4、巷道断面设计

1巷道断面设计某煤矿，年产设计能力为60万t，矿井属低瓦斯矿井，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流水量为160m3/h，采用ZK10－6/250架线式电机车牵引1.5t矿车运输。该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=4～6，大巷需通过的风量为28m3/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。试设计运输大巷直线段的断面。2年产60万t矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用高中强度螺纹钢锚杆、锚索和喷射混凝土支护，巷道断面为半圆拱形。一、选择巷道断面形状3查表3-1知ZK10－6/250电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。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。又查表3-2知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间距离为：1300－（1060/2+1060/2）=240mm故巷道净宽度:B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=930+1300+1370=3600mm二、确定断面尺寸1.确定巷道净宽度B2.确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=3600/2=1800mm。半圆拱半径R=1800mm4二、确定断面尺寸2.确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=3600/2=1800mm。半圆拱半径R=1800mm5（1）按架线电机车导电弓子要求确定h3由表3-3中半圆拱形巷道拱高公式得式中：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3-5选24kg/m钢轨，再查表3-7得hc=360mm，道碴高度hb=200mm；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=3600/2－930=870mm。故mm212c43)b(Kn)(Rhhh1502)870360()3001800(3602000223h3.确定巷道壁高h36（2）按管道装设要求确定h3式中：h5——渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取1800mm；h7——管子悬吊件总高度，取900mm；m——导电弓子距管子间距，取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=3600/2－1370=430mm。故mm222753)2/(bDmKRhhhhb1613)4302/335300360(18002009001800223h7（3）按人行高度要求确定h3式中：j——距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j≥100mm，一般取j=100mm。故mm。综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3=1800mm。则巷道净高度H=h3－hb+h0=1800－200+1800=3400mm。223)(1800jRRhhb1175)2001800(18002001800223h8由表3-8得净断面积式中h2—道碴面以上巷道壁高，h2=h3－hb=1800－200=1600mm故=10.8m2净周长P=2.57B+2h2=2.57×3600+2×1600=12500mm=12.5m)39.0(2hBBS10814400)1600360039.0(3600S4.确定巷道净断面积S和净周长P95.用风速校核巷道净断面积查表3-4，知vmax=8m/s；《煤炭工业设计规范》vmax=6m/s，取vmax=6m/s。已知通过大巷风量Q=28m3/s，代入式（3-9）得m/s设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。8656.28.1028SQv10本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限大于10年等条件，查表5-15得锚喷支护参数：锚杆长l.8m，间距a=0.78≈0.8m，排距a’=0.8m，锚杆直径d=18mm，喷射混凝土层厚T1=100mm。锚杆外露长度T2=50mm.故支护厚度T=T1=100mm。6.选择支护参数117.选择道床多数根据本巷道通过的运输设备，已选用24kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为360和200mm，道渣面至轨面高度ha=hc－hb=360－200=160mm。来用钢筋混凝土轨枕。12由表3-8计算公式得：巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3600+2×100=3800mm巷道计算掘进宽度B2=B1+2δ=3800+2×75=3950mm巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3400+200+100=3700mm巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3700+75=3775mm巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=3800（0.39×3800+1800）=12471600mm2取S1=12.5m2巷道计算掘进断面积S2=B2（0.39B2+h3）=3950（0.39×3950+1800）=13194075mm2取S2=13.2m28.确定巷道掘进断面尺寸13已知通过本巷道的水量为160m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查表3-11得：水沟深400mm、水沟宽400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。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。三、布置巷道内水沟和管线14由表3-8计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=13.2×1=13.2m3每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2（T+δ）×1=0.2（0.1+0.075）×1=0.04m3四、计算巷道掘进工程量及材料消耗量15每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2－T1）T1+2h3T1]×1=[1.57（3.95－0.10）0.10+2×1.80×0.10]×1=0.96m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.10×1=0.02m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m3每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）式中——计算锚杆消耗周长=1.57B2=1.57×3.95=6.2ma、a’——锚杆间距、排距，a=a’=0.8m，故，取为4故根aaPN1)2/(211P875.38.022.621aP3.118.0142N1P16折合重量为：kg式中l——锚杆深度，l=1.8m；d——锚杆直径，d=18mm；ρ——锚杆材料密度，ρ=7850kg/m3。每排锚杆数为：N’×0.8=11.3×0.8≈9根每米巷道锚杆孔注砂浆消耗式中Sk、Sm——分别为锚杆孔和锚杆的断面积则m2每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2式中B3=B2－2T=3.95－2×0.10=3.75m故Sn=1.57×3.75+2×1.60=9.1m274.41]7850)2018.0(14.380.1[3.11])2([3.1122dl)(0mkSSlNV023.0)018.0042.0(4114.38.13.11)(220mkSSlNV17根据以上计算结果，按1︰50比例绘制出巷道断面图（图3－8），并附上工程量及材秒消耗量表3－12及表3－13。这些施工图表发至施工单位、作为指导施工的设计依据。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量181920六掘进爆破安全技术措施1、爆破工作必须由专职放炮员担任，放炮员必须持证上岗，放炮员、瓦斯检验工、班长必须严格招执行好“三人联锁”放炮和“一炮三检”制度。2、放炮员必须将火药、雷管分开分别放到专用箱内，并加锁，钥匙由放炮员管理。3、必须使用取得产品合格证书的煤矿许用火工品，使用毫秒电雷管时，最后一段延期时间≤30ms，总延期时间≯130ms。4、装配引药时必须在顶板、支架完好处，避开电缆、电气设备进行，严禁坐在药箱上装配引药、装配数量以当时需要为限，随用随装配，底眼滞后起爆。215、电雷管必须全部插入药卷内，只允许由药卷顶部插入，严禁将电雷管斜插入药卷中部或捆在药卷上，雷管腿线末端必须扭结在一块并缠在药卷上。6、装药方式采用正向装药、串联爆破。联线、爆破由放炮员一人担任，严禁多人联合作业，爆破钥匙由放炮员随身携带，不得转借他人。7、爆破前，必须将工作面迎头工具、电缆、管线设备及设施保护好或移出迎头至安全地点，以防损坏。8、爆破前，必须由队、班长派专人到所有可能进入爆破区域或预透口的通道口进行警戒，并提前与爆破员联系好撤岗信号，未得放炮员允许或准确信号，任何人不得擅自撤岗。警戒人员必须在有掩护的安全地点警戒，并设好警戒绳、警戒牌、栏杆等标志。躲炮距离岩巷为100m、煤巷直巷为75m、有拐弯道为55m，迎头到拐弯处大于55m小于75m，人员一律躲炮到拐弯巷道内。229、爆破前，放炮员检查联线无误后，最后离开爆破地点到有掩护的地点爆破。10、爆破前，班长必须清点人数，确认无误方可下令爆破，放炮员接到爆破命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5S后，才能启动爆破器爆破。11、爆破15分钟后，只有当工作面炮烟被吹散时，首先由班长及放炮员及兼职瓦斯员入内巡视爆破地点，观察顶板、支架情况及爆破效果，检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮情况，如有危险、异常情况必须立即处理。如均无异常，其它人员方可进入工作面作业。处理瞎炮、残炮必须按照《煤矿安全规程》第315条严格执行。即：处理拒爆，残爆时，必须在班组长指导下进行，并应在当班处理完毕。如当班未能处理完毕，当班爆破工必须现场向下一班爆破工交接清楚。处理拒爆，残爆时，必须遵守下列规定：1)、由于连线不良造成的拒爆，可重新连线起爆。2)、在距拒爆眼0.3m外另打与拒爆眼平行的新炮眼，重新装药起爆。3)、严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管。不论有无残余炸药，严禁将炮眼残底继续加深。严禁用打眼的方法往外掏药。严禁用压风吹拒爆，残爆炮眼。4)、处理拒爆，残爆的炮眼爆炸后，爆破工必须详细检查炸落的煤，碎石，收集未爆的电雷管。5)、处理拒爆，残爆前，严禁在该地点处理与工作无关的工作。2312、爆破母线和连按线必须相互扭结并悬空，不得同轨道、金属管、钢丝绳、刮板输送机等异体相接触，爆破母线同电缆应挂在巷道两侧。如必须挂在同侧，爆破母线应挂在电缆线下方相距300mm以上距离的位置。13、只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用轨道、金属管、大地、水等当作回路。14、爆破母线沿帮挂设，不得拖地，不得与风、水管挂在同侧，若必须挂在同侧，应挂到水管上方。放过炮后，母线应及时回收。15、如需浅眼爆破时则要有区队制定出专项措施。