井巷工程课程设计.pdf
井巷工程课程设计说明书设计题目: 运输大巷直线段断面助学院校: 河南理工大学自考助学专业: 采矿工程姓名:自考助学学号:成绩:指导教师签名:河河 南南 理理 工工 大大 学学 成成 人人 高高 等等 教教 育育2O2O年年月月日日设计题目(已知条件)某煤矿，年设计能力为 120 万 t，低瓦斯矿井，井下最大涌水量为350m3/h。位。第一水平运输大巷的流水量为 180m3/h，采用 ZK106/250 架线式电机车牵引 1.5 吨矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=46，需通过的风量为 30m3/s。巷道内敷设一道直径为200mm 的压风管和一趟直径为l00mm 的水管。试设计运输大巷直线段的断面。1 1 选择巷道断面形状选择巷道断面形状年产 120 万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在 25 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，故选用钢筋砂浆锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。2 2确定巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸2.12.1 确定巷道净宽度确定巷道净宽度 B B查表 3-1 知 ZK106/250 电机车宽 A1=1060 ，高 h=1550 ； 1.5 吨矿车宽1050 ，高 1150 。根据煤矿安全规程 ，取巷道人行道宽 C=840 ，非人行道一侧宽 a=400。又查表知本巷双轨中心线 b=1300 ，两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240 故巷道净宽度 B=a1+b+c1=a+2A1+C+t=400+21060+240+840=3600 。2.22.2 确定巷道拱高确定巷道拱高 h h0 0半圆拱巷道拱高 h0=B/2=3600/2=1800 ，半圆拱半径 R=h0=3600/2=1800 2.32.3 确定巷道壁高确定巷道壁高 h h3 31. 按架线电机车导电弓子要求确定 h3由 3-8 中半圆拱巷道拱高公式得h3 h4 hc(R n)2(k b1)2式中：h4为轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取 h4=2000 ；hc为道床总高度。查表 3-5 选 24 /m 钢轨，再查表3-7 得 hc=360 ，道碴高度hb=200 ；n为导电弓子距拱壁的安全距离，取n=300 ；K 为导电弓子宽度之一半，K=718/2=359 ， 取K=360 ； b1为 轨 道 中 线 与 巷 道 中 线 间 距 ，b1=B/2-a1=3600/2-930=870 。故：h3 2000360(1800300)2(360 270)21502。 2.按管道装设要求确定 h3h3 h5 h7 hbR2(K m D/2b2)2式中，h5为渣面至管子底高度，按煤矿安全规程取 h5=1800 ；h7为管子悬吊件总高度，取 h7=900 ；m 为导电弓子距管子间距，取 m=300 ；D 为压气 管 法 兰 盘 直 径 ， D=335 ； b2为 轨 道 中 心 线 与 巷 道 中 线 间 距b2=B/2-C1=3600/2-1370=430 。h31800900 200 18002(360300335/2 430)21613。3.按人行高度要求确定 h3h31800 hbR2(R j)2式中， j 为距巷道壁的距离。 距壁 j 处的巷道有效高度不小于 1800 ， j100，一般取 j=200 。故：h31800 200 18002(1800200)21175。综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1800 。则巷道高度H=h3-hb+h0=1800-200+1800=3400 。2.42.4 确定巷道净断面面积确定巷道净断面面积 S S 和净周长和净周长 P P净断面面积S=B（0.39B+h2）式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1800-200=1600 。故 S=3600（0.393600+1600）=1081400 2=10.8 净周长 P=2.57B+2h2=2.573600+21600=12500 =12.5m2.52.5 用风速校核巷道净断面面积用风速校核巷道净断面面积查表得 Vmax=8m/s，已知通过大巷风量 Q=30m3/s，计算得：V=Q/S=30/10.8=2.778m/s设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。2.62.6 选择支护参数选择支护参数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类围岩、服务时间大于25 年等条件，得锚喷支护参数；锚杆长1.8m，间距a=0.780.8m，排距 a=0.8m，锚杆直径 d=18 ，喷射混凝土层厚 T1 =l00mm，而锚杆露出长度 T2=50mm。故支护厚度 T=T1=100 。2.72.7 选择道床参数选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，选用 24kg/m 的钢轨，其道床参数 hc、hb分别为 360 和 200 ，道渣至轨面高度 ha=hc-hb=360-200=160 。采用钢筋混凝土轨枕。2.82.8 确定巷道掘进断面面积确定巷道掘进断面面积巷道设计掘进宽度 B1=B+2T=3600+2100=3800 。巷道计算掘进宽度 B2= B1+2=3600+275=3950 。巷道设计掘进高度 H1=H+hb+T=3400+200+100=3700 。巷道计算掘进高度 H2=H1+=3700+75=3775 。巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=3800（0.393800+1800）=12471600 2，取 S1=12.5 。巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=3950（ 0.393950+1800）=13194075 2，取 S2=13.2 。3 3 布置巷道内水沟和管线布置巷道内水沟和管线已知通过本巷道的水量为 180m3/h，采用水沟坡度为 0.3%，查表得：水沟深500 、 水沟宽 500 ， 水沟净断面面积 0.225 ； 水沟掘进断面面积 0.272 ，每米水沟盖板用钢筋 2.036kg、混凝土 0.0323m3，水沟用混凝土 0.152m3。管子悬吊在人行道一侧， 电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。4 4 计算巷道掘进工程量和材料消耗量计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积 V1=S21=13.21=13.2m3；每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2（T+）1=0.2（ 0.1+0.075）1=0.04m3；每米巷道拱与墙喷射材料消耗 V2=1.57（B2-T1）T1+2h3T11=1.57（3.95-0.10）0.10+21.800.101=0.96m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗 V4=0.2T11=0.20.11=0.02m3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V2+ V4=0.96+0.02=0.98 m3；每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）N 2(P/2M) 1M式中，P1为计算锚杆消耗周长, ，P1=1.57B2=1.573.95=6.2m；M、M为锚杆间距、排距 M=M=0.8m。故P16.2241=3.875，取为 4,故N =11.3 根.2M20.80.8折合重量为d0.01811.3(l 0.05)()2 11.3(1.80 0.05)3.14()7850=41.74kg.其22中,l为锚杆深度,l=1.8m,0.05 为露出长度;d 为锚杆直径, d=18 ; 为锚杆材料密度, =7850kg/m3.每排锚杆数为 N0.8=11.30.8=9 根;每米巷道锚杆注孔砂浆消耗V0 Nl(Sk Sm),其中Sk和Sm是锚杆孔和锚杆的断面面积。则13V0 Nl(Sk Sm) 11.31.83.14(0.04220.0182) 0.023m ；4每米巷道粉刷面积 Sn=1.57B3+2h2，其中 B3为计算净宽B3=B2-2T=3.95-20.10=3.75m。故 Sn=1.573.75+21.60=9.1 。5 5 绘制巷道断面施工图，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和材编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗量表料消耗量表根据以上计算结果，按 1：50 比例绘制出巷道断面图，见图 1，并附上工程量及材料消耗量表，如表 1 及表 2。表 1运输大巷特征表表 2运输大巷每米工程量及材料消耗量表图 1运输大巷断面施工图6 6 参考资料参考资料（1） 吴再生等编. 井巷工程M.北京：煤炭工业出版社，2005（2） 刘刚.井巷工程M.徐州：中国矿业大学出版社，2005（3） 韩恒梅等编.巷道施工技术.中国矿业大学出版社，2008（4） 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程 （修改）, 2013
