井巷工程巷道斷面課程設(shè)計

1、<p>　　第一章 巷道斷面設(shè)計 </p><p>　　已知某礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為5 Mt/a，服務(wù)年限為81 a。采用立井開拓、單水平傾斜大巷條帶開采。地面標(biāo)高+38 m，生產(chǎn)水平為520 m，屬低沼氣礦井。通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，井下最大涌水量為450 m3/h，通過第一水平東運輸大巷的流水量為240m3/s，風(fēng)量為50m3/s；采用ZK7-6/250直流架線電機(jī)車 牽引3t礦車運輸。內(nèi)設(shè)壓風(fēng)管10

2、8×4.0 mm一路和供水管76×3.0 mm焊接鋼管一路，另設(shè)動力、照明、通訊和信號電纜各一路。大巷穿過的巖層有砂巖、泥巖，主要以泥巖為主，實測圍巖松動圈：砂巖為0.4~0.5 m，泥巖為1.0~1.3 m。 </p><p>　　試設(shè)計運輸大巷直線段的斷面，并計算單位工程掘進(jìn)工程量和材料消耗量，繪制巷道斷面施工圖。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)

3、容：</b></p><p>　　（1）巷道斷面的形狀選擇及尺寸的確定</p><p><b>　?。?）巷道施工</b></p><p><b>　?。?）施工組織管理</b></p><p><b>　　（4）安全技術(shù)措施</b></p><

4、p>　　一、選擇巷道斷面形狀</p><p>　　年產(chǎn)5Mt礦井的第一水平運輸大巷，一般服務(wù)年限在80年以上，采用900㎜軌距雙軌運輸大巷，其凈寬在3m以上，又穿過砂巖、泥巖，主要以泥巖為主，故選用鋼筋㎡砂漿錨桿和噴射混凝土支護(hù)，巷道為半圓拱形斷面。</p><p>　　二、確定巷道斷面尺寸</p><p>　?。ㄒ唬┐_定巷道凈寬度B</p>&

5、lt;p>　　查《井巷工程》表4-1可知ZK7—6/250電機(jī)車寬A1=1060mm、高h(yuǎn)=1550mm；3t礦車寬1200mm、高1400mm。</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，取巷道人行道寬C=840mm，非人行過一側(cè)寬a=400mm。又查《井巷工程》表4-2知本巷雙軌中線距b=1600mm，則兩電機(jī)車之間的距離為</p><p>　　1600—（1060/2+1060

6、/2）=540mm</p><p>　　故巷道凈寬度B=a1+b+c1=(400+1060/2)+1600+(1060/2+840）=3900mm。</p><p>　　（二）確定巷道拱高h(yuǎn)0</p><p>　　半圓拱形巷道的拱高h(yuǎn)0=B/2=3900/2=1950mm。半圓拱半徑R= h0 =1950mm。</p><p>　　（三）確定

7、巷道壁高h(yuǎn)3</p><p>　　1.按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h3</p><p>　　由《井巷工程》表4-3中半圓拱形巷道拱高公式得</p><p><b>　　h3≥h4+hc—</b></p><p>　　式中，h4------軌面起電機(jī)車架線高度，按《煤礦安全規(guī)程》取h4=1900mm；hc------道床總

8、高度。查《井巷工程》表4-5選300kg/m鋼軌，再查《井巷工程》表3-7得hc=360mm,道渣高度hb=200mm；</p><p>　　n-------導(dǎo)電弓子距拱壁安全間距，取n=300mm;</p><p>　　K-------導(dǎo)電弓子寬度之半，K=718/2=359，取K=360mm；</p><p>　　b-------軌道中線與巷道中線間距</

9、p><p>　　b1=B/2—a1=3900/2—930=1020mm。</p><p>　　故h3≥1950+360—=1406mm</p><p>　　2.按管道裝設(shè)要求確定h3</p><p>　　h3≥h5+h7+hB—</p><p>　　式中，h5-------渣面至管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》取h5=180

10、0mm；</p><p>　　h7-------管子懸吊件總高度，取h7=900mm；</p><p>　　m--------導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300mm；</p><p>　　D--------壓氣管法蘭盤直徑，D=215mm；</p><p>　　b2-------軌道中線與巷道中線間距，</p><p>

11、　　b2=B/2—C1=3900/2—1370=580mm。</p><p>　　故h3≥1800+900+200—=1305mm。</p><p>　　3.按人行高度要求確定h3</p><p>　　h3≥1800+hb—</p><p>　　式中，j-------距巷道壁的距離。距壁j處的巷道有效高度不小于1800mm。</p>

12、;<p>　　一般取j=200mm。</p><p>　　故h3≥1800+200—=1139.8mm</p><p>　　綜上計算，并考慮一定的余量，確定本巷道壁高為h3=1500mm。則巷道高度H=h3—hb+h0=1500—200+1950=3250mm。</p><p>　?。ㄋ模┐_定巷道凈斷面面積S和凈周長P</p><p

13、>　　由《井巷工程》表4-8得凈斷面積</p><p>　　S=B(0.39B+h2)</p><p>　　式中，h2-------道渣面以上巷道壁高，h2=h3—hb=1500—200=1300mm。 </p><p>　　故S=3900×(0.39×3900+1300)=11001900mm2=11m2</p><

14、;p>　　凈周長P=2.57B+2h2=2.57×3900+2×1300=12623mm=12.6m</p><p>　?。ㄎ澹┯蔑L(fēng)速校核巷道凈斷面面積</p><p>　　用《井巷工程》式（4-6）校核巷道凈斷面面積值。</p><p>　　查《井巷工程》表4-4，知Vmax=8m/s，已知通過大巷風(fēng)量Q=50m3/s，代入式(4-6)得

15、</p><p>　　V=Q/S=50/11=4.55＜8m/s</p><p>　　設(shè)計的大巷斷面面積、風(fēng)速沒超過規(guī)定，可以使用。</p><p><b>　?。┻x擇支護(hù)參數(shù)</b></p><p>　　本巷道采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬4.2m、穿過砂巖、泥巖，且以泥巖為主，即屬IV類穩(wěn)定性較差圍巖且泥巖松動圈為1

16、.0~1.3m屬Ⅲ類中松動圈一般圍巖、服務(wù)年限大于80a等條件，得錨噴支護(hù)參數(shù)：錨桿長1.8m，間距a=0.78≈0.8m，排距a=0.8m，錨桿直徑d=18mm，噴射混凝土層厚T1=100mm，錨桿外露長度T2=50mm。</p><p>　　故支護(hù)厚度T=T1=100mm。</p><p><b>　?。ㄆ撸┻x擇道床參數(shù)</b></p><p&

17、gt;　　根據(jù)本巷道通過的運輸設(shè)備，已選用300kg/m鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb分別為360mm和200mm，道渣面至軌面高度ha=hc—hb=360—200=160mm。采用鋼筋混凝土軌枕。</p><p>　?。ò耍┐_定巷道掘進(jìn)斷面尺寸</p><p>　　由《井巷工程》表4-8計算公式得：</p><p>　　巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度B1=B+2T=3900+2&#

18、215;100=4100mm。</p><p>　　巷道計算掘進(jìn)寬度 B2=B1+2δ=4100+2×75=4250mm。</p><p>　　巷道設(shè)計掘進(jìn)高度H1=H+hb+T=3250+200+100=3550mm。</p><p>　　巷道計算掘進(jìn)高度H2=H1+δ=3550+75=3625mm。</p><p>　　巷道設(shè)計

19、掘進(jìn)斷面面積S1=B1(0.39B1+h3)=4100×（0.39×4100+1500)=12705900mm2。取S1=12.7m2。</p><p>　　巷道計算掘進(jìn)斷面積S2=B2(0.39B2+h3)=4250×(0.39×4250+1500)=13419375mm2。取S2=13.4m2。</p><p>　　三、布置巷道內(nèi)水溝和管線<

20、;/p><p>　　已知通過本巷道的水量為240m3/h，現(xiàn)采用水溝坡度為0.3%，查《井巷工程》表4-11得：水溝深500mm、水溝寬450mm，水溝凈斷面積0.225m2；水溝掘進(jìn)斷面面積0.272m2，每米水溝蓋板用鋼筋2.036kg、混凝土0.0323m3，水溝用混凝土0.152m3。</p><p>　　管子懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行道一側(cè)，通信電纜掛在管子上方.</

21、p><p>　　四、計算巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量</p><p>　　由《井巷工程》表4-8計算公式得：</p><p>　　每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積V1=S2×1=13.4×1=13.4m3</p><p>　　每米巷道墻腳計算掘進(jìn)體積V1=0.2×(T+δ)×1=0.2×(0.1+0.07

22、5)×1=0.04m3</p><p>　　每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2=1.57(B2—T1)T1+2h3T1×1=1.57(4.25—0.10)0.10+2×1.50×0.10×1=0.95m3</p><p>　　每米巷道墻腳噴射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.10×1=0.02m3</

23、p><p>　　每米巷道噴射材料消耗（不包括損耗量）V=V2+V4=0.95+0.02=0.97m3</p><p>　　每米巷道錨桿消耗（僅拱部打錨桿）</p><p>　　N′==11.59根</p><p>　　式中，P1-------計算錨桿消耗周長，P1=1.57B2+2h3=1.57 ×4.25+2×1.5=9.6

24、7m；</p><p>　　M、M,-------錨桿間距、排距，M = M,=0.8m。</p><p><b>　　故</b></p><p>　　折合重量為11.59×[lπ（d/2）2ρ]=11.59×[2 ×3.14×(0.018/2)2×7850]=46.28kg。</p>

25、;<p>　　式中，l-------錨桿深度，l=2.0m；</p><p>　　d--------錨桿直徑，d=18mm；</p><p>　　ρ-------錨桿材料密度，ρ=7850kg/m3。</p><p>　　每排錨桿數(shù)為N×0.8=11.59×0.8≈10根。</p><p>　　每米巷道錨桿注

26、孔砂漿消耗V0=(Sk—Sm），其中Sk、Sm分別為錨桿孔和錨桿的斷面積。則Vo=(Sk—Sm)=11.59×1.8×（0.0422—254.34）=0.556m3。</p><p>　　每米巷道粉刷面積Sn=1.57B3+2h2，</p><p>　　式中，B3-------計算凈寬，B3=B2—2T=4.25—2×0.10=4.05m。</p>

27、<p>　　故Sn=1.57×4.05+2×1.30=8.96m2。</p><p>　　五、繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量表</p><p>　　根據(jù)以上計算結(jié)果，按1：50比例繪制出巷道斷面圖，并附上工程量及材料消耗量表，如下表。這些施工圖表發(fā)至施工單位，作為指導(dǎo)施工的設(shè)計依據(jù)。</p><p&g

28、t;　　表1-1 運輸大巷特征</p><p>　　表1-2 運輸大巷每米工程量及材料消耗量</p><p>　　表1-1 </p><p><b>　　運輸大巷特征</b></p><p>　　表1-2

29、 運輸大巷每米工程量及材料消耗</p><p>　　井巷斷面附圖(如下)</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　第六章 設(shè)計總結(jié)及心得體會</p><p>　　《井巷工程》是一門理論與實踐結(jié)合性很強(qiáng)的課程，而這次我們在姜老師指導(dǎo)下所進(jìn)行的井巷工程課程設(shè)計就

30、達(dá)到了理論與實踐的完美結(jié)合。</p><p>　　井巷工程課程設(shè)計是采礦工程專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，它是在我們學(xué)習(xí)過《井巷工程》課程以及通過認(rèn)識實習(xí)之后進(jìn)行的。在為期一周的時間之內(nèi)，我們通過查閱了大量礦山井巷工程施工機(jī)設(shè)計等方面的書籍，并結(jié)合具體案例進(jìn)行運輸大巷、采區(qū)巷道及井筒提升的設(shè)計編制，在此期間我們采集了大量相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行了計算處理和翻閱了部分井巷施工圖紙，通過恰當(dāng)有力的編制、處理及銜接，我們終于在規(guī)定的時

31、間內(nèi)完成了任務(wù)。</p><p>　　在這為期一周的時間內(nèi)，盡管時間短、任務(wù)繁重、工作量大，但通過同學(xué)們的相互配合及在老師的得力指導(dǎo)下，我們還是克服了重重困難，按質(zhì)按量的完成了這項任務(wù)。這次課程設(shè)計鞏固和擴(kuò)大了我們所學(xué)的理論知識并使之系統(tǒng)化，培養(yǎng)了我們用所學(xué)知識解決實際問題的能力，提高了我們計算、繪圖、查閱基本資料的基本技能，為我們今后走上工作崗位從事設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)，從而更好的服務(wù)于祖國煤炭工業(yè)的建設(shè)！&

32、lt;/p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　吳士良 東兆星等主編：《井巷工程》 ，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2004年</p><p>　　沈季良等：《建井工程手冊》，煤炭工業(yè)出版社，1986年 </p><p>　　《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》煤炭工業(yè)出版社1986年</p><p>