攀枝花学院井巷工程设计指导书

井巷课程设计1攀枝花学院采矿工程专业井巷工程设计说明书学生姓名：石楚洪班级：2011级采矿工程学号：201110605023指导教师：黄毅二〇一三年九月井巷课程设计2设计成绩与评语设计者姓名石楚洪学号201110605023专业班级2011级采矿工程班设计评语：设计成绩指导教师井巷课程设计3[设计题目]云南某矿中段运输巷道，设计年通过能力为90万吨，中央分列式通风。通过该该巷道的涌水量为160m3/h，通过风量为40m3/S,采用ZK14-7/550架线式电机车牵引1吨矿车运输，该大巷穿过岩层以细砂岩、粉砂岩为主，岩层中等稳定，岩石坚固性系数f=4～6，岩层内水文地质简单，有少量节理裂隙水，对巷道施工有一定影响，现场实测围岩松动圈为0.8m。巷道内设两条动力电缆、三条通讯及照明电缆，敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管,该巷道主要用于通风、出矿、排水、行人，请对该巷道进行断面设计，并计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，绘制巷道断面施工图。[设计要求]1、必须以认真的态度，独立完成。2、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。3、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。4、各项技术措施要切合实际，具有针对性。5、设计报告采用A4纸型打印，装订整齐。【注意】：序号尾数为单号的同学请设计成半圆拱形，涌水量160m3/h,通过风量40m3/s；双号的同学请设计成圆弧拱形,涌水量200m3/h,通过风量35m3/s。井巷课程设计4序号01020304050607080910111213机车ZK7-6/250ZK7-7/550ZK10-7/550ZK14-7/250ZK矿车3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t序号14151617181920212223242526机车14-9/250ZK10-6/250ZK14-7/550ZK14-7/550XK8－6/矿车1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t序号27282930313233343536373839机车100XK8－9/132AZK7-6/550ZK14-7/550ZK10-6/250矿车1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t3t1.5t1t序号404142机车ZK10-6/550矿车3t1.5t1t井巷课程设计5一、巷道断面设计依据《采矿手册》（井巷工程卷）、《井巷工程》，国家有关矿山建设、生产、安全的规定。二、巷道断面设计应满足的条件1、保证人员通行安全。2、按照通过的运输设备等技术要求和《规程》的有关规定铺设轨道，以保证通过的运输设备安全运行，并合理地布置通过巷道断面的管路及电缆等。3、巷道断面通过最大风量时，不得超过《规程》规定的最高风速。4、按通过的水量大小，合理设置水沟。5、巷道断面不得小于《规程》规定的最小净断面和最小净高度。6、满足其它要求，如在巷道一侧堆放坑木、材料或安装其它设备等。三、巷道断面形状选择考虑的主要因素1、应综合考虑巷道围岩的性质，矿压的大小和方向；2、巷道的服务年限、用途及位置；3、巷道的支护方式和支架材料。在一般情况下，根据前两个因素决定支护方式和支架材料，再根据充分发挥其力学性能的原则，确定巷道的断面形状。四、巷道断面尺寸确定的相关规定巷道断面尺寸应根据巷道内运行车辆或设置其它运输设备的最井巷课程设计6大轮廓尺寸以及架设管线、行人、设备的运送、安装、检修和施工要求等因素，按要求计算机其净断面积。计算出的巷道净断面积必须按照《规程》的规定，进行风速验算。各种用途巷道的容许风速井巷名称容许风速/m·s-1井巷名称容许风速/m·s-1最低最高最低最高风桥主要进、回风巷架线电机车巷道运输机巷，采区进、回风巷——1.00.2510886采掘工作面无提升设备的风井、井筒专为升降物料的井筒升降人员及物料的井筒0.25———415128风速按下式验算：V=Q/S静V≤Vm式中V——巷道中的风速，m/s；Q——通过巷道的风量，m3/s；S静——巷道净断面积，m2；Vm——《规程》规定的巷道容许风速，m/s。如果设计出的巷道净断面积不能满足通风要求，则应重新调整巷道的净断面积尺寸。巷道净断面确定后，还应进行支护参数的设计，选择道床参数，确定水沟和管线的布置，计算巷道掘进工程量及材料消耗量。最后，应根据设计结果编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量及材料消耗量表，并按1:50的比例尺绘制巷道断面施工图。井巷课程设计7五、巷道断面设计的内容和步骤（一）选择巷道断面形状半圆形（二）确定巷道断面尺寸1、巷道净宽度B0根据该矿车年产能力为90万吨，查表可知该矿应选用的电机车为ZK14-7/550型架线式电机车，轨距为762mm；选用YGC2(9)固定矿车。运输设备最大宽度(矿车）b=1200mm，两条线路中心距取电机车与矿车的最大值F=1600mm,则运输设备之间的间隙为：m=1600-（1200/2+1200/2)=400mm取运输设备到支架间隙b1=300mm，人行道宽度为b2=800mm，此时巷道B0为：B0=2b+m+b1+b2=2×1200+400+300+800=3900mm2、巷道拱高f0f0=B0/2=3900/2=1950mm3、巷道壁高h3（1）按架线电机车导电弓子要求确定架线式电机车导电弓子顶端两切线的交点与巷道拱璧间的安全距离不小于250mm。h3半圆=H1+H6-22)()250(ZKRh3半圆=H1+H6-22)()250(ZKR=2200-409.3=1790.7mm井巷课程设计8H1——轨道面到导电弓子的高度，取1800mm；h6—巷道底板至轨面高度，根据工程手册查取400mm；K——电机车导电弓子宽度一半，取400mm；Z——轨道中心线至巷道中心线距，Z=B0/2-300-400=1250mm（2）按管道装设要求确定：①按导电弓子距管子距离的要求：h3≥h5+h7+hb-222)2/(bDmKRh3≥1800+900+250-1281.6=1668.4mm②按电机车距管子距离要求：h3≥h5+h7+hb-22112)2/2/(bDmARh3≥1800+900+250-1179.2=1770.8mm（3）按行人要求确定巷道墙高应保证行人避车靠壁站立时，距壁100mm处的巷道有效净高不小于1900mm。h3半=1800+h5-22-R（R-100）h3半=1800+250-632.5=1417.5mm综上计算，并考虑一定的余量，取巷道墙高为1800mm，巷道高度为H=1800-250+1800=3350mm。4、确定巷道净断面积S：S半=B0（0.39B0+h2）S半=3900×（0.39×3900+1800-250）≈11.98m25、用风速校核巷道净断面积井巷课程设计9V=Q/SV=40/11.98=3.34m/s0.25m/s3.34m/s6m/s（经验算合格）6、确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度：B1=B0+2T=3900+2×100=4100mm巷道计算掘进宽度：B2=B1+2δ=4100+2×50=4200mm巷道计算净宽度：B3=B2－2T=4200-2×100=4000mm巷道设计掘进高度：H1=h3+f0+T=1800+1950+100=3850mm巷道计算掘进高度H2=H1+δH2=H1+δ=3850+50=3900mm巷道设计掘进断面积：S1半=B1（0.39B1+h3）=4100(0.39×4100+1800)=13.94m2巷道计算掘进断面积：S2半=B2（0.39B2+h3）=4200(0.39×4200+1800)=14.44m2（三）水沟及管线布置水沟坡度：5‰井巷课程设计10水沟尺寸：根据巷道的涌水量为160m3/h，水沟用混凝土砌碹。查表可得，水沟上宽330mm，下宽280mm，深度为250mm，净断面积0.078m2工程量的选择:净断面积S=21bbh=0.076m2有效面S/=0.75S=0.057m2管线布置方式:供水管布置在人行道侧，距道渣面1900mm以上，用锚杆悬挂；压风管与供水管平行布置，切位于供水管之上。动力线布置在非行人道一侧，通讯、照明电缆布置于人行道一侧便于维修，距离供水管300mm，电缆用电缆架悬挂。（四）巷道掘进工程量及材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积：V1=S2×1=14.77×1=14.77m3每米巷道墙脚计算掘进体积:V3=0.2（T+δ）×1000=0.2(0.1+0.075)×1=0.035m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗:V2=[1.57(B2-T1)T1+2h3T×1=[1.57(4.2-0.1)0.1+2×1.8×0.1]=1.0037m3每米巷道墙脚喷射材料消耗:V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）V=V2+V4=1.0037+0.02=1.0237m3每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）井巷课程设计11'1''1)2/(2MMPN（根）式中，P1为锚杆消耗周长，P1=1.57B2=1.57×4.2=6.594m；M、M1为锚杆间距，取0.8m。带入数据解得N/=11.7根每排锚杆数：N=0.8'N（根）N=0.8×11.7=9.36根，取10根每米巷道锚杆注孔砂浆消耗：V0=NLSa式中，L为锚杆锚深，L=KL2+L1+T2，K为考虑软弱岩层变化的安全性系数，一般取2，L1为锚杆锚入稳定岩层的深度，一般取0.25-0.3m，这里取0.3m，L2为松动圈厚度。带入数据解出L=2m。Sa为锚杆孔面积，查采矿手册，选择M-1型树脂锚杆，孔径为42mm，面积为Sa=0.001385㎡。解出V0=0.0277m³。每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2=1.57×4+2×(h3-h5)=6.28+2×(1.8-0.25)=9.38m2（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及材料消耗表。井巷课程设计12绘制巷道断面施工图:井巷课程设计13巷道特征表:运输大巷特征表1-1运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类别断面面积/m^2设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进宽高型式外露长度排列方式间、排距锚杆长直径Ⅲ11.9813.9441003850100快硬水泥100梅花形80014003713.6井巷课程设计14表1-2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/m^2巷道墙脚锚喷射材/m^3锚杆快硬水泥/kgⅢ14.770.035101.00373.219.38