设计目的井巷课程设计

设计目的：设计意义：设计依据：设计内容;一、 选择巷道断面形状年产600万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用900mm轨距双轨运输大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，圆弧拱形断面。二、 确定巷道净断面尺寸1、确定巷道净宽度B查表2.2知ZK14-9/550架线式电机车宽A1=1335mm、高h=1550mm,3t矿车宽高 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。查表2.3知该巷双轨中线距b=1600，则两电机车之间距离为 1600mm-（1335/2+1335/2）mm=265mm故巷道净宽为:B=a1+b+c1=400+1335/2+1600+1335/2+840=4170mm2、确定巷道拱高h0圆弧拱形巷道拱高：h0=B/3=4170/3=1390mm3、确定巷道壁高h3(1)按架线式电机车导电弓子确定h3由表2.5中圆弧拱形巷道壁高公式得：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2.9选用30kg/m钢轨，在查表2.11得hc=410mm，道渣高度hb=220mm；n导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；K导电弓子宽度之半,K=718/2=359，取K=360mm；b1轨道中线与巷道中线间距b1=B/2-a1=4170/2-1065=1020(2)按管道装设要求确定式中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h7900mm; m导电弓子距管子间距，取m=300mm； D压气管法兰盘直径，D=335mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-C1=4170/2- (1335/2+840)=580故h3=2230(3)按人行高度要求确定式中j-距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm，一般取j=200mm。故得h3=1931mm综上计算，并考虑一定的余量,确定本巷道壁高为h3=2230mm。则巷道高度H=h3-hb+h0=2230-220+1390=3400mm4、确定巷道净断面积S和净周长P由表2.7得净断面积S=B(0.24B+h2) 式中 h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2230-220=2010mm则S=4170(0.244170+2010)=11.8m 净周长P=2.27B+2h2=2.274170+22010=13.1m 5、用风速校核巷道净断面积 查表3.8知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量最大值Q=78m/s代入式得；V=Q/S=78/11.8=6.5m/s8m/s设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。6、选择支护参数 采用锚喷支护，根据巷道净宽4.170m、穿过中等稳定岩层、服务年限为25年以上等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为=18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，锚固力80kN。锚杆长度2.0m,成方形布置，其间排距0.80m0.80m，托板为8mm厚150mm150mm的方形钢板。混凝土层厚T1=100mm，分两次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度T=T1=100mm。7、选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已选30kg/m钢轨，其道床参数hc，hb分别是410mm和220mm，道蹅面至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190mm。采用钢筋混凝土轨枕。8、确定巷道掘进断面尺寸由表2.6计算公式得：巷道设计掘进宽度： B1=B+2T=4170+200=4370mm巷道计算掘进宽度： B2=B1+2=4370+150=4520mm巷道设计掘进高度： H1=H+hb+T=3400+220+100=3720mm巷道计算掘进高度： H2=H1+=3720+75=3795mm巷道设计掘进断面面积:S1=0.24B+1.27BT+1.57T+B1h3=13.7m巷道计算掘进断面面积:S2=0.24B+1.27BT+1.57T+0.24T+0.1B+0.01+B2h3 =13.9m三、布置巷道内水沟和管线。已知通过巷道的水量为280m/s，现采用水沟坡度为0.5%，查表2.12得水沟深度为450mm，水沟宽度为500mm，净面积为0.225m，掘进断面面积为0.272m。，每米水沟盖板用钢筋2.036kg、混凝土0.0323m，水沟用混凝土0.152m。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量。有表2.7计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积：V1=S21=13.9m;每米巷道墙与拱喷射材料消耗：V2=(1.27B+1.57T+0.24)T1+2h3T1=0.96m;每米巷道墙角喷射材料消耗：V4=0.2T1=0.02m;每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）：V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m;每米巷道锚杆消耗：N=;式中 P1计算锚杆消耗周长，P1=1.27B=3.14T+0.24+2h3=9.7m; a,a锚杆间、排距，a=a=0.8m；故 N=14.53根折合重量为：14.53l（）=14.532.03.140.0097850=58.02kg式中 l锚杆长度，l=2.0m; d锚杆直径，d=18mm; 锚杆材料密度，=7850kg/m每排锚杆数为：N0.8=14.530.8=11.62根12根每米巷道粉刷面积：Sn=1.27B3+2h2+0.24式中B3计算净宽，B3=B2-2T=4520-200=4320mm故Sn=1.274320+21830+0.24=9.14664五、 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。围岩类别断面面积/设计掘金尺寸/mm喷射厚度/mm 锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进宽高型式排列方式间排距锚杆长直径11.813.743703720100螺纹钢树脂锚杆方形80020001813.1围岩类型计算掘进工程量/m锚杆数量/根 材料消耗粉刷面积/巷道墙角喷射材料/m 锚杆钢筋/千克树脂药卷/个13.90.3514.530.9658.0229.069.14664六. 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。爆破参数的确定。目前国内岩石巷道掘进多用32mm、35mm两种药卷，以炮眼直径一般比药卷直径大6-8mm为宜，所以目前的炮眼直径多采用40-42mm。炮眼深度l式中L-炮眼深度；L-计划月进度；N-每月实际用于掘进天数；K-正规循环率；N-每日完成掘进循环数；-炮眼利用率；一般不超过4m，以1.8-2.5m为宜，为了提高炮眼利用率，掏槽眼必须比其他炮眼深200-300mm。故选用2.2m炮眼。炮眼数目。式中N炮眼总数，个；q单位炸药消耗量，/m；S巷道断面积，；m每个要卷的长度，m；炮眼利用率，%；a炮眼平均装药系数，一般取0.5-0.6；P每个药卷的质量，。炸药消耗量。式中q炸药消耗量，/m；Q一次爆破所需炸药总量，；V一次爆破下的实体岩石总体积，m。查表可得q=0.92/m名称数量名称数量巷道的掘进断面/13.9炮眼数目/个72岩石的坚固系数f4-6雷管数目/个71炮眼深度/m2.2总装药量（2号岩石硝铵炸药）58.02 装药量及其爆破顺序眼号眼名眼数/个眼深/m 装药量起爆顺序连线方式装药结构单孔小计卷数/个质量/卷数/个质量/1空眼12.3串联连续反向装药27掏槽眼62.3101.50609.00817一圈辅助眼102.281.208012.001835二圈辅助眼182.281.2014421.6049517072帮眼62.250.75304.505269顶眼182.250.759013.53648底眼132.281.2010415.6 预期爆破效果名称数量名称数量煤眼利用率/%91每米巷道炸药消耗量/kg15.3每循环工作面进尺/m2.0每循环炮眼总长度/m138.5每循环爆破实体岩石/m22.5每立方米岩体消耗雷管量/个2.5炸药消耗量/Kg/m1.5每米巷道消耗雷管量/个20