新疆工程学院井巷工程设计(正式版)

井巷工程课程设计课程设计说明书题目名称：巷道断面和交岔点设计系部：安全工程系专业班级：矿井通风与安全学生姓名：段誉学号：2012231192指导教师：张崇礼完成日期：2013年1月2日井巷工程课程设计新疆工程学院课程设计评定意见设计题目单轨单侧断面分岔点课程设计系部____安全工程系___专业班级矿井通风与安全12-8学生姓名段誉学生学号2012231192评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日井巷工程课程设计评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2、学生的勤勉态度。3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。井巷工程课程设计摘要本设计围绕地质资料、地层构造，对以完工运输大巷进行设计与施工。使具有更强的实用性、经济安全性，延长其使用寿命、加大其更人性化的服务性。本巷道处于围岩性能相对稳定的岩层，在第一章选用半圆拱形，单轨单侧巷道，结合矿车型号合理布置各类管线、通风管及水沟。首先选择巷道断面形状。确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面的施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。，第二章根据第一章断面数据与结构设计了交岔点；施工过程中严格围绕安全、经济、人性化等进行施工管理，是整个施工安全稳定的顺利完成，并达到设计要求。通过设计，使运输大巷具有更合理的经济优越性，合理的服务性，对提高采煤工作效率有一定的提高和优化。关键词：半圆拱形单轨单侧巷道断面分叉点井巷工程课程设计新疆工程学院安全工程系(部)课程设计任务书13/14学年上学期2013年12月28日专业矿井通风班级12-8班课程名称井巷课程设计设计题目巷道断面和交岔点课程设计指导教师起止时间2013.12.28-2013.1.2周数1设计地点校内设计目的：本课程设计“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。设计原因：巷道是井下生产的动脉，巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸和掘进断面尺寸，其合理与否，直接影响到煤矿生产的安全和经济效益。设计原则：在满足煤矿安全、生产和施工等方面技术要求的前提下，最大限度地提高断面利用率，缩小断面、降低造价，有利于加快施工速度，以获得最佳的经济效益。设计内容和步骤：首先选择巷道断面形状。确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面的施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。教研室主任（签名）系（部）主任（签名）井巷工程课程设计目录第一部分:巷道断面设计（一）确定巷道断面形状……………………………………………………………1（二）确定巷道断面的尺寸…………………………………………………………11、计算巷道净宽度…………………………………………………………22、计算巷道拱…………………………………………………………23、计算巷道壁高…………………………………………………………24、计算巷道净断面面积S和净周长P…………………………………55、用风速校核巷道净断面面积…………………………………………56、选择支护参数…………………………………………………………67、选择道床参数…………………………………………………………68、计算巷道掘进断面尺寸……………………………………………………6（三）布置巷道内水沟和管线………………………………………………………71、巷道内水沟的布置…………………………………………………72、管线布置……………………………………………………………73、管线布置要求如下要求………………………………………………74、电缆布置一般有如下要求……………………………………………………8（四）计算巷道掘进工程量和材料消量…………………………………………8（五）绘制巷道断面施工图………………………………………………………9第二部分：交岔点设计（一）选定基本数据………………………………………………………11（二）平面交岔点尺寸的计算…………………………………………11（三）交岔点断面尺寸计算………………………………………………………12井巷工程课程设计（四）工程量及材料消耗量计算………………………………………………13（五）绘制交岔点施工图………………………………………………………18参考文献…………………………………………………………………………21井巷工程课程设计１第一部分：巷道断面设计某煤矿年设计能力90万t，为低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为320m³∕h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的涌水量为160m³∕h，采用ZK10-9/550型架线电机车3t矿车运输运。该大巷穿过的岩层为中等稳定，岩石的坚固系数ƒ=4～6，大巷需通过的风量为30m³∕ｓ。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管，试设计该运输大巷直线段的断面。（一）确定巷道断面形状根据设计要求和《煤矿安全规程》规定，设计巷道要满足安全和生产要求所以本设计，年产90万t矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限20年以上，采用900mm轨轨运输大巷，其净宽应在3m以上，且穿过中等稳定岩层，采用料石砌碹支护，半圆拱形断面。（二）确定巷道断面的尺寸1、计算巷道净宽度B表1.2.1几种常用运输设备的宽度和高度mm运输设备类型宽度高度ｈ运输设备类型宽度A1高度ｈZk／250架线式电机车106013601500XB8-6／110A蓄电池电机车10541550ZK14－9／550架线式电机车133516001t固定式矿车8801150ZK10－／550－7C架线式电机车1050135016001.5t固定式矿车105011503t底卸式矿车12001400XK2.5－6／48A蓄电池电机车9201550TD75固定式输送机15151200SPJ－800吊挂式输送机1200900井巷工程课程设计２根据表6-1可知，由于本设计采用的是ZK10-9/550型架线电电机车，所以巷道设计要求的如下基本数据：宽1A=1360mm，高h=1550mm；3t矿车宽1200mm，高1400mm。取巷道人行道宽c=840mm，非人行道一侧宽第一断面a=400mm，第二断面a=300mm，第三断面a=500m。第一断面巷道净宽度：mmcaB2600840/21360/21360400111第二断面巷道净宽度：222caBmm2500840/21360/21360300第三断面巷道净宽度：B3=mmcaB2700840/21360/213605003332、计算巷道拱h。第一主巷断面巷道拱高h。=B/2=2600/2=1300mm，其半径R=h。=1300mm。第二支巷断面巷道拱高h。=B/2=2500/2=1250mm，其半径R=h。=1250mm。第三支巷断面巷道拱高h。=B/2=2700/2=1350mm，其半径R=h。=1350mm。3、计算巷道壁高h3①按架线电机车导电弓子计算21243-bKnRhhhc（式1.2.3）式中hb—轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》规定，h4=2000mm；ch—道床总高度。根据表6-6选24kg/m钢轨,又根据表6-7得mmhc360，道喳高度mmhb200；n—导电弓子距拱璧的安全距离，取n=300mm；K—导电弓子宽度之半，K=718/2=359mm,取K=360mm；1b—轨道中线与巷道中线的距离，mm2201080-/22600a-/211Bb第一断面：abB112=2600/2-1080=220mm。h32000+360-)220360(300-1300221545mm井巷工程课程设计３第二断面：abB112=2500/2-980=270mh32000+360-)270360(300-125022=1649mm第三断面：abB1222700/2-1180=170mh32000+360-)170360(300-135022=1453mm②按管道装设计算h3，即：)2/2/(21122753bDmARhhhhb（式1.2.3）式中h5—碴面至管子底高度，按《煤矿安全规程》规定取h5=1800mm；h7—管子悬吊件总高度，取h7=900mm；m—电机车距管子，取m=300mm；D--压气管法兰盘直径，D=335mmhb—根据表6-7得道碴高度hb=200mm；b2—轨道中线与巷道中线距离；第一主巷道断面：aBb-22=2600/2-1080=220mm。h31800+900+200-)2202/335300360(130022=1600.5mm第二支巷断面：a22Bb=2500/2-980=270mmh31800+900+200-)2702/335300360(125022=2301.6mm第三支巷断面：CbB122=2700/2-1180=170mmh31800+900+200-)1702/335300360(135022=1900mm③按人行高度计算h3即：2231800jRRhhb式中j一距巷道璧的距离，距璧j处巷道有效高度不小于1800mm，井巷工程课程设计４j100mm，一般取j=200mm。第一主巷道：h31800+200-mm200-13001300221307mm第二支巷道：h31800+200-mm200-12501250221321mm第三支巷道：h31800+200-mm200-13501350221292.8mm根据上述计算，按管道要求且考虑一定富余量，确定巷道壁高h31800mm故巷道壁高:第一断面：H=)(03Rhhhb1800-200+1300=2900。第二断面：H=)(03Rhhhb1800-200+1250=2850mm第三断面：H=)(03Rhhhb1800-200+1350=2950mm综上计算：因三断面巷道高相差不大，故取三断面巷道高都为H=3000mm4、计算巷道净断面面积S和净周长P（根据《井巷工程》表6-12）S=B(0.39B+h2)（式1.2.4）式中h2—道碴面以上巷道璧高h2=hhb31800-200=1600mm第一断面：S=2600×（0.39×2600+1600）=6.79㎡P=2.57B+2h2=2.57×2600+2×1600=9.88m第二断面：S=2500×（0.39×2500+1600）=6.43㎡P=2.57×2500+2×1600=9.62m第三断面：S=2700×（0.39×2700+1600）=7.16㎡P=2.57×2700+2×1600=10.13m5、风速校核巷道净断面面积巷道的通风量是根据矿井生产通风网络计算而得，通风量确定后，断面越小风速越大。风速大，即会扬起岩粉煤尘，损害工人身体健康，影响工作效率，又会引起瓦斯煤尘爆炸事故。《煤矿安全规程》规定的巷道允许最高风速如表6-4井巷工程课程设计５所列。但是，按《煤矿工业设计规范》规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于6m/s，以满足矿井增产和经济风速的要求。所以设计的巷道净断面，必须进行风速验算，即V=Q/SVmax（式1.2.5）V—通过巷道的风速，m/sQ—设计要求通过巷道的通风量，m3/sS—巷道的净断面面积，㎡Vmax—巷道允许通过的最大风速m/s根据煤矿最大风量表可知Vmax=8m/s，我们可以根据本矿要求的最大风量和巷道断面求出