河北联合大学井巷课程设计书

1、目 录1设计目的. 错误！未定义书签。2设计条件. 错误！未定义书签。2.1 地质条件 . 错误！未定义书签。2.2 生产能力及服务年限 . 错误！未定义书签。2.3 井筒装备. 错误！未定义书签。2.4 运输设备及装备 . 错误！未定义书签。3.主井. 错误！未定义书签。3.1 选择井筒断面形状 . 错误！未定义书签。3.2 选择罐道形式及材料 . 错误！未定义书签。3.3 确定净断面尺寸 . 错误！未定义书签。3.4 风速验算 . 错误！未定义书签。3.5 选择支护方式及支护参数 . 错误！未定义书签。3.6 计算各部分尺寸 . 错误！未定义书签。3.7 计算材料消耗（每米井筒） . 错误

2、！未定义书签。3.8 按150 绘制井筒断面图 . 错误！未定义书签。4.副井. 错误！未定义书签。4.1 选择井筒断面形状 . 错误！未定义书签。4.2 选择罐道形式及材料 . 错误！未定义书签。4.3 确定净断面直径 . 错误！未定义书签。4.4 风速验算 . 错误！未定义书签。4.5 选用支护方式和支护参数 . 错误！未定义书签。14.6计算各部分尺寸 .错误！未定义书签。4.7计算材料消耗（每米井筒） .错误！未定义书签。4.8按150绘制井筒断面图 .错误！未定义书签。5.石门. 错误！未定义书签。5.1选择巷道断面形状。 .错误！未定义书签。5.2选择巷道净断面尺寸。 .错误！未定

3、义书签。5.3布置巷道内水沟和管线 .错误！未定义书签。5.4计算巷道掘进工程量及材料消耗量 .错误！未定义书签。5.5按1:50绘制巷道断面图，按1:25定义书签。5.6施工组织设计 .错误！未定义书签。5.7管理制度 .错误！未定义书签。6.交岔点的设计. 错误！未定义书签。6.1计交岔点平面尺寸 .错误！未定义书签。6 .2设计交岔点墙高 .错误！未定义书签。6.3书签。7.附图. 错误！未定义书签。231设计目的本课程设计是 “井巷工程”课教学的重要环节，通过本设计，使学生熟悉设计的程序和方法，培养学生独立分析和解决问题的能力，为毕业设计打下基础。2 设计条件2.1 地质条件矿山第一水

4、平石门大巷所通过岩层的普氏系数 24，为稳定f性较差岩层，涌水量360m/h ，风量60m/s 。33主井与副井所通过岩层 f46，中等稳定，风量均按 80m /s 考3虑。2.2 生产能力及服务年限矿山年产量120 万，其第一水平服务年限20a。2.3 井筒装备主井为双箕斗井，箕斗容积 2.5m，型号为 FJD2.55.5）型。3主井内铺设300mm排水管2 条，并设有梯子间。副井为双罐笼井，采用3单层罐笼（YJGG2.2 设有 200mm 供风管 2 100mm 供水管 1 条，2 条动力电缆，34条照明和通讯电缆，设有梯子间。2.4 运输设备及装备 120mm供风管2 条，80mm 供水

5、管1 条，动力电缆1 条，照明和通讯电缆3 条。电机车型号：ZK10600550；矿车型号：（3 主井3.1 选择井筒断面形状选择圆形，圆形断面受理条件好，通风阻力小，适用于井筒服务年限大于 15 年的矿山，该矿服务年限较长，故选用圆形井筒，穿过中等稳定性岩层，选用整体浇注混凝土支护。3.2 选择罐道形式及材料 22 =220mm176mm）罐道梁的材料为金属罐梁，选用 28a 号工字钢（长宽=280mm122mm）3.3 确定净断面尺寸箕斗型号：FJD2.5(5.5)，其最大外形尺寸：长宽高=1236mm1452mm4831mm井筒各构件平面尺寸计算：箕斗布置及其相应尺寸：Lm 2hb001

6、x (L )2式中：L箕斗两侧罐道梁中心线间的距离，mm5箕斗两罐道间的间距，mm;一般情况下mm A2ct00A箕斗的宽度，mm;取A1452mmc罐道宽度，mm；取 c=65mmt罐道卡与罐耳之间的间距，mm;一般取t=10mmh罐道的高度，mm;根据型号取 h=220mm罐梁的宽度，根据28a号工字钢，取 =122mmbb00 x罐道梁中心线至箕斗外边缘的距离。故1452+2*65+2*10+2*220+122 2164mmx=1/2(2164+1452) mm=1808mmaM s 22 梯子间的布置及其结构尺寸：H-J式中：M从4号罐梁中心线起6号罐梁的长度，mm600梯子孔宽度，m

7、ms梯子孔边至4号罐梁的板壁厚度，梯子间取s=71mm4mm；根据28a号工字钢，取 =122mmaa22N6号罐梁到井筒中心线的距离，mmJ5号罐梁到井筒中心线的距离，mm；一般取400mmH56号罐梁中心线之间的距离，mm;梯子孔前后长度不得小于700mm,梯子梁宽度一般为100mm.故: H=2*(700+100)mm=1600mmM600+600+71+122/2 1332mmN=1600-400=1200MM6用解析法确定井筒直径由各部件的平面几何关系，建立方程，求Re1b(M Be) N R02222 211x ( Be) (RD )22222式中： B箕斗的长度，mm; 根据型号

8、，取B=1236mme箕斗中心线到井筒中心线的距离，mm箕斗最突出部分距罐道梁边的安全距离，mm；取 11150mm200mm箕斗最突出部分与井壁间的安全距离， mm;取 22R井筒半径，mm;净直径D2R.(1332/2/2) R222则：联立方程代入数据，得 (1236/2) (R222求得：R2200mme=300mm则：直径D=2R=4400mm由井筒净直径小于6.5m。则应按0.5m进级，故D=4.5m3.4风速验算Qv vs0式中： Q通过井筒的风量，m3/s;取 Q80m3/sv井筒内实际风速，m/s井筒内通风有效断面积， ，m;井内设梯子间时，2s0s s A07A梯子间等面积

9、，A可取2.0m2主井井筒允许的最高风速，m/smaxv3.5选择支护方式及支护参数该井筒穿过中等稳定岩层即类围岩，服务年限大于 20年，故采用整体浇注混凝土支护，井壁厚度为300mm3.6计算各部分尺寸把 2条300mm排水管布置在梯子间右侧，管路用 U型螺纹卡固定在罐梁上。 井筒净周长： P=2*3.14*2.25=14.13m井筒净断面积：S 1/4*3.14*4.5 15.9m22211井筒设计掘进断面数：S (DT)20.42m2423.7计算材料消耗（每米井筒）每米井筒的掘进体积：V=S*1=20.42m*1m=20.42m2312每米井筒浇注混凝土消耗材料：V（S-S）*1（20

10、.42-15.9）221*14.52m3每米井筒粉刷面积：Sn=P*1=14.13*1=14.13m2断面面积/ m2净面积 设计掘进 土厚度/m15.9 20.42 300浇注混凝净周长/mIII14.138井筒每米工程量和材料消耗掘进工程量 材料消耗（混凝围岩类别粉刷面积/ m2III20.424.5214.133.8按1:50绘制井筒断面图4 副井4.1选择井筒断面形状服务年20年，选择圆形断面井筒，承受地压性能好，通风阻力小。4.2选择罐道形式及材料罐道采用经久耐用的钢性罐道，采用22号槽钢制成罐道，其长宽220*176mm 28a*280*122mm4.3确定净断面直径（1）3#单

11、层 罐 笼 YJGG 2.2 型 ， 尺 寸 ： 长 *宽=2200mm*1350mm。可乘人数为15人。刚性罐道罐耳长*=200mm*65mm。井筒各构件平面尺寸计算： 梯子间的布置及其结构尺寸（与主井相同）则 M=1332mmN=1200mmJ=400mm9 罐笼布置及其相应尺寸：L m 2hbL m 2hb100200式中：2.3号罐道梁中心线间距离。mm1.2号罐道梁中心线间距离。mmL1L2罐笼两罐道间的间距。 mm一般情况下m0=A+m2c2t0罐笼的宽度，mm 取A=1350mmc罐耳的宽度，mm 取 c=65mm罐道卡与罐耳之间的间距，mm一般取t=10mm。罐道的高度，mm

12、根据所选型号可取 h=220mmb罐梁的宽度，mm 根据28a号工字钢取 b=122mm00故： =1350mm+2*65mm+2*10mm+2*220mm+122mm=2062mmL1= =2062mmL L21用解析法确定井筒直径：由各构件的平面几何关系建立方程，求R ，e(L eM) N R2221(eK) (B/ (R)2221式中： 2号罐道梁到井筒中心线间的距离e罐笼外边缘到2号罐梁中心线的距离K=1350mm+122/2 mm+65mm+10mm=1486mmAb /2ct0罐笼的宽度， B=2200mm。罐笼最突出部分与井壁间的安全距离，mm 取 =200mm1110R井筒半径

13、 ，净直径D=2R。故：(2062e1332) 1200 R222(e1486) (2200/2) (R200)222解 得 ： R=2850mm=520mm则 净 直 径eD=2R=2850mm*2=5700mm=5.7m井筒直径小于6.5m，则应按0.5m进级故：D=6m4.4风速验算vQ/S v0max式中：通过井筒的风量，m3，取 =80m./sQ/sQ3v井筒内实际风速，m/s井筒内通风有效断面积 ， 井筒内设梯子间时，2mS0S S A0梯子间等面积， 取 =2.0AvAm2副井井筒允许的最高风速，m/smax4.5选用支护方式和支护参数该井筒穿过中等稳定岩层即类围岩，服务年限大于

14、20年，故采用整体浇注混凝土支护，井壁厚度为T300mm4.6计算各部分尺寸11 两条供风管，一条 100mm 供水管布置在梯子间右200 U型螺杆卡固定在罐道梁上，2条动力电缆及照明电缆布置在梯子间左侧。通讯电缆布置在右侧管路上方。 井筒净周长， P=2 R 2*3.14*6 /218.84m井筒净断面，S D1 m222井筒设计掘进断面积，S (DT) 2m224.7计算材料消耗（每米井筒）每米井筒掘进体积，V S mmm2312每米井筒浇注混泥土消耗材料，V (S S mmm23221每米井筒粉刷面积，S Pmm2n浇注混凝围岩类别净周长/m净面积III28.2634.1930018.8

15、4井筒每米工程量和材料消耗围岩类 掘进工程量/ 凝土用量）/粉刷面积别/m2m312mIII34.195.9328.26（8）按150绘制井筒断面图4.8按1:50绘制井筒断面图5 石门5.1选择巷道断面形状矿山年产120 20 600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽度在3米以上，穿过稳定性较差岩层，选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆形断面5.2选择巷道净断面尺寸确定巷道净宽度BZK10-600/500电机车宽 =1060 mm ,高 h=1550 mm ,YCC1.2(6)矿A1车宽1050 mm 高 1200 mm。巷道行人宽度c=800mm、非行人巷道一侧宽a=400mm。查表知该巷

16、双轨中线距b=1300 则两电机车之间距离为1300mm-(1060/2+1060/2)mm=240 mm故巷道净宽度：22=3460 mmB a bc )1300(800)11取 B=3500 mm确定巷道拱高h013半圆拱形巷道拱高 =B/2=3500 mm/2=1750mm 。半圆拱半径h0R= =1750 mmh0确定巷道壁高h3按架线式电机车导电弓子要求确定h3h h h (Rn) (K b )2234c1式中 =2000hh44mm ；道床总高度 查表 2.9 选 30kg/m 钢轨 再查表 2.11 得hc=410 道砟高度 =220mmhhcbn 导电弓子距拱壁安全间距取n=3

17、00导电弓子宽度之半，K=718mm/2=359mm取K=360mm轨道中线与巷道中线间距b1=B/2- =3500mm/2-（300+1060/2mm=920 mmba11故mm2h 2000mm410mm (1750300)3(360920)224101729按管道装设要求确定h3Dh h h h R (K m b )222357b2砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取 =1800mmhh55管子悬吊件总高度，取 =900mmhh77导电弓子距管子间距，取 =300mmmm14压气管法兰盘直径，取 =335mmDD轨道中线与巷道中线间距， =B/2- =3500/2-b2bC21（1060/

18、2+800=420 mm3352mmh 1800900220 1750 (360300420)223=2920-1227=1693mm按人行高度要求确定h3h 1800h R(R j)223b式中 j 距壁 j 处的巷道有效高 度不小于 1800mm 。，一般取j=200mmj 100故=1208 mmh 1800mm220mm 17503(1750200)mm22综上计算，确定该巷道壁高 =1730 mm。则巷道高度h3H h h h 1730mm220mm1750mm3260mm3b0确定巷道净断面面积S和净周长P净面积式 中S B(0.39Bh )2 道 碴 面 以 上 巷 道 壁 高

19、，h2h h h 1730mm220mm1510mm23bS=3500(0.39*3500+1510)=10062500 =10.1mm22m2P=2.57B+2 =2.57*3500+2*1510=12015mm=12.0 mh25.3布置巷道内水沟和管线155.4计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积V=S1=12.44m312每米巷道墙脚计算掘进体积V=0.2(T+ )31=0.2(0.1+0.075)=0.04m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗V=1.57(B-T)T1+2hT221311=0.935m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V=0.2T1=0.20.11=0.02m3

20、41每米巷道喷射材料消耗V=V+V=0.935+0.02=0.955m314P 0.5a每米巷道锚杆消耗N 1式 -计算锚杆消耗周长P1P 1.57B 2h 1.57*3.85 2*1.73 9.50m123、 锚杆间距、排距， = =0.8m，a aa a故根N d折合质量为： 14.22L-锚杆深度，L=2m；=56.78kg( ) l22D-锚杆直径，D=18mm； -锚杆材料密度， =7850kg/ ）m3每排锚杆数为0.8=14.22*0.8=11.4根 ,取 11根。每米巷道粉刷面积S 157B 2hn32B B T 3.852*0.1 3.65m32故S=1.57B+2h=1.5

21、73.65+21.51=8.80m2n32165.5按1:50绘制巷道断面图，按1:25绘制水沟断面图5.6施工组织设计1）选择以耙斗式装载机为主的钻眼爆破掘进作业线，用活动错车场调车法进行调车 。装岩时耙斗式装载机安置在对称浮放道岔的端部，距离工作面6-10m。采用1台2.5t电机车，对称浮放道岔调车，2台 5t蓄电池机车运输，轨道铺设与打眼平行作业。火工器材选择：选用直径 32mm，质量 150g 2号煤矿铵梯炸药药卷；起爆电雷管采用8130ms延迟的毫秒电雷管；采用矿用防爆型电容式发爆器，用串联方式起爆。炮孔布置：和帮眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上，并且稍向轮廓线外

22、偏斜，一般不超过100mm。光面爆破周边眼间距与其最小抵抗线存在着以下关系：K=E/W式中： K炮眼密集系数，一般为0.81.0，取 K=0.8周边眼间距，一般取 400600mm，由巷道通过 IV类围岩，取 E=500mm最小抵抗线。故： W=E/K=500mm/0.8=625mm辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其间距取 700mm，炮眼17方向一般垂直于工作面，装药长度系数为0.5。光面爆破的周边眼爆破参数炮眼炮眼装药量/kg/m）稳定性较差岩层5000.15控制光爆层的辅助眼和周边眼（顶，帮）的每眼装药数量的比例大致为 4:3:2:1 装药结构与起爆顺序掏槽眼和辅助眼采用反向装药方

23、式；周边眼采用单段空气柱式装药结构；炮眼的填塞，装药之前必须吹洗炮眼，将眼中的岩粉和水吹洗干净。起爆顺序：应按掏槽眼辅助眼帮眼顶眼底眼的顺序先后起爆。 电爆网路计算i=I=U / (R +nr）i线准I- 网络总电流i-通过每个电雷管的电流A起爆电源电压V取V=900v18R -网络主线电阻 考虑爆破作业安全线规程规定距离不小于150m时取R =7.00.15=1.1线串联电雷管个数取n=46每个电雷管的全电阻取r=4欧I式要求通过每个电雷管的准爆电流按准爆破作业安全规程规定取I =2.5A准（46*4+1.1=4.86A2.5A 编制爆破作业图爆破原始条件总装药量（2号煤矿铵梯炸药）/kg2

24、.6/2.4装药量及起爆顺序装药量眼眼 眼 眼起 联 装19爆顺 线 药卷 质 卷 质 序 方 结式 构1.0I7-200.75连续串 反0.30II 联 向I装药0.304321- 底312.40.75V眼55.7 管理制度掘进队的管理制度：为了充分利用工时，提高施工速度和质量，做20劳动组织外，还要加强施工管理工作。为了充分发挥掘进队的设备、的各项管理制度。1) 工种岗位责任制。工种岗位责任制要求人员固定、岗位固定、任务固定、设备固定、完成时间固定。其特点是任务到组、固定岗位、责任到人，根据井巷施工特点及工作性质，将每个小班的人员划分成若干作业组，每个小组或个人按照循环图表规定的时间，使用固定的工具或设备，在各自岗位上保质保量地完成任务。掘进工作面的岗位责任制可以参考表7.3。2) 技术交底制。工程开工前应由工程技术人员就施工组织设计（或作业规程、施工技术、安全措施等）进行技术交底，从而使每个职工对自己所施工巷道的性质、用途、规格质量要求、施工方案、施工设备及安全措施等有比较全面的了解。3) 班组进度、工程量、正规循环作业完成情况等原始记录资料；对做取样试验，关有试压证明