(完整word版)巷道断面设计与施工(课程设计)(word文档良心出品)

巷道断面设计与施工目录一、设计依据二、巷道断面设计1、巷道断面形状的选择2、巷道断面尺寸的确定（1）巷道净宽的确定（2）巷道拱高和壁高的确定（3）道床参数3．用通风校核巷道断面4布置巷道水沟5、计算断面尺寸有关的参数6.绘制巷道断面施工图，巷道特征表，每米巷道工程量和材料消耗量表三．巷道支护设计支护方式的确定（1）锚杆的选定（2）锚杆参数计算四.爆破设计1、施工主要机械设备及爆破材料2、工作制度3、爆破方式4、炮眼布置原则5、爆破参数选择6、爆破说明书和爆破图表五．劳动组织和施工管理（1）劳动组织形式（3）作业循环图表六.通风与防尘措施七.掘进安全技术措施一、设计依据设计：井下双轨运输大巷1、基本条件：围岩性质：砂岩，岩石条件：Ⅱ类；岩石坚固性系数：f=6～8；矿井涌水量50m3/h；巷道坡度3‰；巷道通风量50m3/s；巷道涌水量：无；巷道瓦斯情况：无。2、巷道内设备：运输设备1T固定式矿车MG1.1—6A，牵引设备直流架线式电机车ZK10—6/250，轨距600mm，轨型24kg，混凝土枕木；运输最大件综采液压支架外形尺寸：（长×宽×高）4120×1430×1550mm，拉运设备重型平板车MPC—13.5—6外形尺寸：（长×宽×高）2500×1400×342mm；供水管一趟，管径Φ108mm，压风管一趟，管径Φ108mm；动力电缆三趟，电缆直径Φ50mm，信号电缆两趟，电缆直径Φ25mm，直流电机车导电架线，铜导线直径Φ10mm。二、巷道断面设计1、巷道断面形状的选择与支护方式由于巷道断面形状多种多样，但根据给定条件和经济，技术，安全四方面考虑，我们应选择合理的巷道断面。下图给定我们相关巷道断面的不同情况：名称使用说明备注矩形断面矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于定压，侧压都小，服务年限短的巷道梯形断面梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长，断面较小或围岩稳定，地压不大的巷道，梯形断面常用于木材，金属，钢筋，混凝土等棚式支架的巷道半梯形断面同梯形断面差不多半圆拱形断面承载性能比较好，拱部成形比较容易，施工简单，普遍用于开拓巷道和硐室圆弧拱形断面多用于采区巷道三心拱形断面断面利用率比较高，施工比较方便封闭拱形断面底鼓严重椭圆形断面四周压力大但不均匀圆形断面四周压力均匀由上述可知，选择断面形状，必须综合考虑巷道围岩的性质，地压的大小和方向，巷道的服务年限，用途，位置。巷道的支护方式和支架材料三大基本因素，通常根据前两个因素决定支护方式，支架材料。根据力学性质选择巷道断面形状。从给定的条件我们选择的巷道断面形状是半圆拱。该巷道采用钻眼爆破法掘进，采用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，局部需要加强区域铺设钢筋网，形成锚喷网联合支护。2、巷道断面尺寸的确定（1）巷道净宽的确定已知ZK10-6/250电机车宽取1060mm，高取1550mm。1吨固定式MG1.1-6A矿车宽880mm，高1150mm.根据《矿山安全规程》并参考标准设计，取巷道人行道C=840mm,非人行道一侧宽a=400mm。查表可知本巷道双轨中线距离b=1100，故两电机车之间距离为：1100-（1060/2＋1060/2）=40mm200mm不满足间距要求，故取巷道双轨中心线距离为1300，此时两电机车之间的间距为240mm。故巷道净宽度为：B=a1＋b＋c1=400＋1060/2＋1300＋1060/2＋840=1240＋1060＋1300=3600mm（2）确定巷道拱高H0和壁高半圆形巷道拱高h0=B/2=1800。半圆拱半径r=1800确定巷道壁高h3查阅资料可知道半圆拱巷道壁高公式得：①按架线电机车导电弓子要求确定h3h3≥h4＋hc-212)()(bKnR公式中h4——轨面起电机车架线高度，按《矿山安全规程》取h4=2000mm；hc——道床总高度。题中给出24kg/m钢轨HC=390，Hb=220n——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－a=3600/2－400-530=870mm故h3≥2000+390－22)870360()3001800(=1532mm②按管道装设要求高度要求计算h3a按导电弓子距管子距离要求计算h3≥h5＋h7＋hb-222)2/(DmKbR公式中h5——道砟面至管子底高度，按《矿山安全规划》取h5=1800mm；h7——管子悬吊件总高度，取h7=900mm；m——导电弓子距管子间距，取m=300mm；D——压气管法兰盘直径，由题给管子直径=108mm可得D=230b2——轨道中线与巷道中线间距，b2=3600/2-(840+1060/2)=430mmh3≥1800+900+220-mm1583)]4302/230300360(180022b按电机车距管子距离的要求计算h3≥h5＋h7＋hb-22)22/m12/1[bDAr故h3≥1800+900+220-mm1650)]4302/230200530(180022公式中A1——电机车最大宽度，A1=1060mmm1——电机车距管子间安全距离，取m1=200mm因是架线式电机车运输巷道，故按上述要求即可确定h3,综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高h3=1820mm。则巷道净高H=h3-hb+h0H=1820-220+1800H=3400mm确定巷道净断面积S和净周长P查表可知：净周长P=2.57B+2h2P=2.57×3600×1600P=12.5m净断面积S=B（0.39B+h2）S=3600×（0.39×3600+1600）S=10.8m3（3）道床参数根据道床通过的运输设备，已选用24kg/m的钢轨，其道床参数ha=170,hb=220,hc=3903、用风速校核巷道净断面积查资料可知，Vm=8m/s,由题知通过大巷风量Q=35m3/s,代入公式V=Q/S可得V=Q/S=35/10.8=3.2＜8m/s设计的大巷断面面积，风速没有超过规定，可以使用。4、布置巷道水沟和管线已知通过巷道的水量为10m3每小时，水沟坡度为千分之三查表的水沟宽度为300mm，深为350mm。压风管和供水管悬吊在人行道一侧，见巷道断面施工图。5、计算断面尺寸有关的参数喷射混凝土设计厚度T1=100mm，设计强度为C20,分两次喷射，每次喷射50mm。允许超挖量δ=75mm.选择道床参数。确定巷道掘进断面尺寸。巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3600+2*100=3800巷道计算掘进宽度B2=B1+2δ=3800+150=3950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+δ=3720+75=3795mm巷道设计掘进面积S1=B1*(0.39B1+h3)=12.55m2巷道计算掘进面积S2=B2*(1.39B2+h3)=13.27m2计算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=13.27m3锚喷巷道每米墙脚计算掘进体积V3=0.2(T+δ)=0.04m3每米巷道墙与拱喷射材料消耗量V2=1.57(B2-T1)*T1+2h3*T1=0.97m3每米巷道墙脚喷射材料消耗量V4=0.2T1=0.02m3故每米巷道喷射材料消耗量为0.97+0.02=0.99m3c)每米巷道锚杆消耗N=(P-0.5a)/a*a,P为锚杆消耗周长,当仅为拱部打锚杆时P=1.57*B2=1.57*3.95=6.2m其中B2为巷道计算掘进宽度，根据公式可算得B2=3950mm，因此P=6.2ma为锚杆间距，a=0.7米，故N=(6.2-0.5*0.7)/0.49=12根由于每根锚杆安装两个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗24支每米巷道粉刷面积Sn=1.57B3+2h2=9.1m26、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量表及材料消耗量表。运输大巷特征表围岩类别断面面积设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进宽高形式排列方式间排距锚杆长直径Ⅱ10.812.5538003700100螺纹钢筋树脂锚杆方形70015002012.5每米工程量及材料消耗量表类别围岩计算掘进工程量/m3锚杆数量材料消耗/mm粉刷面积/m2巷道墙脚喷射材料/m3锚杆钢筋树脂药卷/支Ⅱ13.270.04120.99249.1三.巷道支护设计（1）锚杆的选定：锚杆种类优点缺点金属楔缝式锚杆结构简单,加工容易,使用可靠锚固力大不能回收,孔深要求比较严格,在软岩中不宜使用金属倒楔式锚杆结构简单,加工容易,对眼孔要求不严,可以回收钢筋砂浆锚杆加工方便,成本低廉,锚固力大而持久,砂浆没有硬化时,锚杆不能承载,在围岩破碎处不宜使用水泥卷锚杆锚固力大,承载快,制作简单,成本低树脂锚杆锚固力较大,胶凝股化速度快,能在几个小时内获得较高的初锚能力摩擦式金属锚杆安装简便,耗时1～2分钟,超深即可,对岩石表面层的加固能力强,对钻孔孔径要求很严格,管壁薄,不宜作永久支护,价格较贵锚固力不受爆破震动,围岩移动及时间的影响,有让压性综合上面的条件，我们选择锚固力大且能快速安装的树脂锚杆,仅拱部打锚杆。（2）锚杆参数的计算根据经验取锚杆直径为20mm锚杆的长度L=n（1.1＋B/10）Ⅱ类（稳定性较好）围岩,N=0.9L=0.9*(1.1+3.6/10)=1.31m锚杆间距D≤0.5LD≤0.5*1.3=0.65m综上我们可取得锚杆的长度为1.5米,锚杆间距为0.7米，呈方形布置，排距为0.7m。四.爆破设计1.施工主要机械设备及爆破材料（1）.选用4台YT-23（7655）气腿式凿岩机打眼,人工装岩.（2）.选用煤矿2号岩石炸药（f32×150g）和8号毫秒延期电雷管.2.工作制度该巷道掘进任务为160m/月,工作制度为“四六”作业,炮眼利用率为h=0.9.3.爆破方式（1）.开挖断面积为12.55m2,根据工作需要和从经济、安全出发,选用光面爆破法.（2）.选用MFB-100/200专用发爆器起爆4.炮眼布置原则（1）掏槽眼布置采用直眼掏槽。（2）掏槽眼应布置在掘进断面中下部或软岩层中，槽口要大，槽子放时要紧，比其它炮眼加深200mm。在坚硬岩层中，可利用复式掏槽。周边眼布置应对称、均匀，最小抵抗线应大致相等。（3）边眼底应打在同一竖直平面上，对硬岩，眼岩底应打在板线以下至少0.15m。轮廓线转折处必须布置炮眼。辅助眼的眼底应与周边眼眼底齐平，其间距一般为400——600mm。5.爆破参数的确定（1）炮眼直径D根据经验，取炮眼直径为40mm（2）炮眼的深度L①经验取用：直眼掏槽L=1.8～2.2m②按掘进任务估算：假设每月掘进进尺为160m，采用四六作业制，炮眼利用率为η=0.9，有效利用天数25天，则有：每天能掘进L1=160/25=6.4m/天;每天每班掘进L2=6.4/3=1.6m/班;实际每天每班掘进L2`=1.6/0.9=1.78m/班;因此,炮眼深度为采用1.8m,掏槽眼深度2m.（3）炮眼数目N的确定经验计算法：N=3.33√fs2=34取f=7s=12.5取炮眼个数为40个（4）计算循环总装药量估算一次爆破所需的炸药量由f=7s=12.5,根据煤矿炸药消耗量定额，取单位炸药消耗量q=2kg/m3Q=q×L×S×η=2×1.8×12.5×0.9=40.5kg每个炮眼平均装药量：q1=Q/N=40.5/40=1kg/个不同的眼装药量不同，因此还应根据具体的炮眼调整6、爆破作业图表1、爆破作业原始条件表2、爆破参数表3、预制爆破效果表4、炮眼布置图爆破作业原始条件表表2序号名称单位数量备注1掘进断面面积m212.552岩石坚固性系数f6-83瓦斯（煤尘）情况无4雷管个40毫秒延期5炸药（一个循环用量）kg37.22号岩石炸药6炸药规格32×180×1507凿岩机台4YT-7655爆破参数表眼号眼数眼深眼距装药量起爆顺联线方装药结合计