双轨运输大巷设计

1、设计题目：29双轨运输大巷设计。该平巷为某矿中段运输大巷。服务年限30年。设计长度200m，巷道运输量1500t/d。矿体下盘为绿泥石石英片岩，穿过的岩层稳定性为中等稳固，f=4。底板岩石密度为2.80T/m3，松散系数1.70。该大巷最大涌水量为170m3/h。巷道通风量50m3/s。设计进尺35m/月。矿山设计年产量79万T/年；1、 设计目的为了满足该矿山能稳定进行生产和运输需要，故设计该双轨运输大巷。2、 设计任务该平巷为某矿中段运输大巷。服务年限30年。设计长度200m，巷道运输量1500t/d。矿体下盘为绿泥石石英片岩，穿过的岩层稳定性为中等稳固，f=4。底板岩石密度为2.80T/

2、m3，松散系数1.70。该大巷最大涌水量为170m3/h。巷道通风量50m3/s。设计进尺35m/月。矿山设计年产量79万T/年；3、 巷道断面设计（1）已知参数双轨、设计长度200m，巷道运输量1500t/d。矿体下盘为绿泥石石英片岩，穿过的岩层稳定性为中等稳固，f=4。围岩体重为2.80t/m3，松散系数1.70。最大涌水量170m3/h。巷道通风量50 m3/s。设计进尺35m/月。矿山设计年产量79万T/年；服务年限30年。（2）巷道断面设计的选择该巷道服务年限30年，穿过的岩层稳定性为中等稳固，f=4，断面形状采用三心拱拱形断面，支护采用锚杆加喷射混凝土支护（因为该巷道经过的岩层为石

3、英片岩，采用锚杆支护效果最为理想），拱与墙的支护层同厚，取d0=T=100mm。（3）巷道净断面尺寸1) 巷道净宽度。该矿年产量79万t，由井巷工程（冶金工业出版社，赵兴东 主编）教材表1-1和表1-7可知该矿应选取电机车为ZK10-6/250型架线式电机车，轨距600mm，选用YGC2（6）式固定矿车。设备尺寸：ZK10-6/250型架线式电机车：长l=4500mm，宽b=1060mm，高h=1550mm，架线高度H1=18002200mm，线路中心线F=1300mm。YGC2（6）式固定矿车：长l=3000mm，宽b=1200mm，高h=1200mm，线路中心线F=1500mm。运输设备最

4、大尺寸：宽度（矿车）b=1200mm，两条线路中心线（矿车）F=1500mm，经换算得两运输设备之间的间隙为： m=1500-(1200/2+1200/2)=300mm，根据井巷工程教材表表1-2知，m值符合安全间隙的要求。根据表1-2，取运输设备到支架间隙b1=300mm，人行道宽度b2=800mm，（人行道下面设置水沟）则巷道净宽度为： B0=2b+m+b1+b2=2*1200+300+300+800=3800mm2) 确定三心拱参数。取拱高为巷道净宽1/3的三心拱，其相关参数如下：拱高：f0=3800/3=167，取f0=1270mmR=0.692B0=0.692*3800=2630mm

5、r=0.262=0.262*3800=996，取r=1000mm3） 轨道参数选择。根据所采用的运输设备，查表1-7和1-8，（综合考虑成本，耐久度，和供应等因素）决定该巷道选用22kg/m的钢轨，轨枕选用钢筋混凝土轨枕，h6 =400mm，h5=250mm（4）确定墙高1） 按架线要求已知r=1000mm；A=b/2+b1=1200/2+300=900mm取K=400mm，则cos=0.6670.554表明导电弓子已进入小圆弧范围内，根据安全规程取H1=2000mm，则有：h3=H1+h6- =2000+400-=1841mm2） 按行人要求确定墙高，则h3=1900+h5-=1900+25

6、0-=1714mm3） 按管路要求确定高度根据现场实际情况不知管路，只要满足安全规程即可。以上计算结果取大值，即墙高为1841mm，取1840mm。5、 巷道净断面积1）h2=h3-h5=1840-250=1590mm根据井巷工程教材表1-12，可知S净=B0（h2+0.262B0）=3800（1590+0.262*3800）=9.82m22） 风速校核：v=50/9.82=5.09m/s<6m/s（运输巷道，采区进风区最高风速6m/s),设计的大巷断面面积、风速没超过规定，符合要求可以使用。 6、巷道掘进断面（1）支护参数选择该巷道，巷道净宽3.80m，穿过岩层为石英片岩，稳定性较好，

7、服务年限30年，宜采用喷射混凝土与锚杆支护。该处选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为直径18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，根据井巷工程教材表7-21,7-22可知，锚杆长度2m，更能体直径20mm，锚杆间距0.8m，锚杆排距0.8m根据井巷工程教材，喷射混凝土厚度为50-150mm，该工程的喷射混凝土厚度取T1=100mm，锚杆外露长度T2=50 mm，故支护厚度T=T1=100 mm。（2）道床参数选择根据巷道通过的运输设备，已选用22kg/m钢轨，其道床参数：道床高度h6=400mm，道渣高度h5=250mm，道渣面到轨面高度h4=h6-h5=150mm，采用钢筋混凝土轨枕。（3）

8、巷道掘进断面设计巷道掘进宽度： B=B0+2T=3800+2*100=4000mm巷道拱面积：S拱=1.33（B0+T）d=1.33*(3800+100)*100=0.51m2巷道直墙面积：S墙=2h3T=2*1840*100=0.368m2巷道基础面积：S基=(m1+m2)T+m1e=（500+250）*100+500*100=0.125m2巷道掘进面积：S掘=Bh3+0.0.262B02+（1.33B0+1.55d0）d0 =4000*1840+0.262*38002+（1.33*3800+1.55*100）*100 =11.66m27、 水沟设计与管线布置（水沟设置在人行道下方，水沟上面

9、盖上盖板作为人行道。）（1）水沟坡度与巷道坡度相同，水沟坡度一般为3-5，故取坡度为4。1） 根据该工程概况知：涌水量为170m³/h，所以水沟采用混凝土支砌。根据采矿手册可知，水沟上宽330mm，下宽280mm，净断面积0.078m2。 =170/0.078=0.61m/s；符合要求。2） 根据安全工程和采矿手册动力电缆线布置在非人行道一侧，通讯、照明电缆布置于人行道一侧，距供水管300mm，电缆用电缆架悬挂。3） 供水管布置在人行道侧，距道渣面1900mm，用锚杆悬挂，压风管与供水管平行布置，且位于供水管之上。8、 计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道砌碹所需材料：V=V拱+V

10、墙+V基=0.51+0.368+0.125=1.00m3查相关表得：每米巷道拱与墙计算掘进体积：V1=S2*1=11.66 m3每米巷道墙脚计算掘进体积：V3=0.2*T*1=0.2*0.1=0.02 m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗：V2=1.57(B-T)T+2h3T*1=1.57（4.0-0.10）*0.10+2*1.84*0.10=0.98m3每米巷道墙脚喷射材料消耗：V4=0.2T*1=0.2*0.10=0.02 m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）：V=V2+V4=0.98+0.02=1.00 m3每米巷道锚杆消耗 式中 P1计算锚杆消耗周长， P1=1.57B+2h3=1.57

11、*4.0+2*1.84=9.96 m； a 、a锚杆间距、排距，a=a=0.8 m。故有： N=16.1 （根）。其重量为：=16.1*（2*3.14*（）2*7850）=79.36kg式中 l锚杆长度，l=2.0m d锚杆直径，d=20mm 锚杆材料密度，=7850kg/m3由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗：M=2N=32.2支每排锚杆数为：0.8N=0.8*16.1=12.8813 根每排树脂药卷数为：0.8M=0.8*32.2=25.7626支每米巷道粉刷面积：Sn =1.57B+2h2 =1.57*4+2*1.59=9.46m26、 绘制巷道断面施工图、编制巷道特征

12、表和每米巷道工程量及材料消耗量表表1运输大巷特征围岩类别断面面积/m2喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进型式外露长度排列方式间、排距锚杆长直径III9.8211.66100树脂500方形8002000209.96表2 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锚杆数量材料消耗/mm粉刷面积/m2巷道墙角喷射材料/m3锚杆钢筋/kg药卷/卷III11.660.05161.0079.3632.29.46 巷道断面的设计1. 爆破参数的确定（1）炸药单耗：由已知条件计算知巷道的断面面积（11.66m2）以及被爆岩体的坚固性系数（f=810)，根据井巷教材表1-13知炸药单

13、耗为1.86kg/m3。（2）一次爆破总药量 Q=q V=q S lb=1.86*11.66*2*0.85=36.9 kg（3）炮孔数目 N=41.842（个） N炮孔数目，个 m每个药卷的长度，取200mm p每个药卷的重量，取0.2kg a装药系数（一般为0.50.7），取0.7（4）炮孔直径：根据转机情况，一般矿山的掘进爆破中，转机的转孔直径一般为3842mm，因此结合此设计的具体情况，炮孔直径取38mm。药卷直径取32mm。（5）单孔装药量根据巷道掘进时的装药量原则：掏槽孔的装药量为平均装药量的1.21.5倍，周边孔用药量稍小，剩余的药量平均分布给辅助孔。平均单孔装药量 Q1=Q/N=

14、41.8/36=1.10kg掏槽孔的装药量： Q2=1.3Q1=1.3*1.10=1.41kg又因为四角锥形的掏槽在矿山平巷的掘进中用的比较广泛，因此在此设计中选用四角锥形的掏槽。并且在布置两个空孔，以增加爆破时的自由面。根据凿岩爆破教材（P187）表10-2可得：掏槽孔个数为6。掏槽孔：采用四角锥形的掏槽，相邻炮孔的孔口距为0.80m，孔底距为0.2m，炮孔与工作面的夹角取65。（根据教材P186表10-1）掏槽孔的炸药消耗总量为1.3*6=7.8kg。周边孔：由于周边孔的孔距一般为400600mm，因此孔顶距取500mm，那么在顶部半圆部分布孔个数=3.14*4/0.5=12.3，取12。

15、孔边距取600mm，则两帮布孔个数=1.84*2/0.60=6.13，取6。底孔炮孔间距取600mm，则巷道底部布孔个数=4/0.6=6.67，取7。又因为周边孔采用光面爆破一次成形。根据井巷工程光面爆破的参数设计，一般坚硬岩层中的每米炮孔装药量为200300g。那么周边孔的单孔装药量Q周=300*6（周边孔装药长度）填塞长度：又因为在掘进的过程中，炮孔填塞长度一般取0.350.5倍的装药长度，此处取0.38倍，那么设装药长度为L，则有： 0.38L+L=总的炮孔长度=2m据此，可以解出装药长度L=1.44m，填塞长度=0.56m。那么周边孔的单孔装药量=1.44*300=432g。 周边孔的

16、最小抵抗：W周=E/K E为周边孔孔距：500mm K为炮孔密集度：一般取1.0经计算：最小抵抗线W周=500mm。底部孔的夹制性较大，而且为了减小根底的产生，故底孔的装药量稍大：一般为周边孔装药量的1.1倍:底部孔的装药量取600g。那么根据周边孔和底孔的数目和单孔装药量可以计算出他们所需要的总药量=17*432+7*600=11.55kg经过以上计算易知周边孔和掏槽孔总共消耗炸药11.55+8.28=19.83kg。辅助孔：那么用于辅助孔的药量为38.8419.83=19.01kg。由于周边孔的最小抵抗为500mm，因此辅助孔布置在距离周边孔以内500mm处，布孔周长为3+3+3.14*（

17、20.5）=10.71m，又因为辅助孔间均匀分布在10.71m的周长范围上，经计算辅助孔数目为9个；且辅助孔单孔装药量为19.01/9=2.01kg。（6）巷道断面炮孔布置图炮孔布置：、掏槽孔布置：采用正四角锥形的掏槽，相邻炮孔的孔口距为0.80m，孔底距为0.2m，炮孔与工作面的夹角取65。（根据教材P186表10-1）,中间两个空孔，直径为100mm。周边孔布置：由于周边孔的孔距一般为400600mm，因此孔顶距取500mm，那么在顶部半圆部分布孔个数11。孔边距取600mm，则两帮布孔个数=3.7/0.60=6.16，取6。顶孔和两帮孔向外稍微倾斜，并且与巷道的中心线成70度夹角，并且周

18、边孔距离设计的巷道边缘0.15m。底孔炮孔间距取600mm，则巷道底部布孔个数=4/0.6=6.67，取7。孔口距离设计的巷道底板高度为0.15m，孔底距离设计的巷道底板0.15m。辅助孔布置：因此辅助孔布置在距离周边孔以内500mm处，布孔周长为3+3+3.14*（20.5）=10.71m，又因为炮孔总数为42个，且周边孔、底孔以及掏槽孔炮孔总数为33个，经计算辅助孔数目为9个，因此：在10.71m的周长范围内布置9个辅助孔，布孔见附图。 （7）装药，填塞，起爆网路设计 周边孔采用间隔装药，并且采用导爆管起爆网路，孔内药包用导爆索连接。辅助孔与掏槽孔采用连续装药。起爆网路设计：采用毫秒延迟技

19、术，掏槽孔先爆，接下来是辅助孔，最后起爆周边孔。（具体见附图）（8）定向与钻研工作测量定眼位工作钻眼工作必须严格按照爆破图表所要求的眼位、发现、深度和角度进行，并组织好凿岩机的分区、分工作面，保证钻眼质量和提高钻眼速度。掘进巷道时，采用中线指示巷道的掘进方向，用腰线控制巷道的坡度。工作面上的炮眼巷道中线为基准，准确的定出周边眼、辅助眼和掏槽眼的位置，并做好标志。腰线通常布设在巷道无水沟侧的墙上，距轨面标高为1米。腰线可用坡度规挂在腰线上来延长。中线的测量采用激光指向仪。激光指向仪经望眼镜调光后，其光束在300m远处，不超过20mm，其输入电源的电压127V，为矿用安全电压。在巷道掘进中，激光指

20、向仪牢固地固定在距工作面100m以外巷道顶板的中心线位置上。风压供应与供水a.压风供应空气压缩机站要设在用风负荷中心，尤其要靠近主要用风地点，一般布置在井口不超过50m处，以缩短供风路线和减少压力损失；站址应设在空气洁净、通风良好的地方，与易长生尘埃和废气的地方不小于50m，并位于全年住封口处，此外还有注意噪音问题空气压缩站应远离办公区，生活区。b.工作面风压管、供水管布置矿井的供水系统是由地面和井下的管网系统组成。掘井工作面同时使用风水的较多，并且装卸、移动频繁。为了提高钻眼工作的效率和各种工序互不影响，必须配舍专用的通风、供水系统，并且予以恰当的布置。建立工作面钻眼岗位责任制，合理分区进行

21、作业应采用定人、定凿岩机、定位、定眼数、定时间的岗位责任制。通常将工作面以中心线为基准，分为左右两部和中心区，简化每区内的炮眼由上到下划分成若干组，并尽量使各组的炮眼数目相等。再将同时工作的凿岩机编号兵使在各自的固定区域里钻眼。(9)钻眼爆破安全及注意事项钻孔爆破工作必须严格按安全规程和矿山井巷工程施工及验收规范有关规定执行。A、钻孔安全注意事项1、开孔时给风阀门不要突然开打，待钻进一段后，再开大风门。2、开孔时必须使钎头落在实岩上，如有浮石，应处理好后在开孔。不允许在残孔内继续钻孔。3、胶皮风管要与风钻接牢，并在使用过程中随时注意检查，以防脱落伤人。4、为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛

22、，更不要横向用力，凿岩时钻工应站稳，应随时提防突然断钎。5、缺水或停水时，应立即停止钻孔。6、工作面全部炮孔钻完后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定的存放地点。7、移架时支架工要戴头盔，追机移架，架前架间不准有人工作或停留，确保移架，8、支架工要经常检查支架完好情况，做到支架不窜液，不漏液，不自动下降，发现问题及时处理，确保各支架部件螺丝紧固齐全，U型销符合规定。9、支架工再操作支架应对支架进行一次认真检查，做到不完好不使用。10、端头工必须了解工作面的顶板的岩性，结构，熟悉支架或单体柱的使用条件及支护方法。11、支架的回收和支护必须由三人作业，其中一人负责观察顶板，严禁单人作业。12、超前支护

23、间距偏差不超过100 ,垂直偏差不超过100。13、检修工的安全技术措施14、检修人员上岗后需按工种操作规程进行作业，按照本工种机械检查程序进行检修，当设备检修时，必须有停电或挂牌，严格执行停送电制度。15、严格按检修的标准进行检修，检修时每天要落实专人检查各部件机电设备安全措施和保护装置，检查各紧固部件，螺丝是否松动，发现问题及时处理，不得遗留问题交给生产班，并坚持升井汇报制度，认真填写检修记录。16、接电缆或连线时，接线工首先进行试转，确认设备的正反转，方可开机。17、处理运输机断链时，在紧链期间，严禁迎头站立，防止链条飞出伤人。18、所有的工种必须遵守的安全管理措施19、全体职工必须牢固

24、树立起“安全第一”的思想，严格执行三大规程及其他有关安全规定，杜绝“三违”。20、 密切注意安全检测系统及时掌握工作面的变化情况，发现不安全的征兆要及时进行处理。21、所有在岗人员都必须是经过培训方可持证上岗。22、所有人员严禁跨越运行中的设备，严禁在视线不清的地方作业。23、各工种在交接班时当班人发现的问题没有及时处理的要向下班的人员交接清楚，接班后，要对各检查设备进行认真的检查，发现问题及时处理，严禁带病运行。24、生产期间，闲杂人员不准进入工作面，外来参观人员必须由专人带领方可进入工作面，所有井下人员必须戴安全帽。25、无论是固定设备还是移动的设备，移动部分要设有防护装置，设危险标示。2

25、6、严禁任何人酒后入井，严禁脱岗睡岗。B、爆破安全注意事项1、装药前应检查顶板情况，撤出机具与设备，并切断除照明以外的一切设备的电源。照明灯及导线也应撤离工作面一定距离。2、使用电雷管爆破时，母线应妥善地挂在巷道的侧壁上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离，装药前要试一下母线是否导通。(10)通风防尘及风机的选择A、通风工作的选择巷道掘进过程采用压入式和抽出式联合运用的混合式通风方式爆破结束后要通风1520min左右，待烟尘被除去后，首先由检查人员进入爆破作业面进行检查，确认所有炮眼都已引爆，如发现瞎炮，要严格按照爆破安全规程进行处理。其局部压入式的吸风口与抽出风筒抽入口的距离为16m，压入式出风筒距掘进工作面距离为10m。压入风筒吸风口与抽出风筒抽入口的距离应大于15m。通风机安置在有新鲜空气流通的洞口，风筒随着掘进距离增大而加长，当距离过长而风速达不到所需要求时，可在掘进巷道中添接通风机，使风速达到安全规程的要求。通风设备布置如图所示。B、防尘工作的选择根据安全规程规定，应采用湿式凿岩工作，爆破后和装卸矿（岩）时，应进行喷雾洒水，戒嗔人员需佩戴防尘口罩（阻尘率应达到级标准要求）。计算循环时间确定了炮眼深度，也就知道了各主要工序的工作量，然后可根据设备情况、工作定额（或实测数据）计算各工序所需要的作业时间。在所需的全部工作