁的j处的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm，一般取j=200mm。故 h31800220=1126mm。综上计算，并考虑一定的余量

7、、确定本巷道壁高为h3=1570mm。则巷道高度H=h3hbh03450mm。（四）确定巷道净断面积S和净周长P由表3-7的净断面积S=B（0.39Bh2）式中h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3hb=1570220=1350mm故S=4200（0.3942001350）=125496002=12.5。净周长P=2.57B2h2=2.57420021350=13494=13.5m（五）用风速校核巷道净断面积查表3-9，知vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=70m3/s，代入式（3-6）得 v=5.68m/s 设计的大巷净断面面积，风速没超过规定，可以使用。（六）选择

8、支护参数采用锚喷支护，根据巷道净宽4.2m、穿过中等稳定岩层、服务年限25年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为18mm螺纹钢，每空安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力40kN，锚固力80kN。锚杆长度2.0m，成方形布置，其间排距0.8m0.8m，托板为8厚150150的方形钢板。喷射混凝土层厚T1=100，分两次喷射，每次各喷50厚。故支护厚度T=T1=100mm。（七）选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已选用30/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨面高度ha=hchb=410220=190mm。采用钢筋混凝土轨枕。（八）

9、确定巷道掘进断面尺寸由表3-7计算公式得：巷道设计掘进宽度B1=B2T=42002100=4400mm。巷道计算掘进宽度B2=B12=4400275=4550mm。巷道设计掘进高度H1=HhbT=3450220100=3770mm。巷道计算掘进高度H2=H1=377075=3845mm。巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1h3）=4400（0.3944001570）=144584002取S1=14.46。巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2h3）=4550（0.3945501570）=152174752取15.22。三、布置巷道内水沟和管线已知通过巷道的水量为180m3/h，现

10、采用水沟坡度为3,查表3-12得：水沟深450mm、水沟宽500mm，水沟净断面积0.225；水沟掘进断面积0.272，每米水沟盖板用钢筋2.036、混凝土0.0323m3，水沟用混凝土0.152m3。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆在管子上方，见图。四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量有表3-7计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S11=15.221=15.22m3。每米巷道墙角计算掘进体积V3=0.2（T）1=0.2（0.10.075）=0.04m3。每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2= 1.57（B2T）T12h3T1=1.57（4.550.1）0.121.57

11、0.1=1.01365m3。每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1=0.20.101=0.02 m3。每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）V=V2V4=1.013650.02=1.03265 m3。每米巷道锚杆消耗 N = 式中P1计算锚杆消耗周长，P1=1.57B22h3=1.574.5521.57=10.28m；a、 a锚杆间距、排距，a=a=0.8m；故 N = =15.4375根折合重量为：14.75l（）2=14.752.003.14（）27850=61.644 式中l锚杆长度，l=2.0m； d锚杆直径，d=18； 锚杆材料密度，=7850/m3。由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每

12、米巷道树脂药卷消耗:M=2N=30.875支。每排锚杆数为：N0.8=15.43750.8=12.3513根每排树脂药卷数;M0.8=30.8750.8=24.725支每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B32h2式中B3计算净宽，B3=B22T=4.5520.1=4.35m。故Sn=1.574.3521.35=9.53五、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。六、根据设计的断面图编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数，预期爆破效果表。（1）爆破工程原始资料。巷道名称：第二水平东运输大巷；用途：运输；位置：第二水平东；断面形状和尺寸：半圆拱

13、形计算掘进断面面积15.22；穿过岩层性质：中等稳定岩层；地质条件以及瓦斯情况：岩石坚固性系数f=46，无瓦斯。（2）选用的钻眼爆破器材。炸药、雷管品种：2号岩石硝铵炸药、段毫秒雷管。凿岩机具的型号和性能：气腿式凿岩机，性能好，效率高。（3）爆破参数的选择与计算。掏槽方法：菱形掏槽直眼掏槽；炮眼直径：40mm；深度：掏槽眼深度2.2m，辅助眼深度2.0m，周边眼深度2.0m；数目：67；单位耗药量：2.58/m3。爆破原始条件序号名称单位数量1掘进断面15.222岩石普氏系数f463工作面瓦斯情况低瓦斯4工作面涌水情况m3/h最大涌水量4005炸药和雷管的类型2号岩石硝铵炸药，段毫秒雷管装药量及起爆顺序眼号炮眼名称眼数/个眼深/m每个炮眼装药量合计装药结构起爆顺序联线方式卷数/个长度/m装填率/卷数/个重量/1中线眼12.230.530.45反向串25掏槽眼42.2122.080487.2反向垫4卷药串611一圈眼62111.875669.9反向垫3卷药串1213辅助眼22101.670203.0反向垫2卷药串1423二圈眼10291.4609013.5反向垫2卷药串2436三圈眼13281.25210415.6反向垫2卷药串3748底眼12281.2509614.4