井巷工程课程设计完成版.doc
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1、井巷工程设计目录第一章 巷道断面设计3一、选择巷道断面形状3二、确定巷道净断面尺寸3三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸6四、布置水沟和管线7五、计算巷道掘进工程量和材料消耗量7六、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表8第二章 爆破图表编制10第一节 钻爆工作10第二节 装运岩17第三章 巷道支护18一、巷道支护18二、临时支护19三、永久支护19四、支护材料19第四章 巷道施工组织管理20第一节 施工方法、作业方式20第二节循环作业表20第三节、劳动组织 23第五章、矿井安全技术措施24参考文献 26设计条件:1巷道用途:双轨岩石水平运输大巷;2设备:架
2、线电机车(巷内行驶);3T底卸矿车运煤-1.5T普通矿车运料-600mm轨距,拟敷设的管路类别及规格:压风管路D1=200mm;供水管路D2=100mm;拟敷设的缆线类型及趟数:巷道内设2条动力电缆;3条通讯电缆。3设计服务年限: 20a4设计巷道的风量: 40 m3/s5设计巷道长:2000m6岩性:f=46,砂岩,中等稳定(稳定性较好),不含水;7通过巷道的矿井最大涌水量: 60 m3/h;8沼气等级:低级;9巷道坡度:0.3%;10月成巷速度:120m/月左右根据以上已知条件,进行掘进规程设计编制第一章:巷道断面设计一、巷道断面尺寸巷道服务年限20a,采用600mm轨距双轨岩石水平运输大
3、巷,穿过中等稳定岩层,所以选择树脂锚杆与喷射混凝土支护,半圆拱形断面。二、确定巷道净断面尺寸(一)确定巷道净宽度B查表选用10-6250电机车宽A1=1060mm,高h=1550mm;3t底卸矿车宽1200mm、高1400mm。1.5t普通矿车运料选用MG1.1-6A、车宽1050mm、高1150mm。根据煤矿安全规程,取巷道人行道宽C=900mm、非人行道一侧宽a=400mm。有查表3-3知双轨巷道轨道中线距b=1500mm,则两列对开列车最突出部分之间距离为:1500-(1200/2+1200/2)=300200mm。故巷道净宽度:B=a1+b+c1 = (400+1200/2) + 15
4、00 + (1200/2+900)=4000 mm(二)确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=B/2=2000mm。半圆拱半径R= h0=2000mm。(三)确定巷道壁高h31按导电弓与壁的安全间隙n确定h3 式中:h4从轨高面起电机车架线高度,按煤矿安全规程规定取h4=2000mm; ho道床总高度,查表3-10选用30kg/m钢轨,再查 ho =410mm,道砟高度hb=220mm; n导电弓子距拱壁安全距离,取n=300mm; k导电弓子宽度之半,k=718/2=359mm,取 k=360mm; b1轨道中线与巷道中心线间距 b1=B/2a1=4000/21000=1000mm故h320
5、00+410=1390mm2按管路安装要求确定h式中h5砟面至管子底高度,按煤矿安全规程取h5=1800 mm;h7管子悬吊件总高度,取h7=900 mm;m电机车距管子间距,取m=300 mm;D压气管法兰盘直径,D=335 mm;b2轨道中线与巷道中线间距,b2=B/2-c1=4000/2-1500=500mm。故1800+900+220-=1424 3.按人行高度要求确定h3式中j距巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800 mm。j100 mm,一般取j=200 mm。故。综上计算,并考虑一定的余量,确定本巷道壁高为h3=1720mm。则巷道高度H=h3+h0-hb =172
6、0+2000-220=3500 mm。(四)确定巷道净断面积S和净周长P查相关表得净断面积: 式中,h2道砟面以上巷道壁高,h2=h3-hb=1720-220=1500 mm。故 S=4000(0.394000+1500)=12.24 m2净周长 P=2. 57B+2 h2 =2. 574000+21500=13280mm=13.28m(五)用风速校核巷道净断面积已知通过大巷风量Q=40m3/s,根据煤炭工业设计规范规定矿井主要进风巷的风速最高风速8m/s。代入式中计算:V = Q/S =3.3m/s14.70.5耗气量/m3min-1使用水压/MPa配器阀形式推进方式注油器钻孔直径/mm最大
7、钻深/m5912.70.5耗气量/m3min-1使用水压/MPa配器阀形式推进方式注油器钻孔直径/mm最大钻深/m2.90.20.3控制阀FT140型FY200A34425二、爆破器材选择.1雷管选择 雷管选用8号延期电雷管,延期时间为第二系列。见表2-2。表2-2 毫秒延期电雷管第二系列延期时间表段别123456789103036320 三、确定爆破参数 1每循环眼深和直径 (1)炮眼深度 炮眼深度决定每一掘进循环的钻眼和装药工作量、循环进尺及每班的循环次 数。炮眼深度主要根据岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素确定。从近年发展趋势来看,炮眼平均深度
8、逐渐由浅孔向中深孔(2.02.5m)发展,一些采用凿岩台车凿岩的掘进队正在向较深孔发展。合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则。采用气腿凿岩机时,炮眼深度以1.82.5m为宜,眼深超过2.5m后,钻眼速度则明显降低。采用配有高效凿岩机的凿岩台车时,应向深眼发展,一般眼深可达3.0m以上。我国煤矿巷道掘进中,通常是以月进尺任务和凿岩、装岩设备的能力来确定每一循环的炮眼深度。即式中 l炮眼深度,m;L计划月进度,m;N每月实际用于掘进的天数,30天;k正规循环率,即每月实际用于掘进工作的天数与30天之比,一般取k=0.80.9;n每日完成掘进循环数,次;炮眼利用系数,一般
9、要求0.8;=1.39m又查表得,岩石坚固性系数f=46,掘进断面积12.114m2,炮眼深度取值范围为1.62.2m。 我国煤矿巷道掘进,通常是以月进尺任务和凿岩、装岩设备的能力确定每一循环的炮眼深度。设计条件给定的月进尺数为120m/月,假设月工作日为30天,并采用“三八工作制” ,且一班一循环,则每循环进尺数为120/30*3*(75%)m=1.78m,其中75%为月循环率。所以选用炮眼深度为2m,炮眼的利用率为1.78/2.2100=81%。(2)炮眼直径炮眼直径对钻眼效率、全断面炮眼数目、炸药耗量、爆破岩石强度和岩壁平整度均有直接影响。因此,应当根据巷道断面的大小、块度要求、炸药性能
10、和凿岩机的性能进行综合考虑加以选择。 在采用气腿式凿岩机情况下,现场多根据药卷直径确定炮眼直径。本巷道掘进采用的药卷直径为35mm,炮眼直径比药卷直径要大68mm,这样炮眼直径选取42mm。2.炸药消耗量和炮眼数(1)炸药消耗量 单位炸药消耗量q是指爆破1m3实体岩石所需要的炸药量,也就是工作面一次爆破所需的总炸药量Q和工作面一次爆破下的实体岩石总体积V之比,即q=Q/V,kg/m3这是一个很重要的参数,它直接影响岩石块度、钻眼和装药工作量、炮眼利用率、巷道轮廓的完整程度、围岩的稳定性及爆破成本等。 影响炸药消耗量的主要因素有炸药性能、岩石的物理力学性质、自由面的大小和数目以及炮眼直径和炮眼深
11、度等。查表得:岩石坚固性系数f=46,巷道断面积小于15m2,光面爆破,查表4-4得2号岩石铵梯炸药的单位炸药消耗量为1.48/m3。而本巷道钻眼爆破采用的炸药是2号岩石硝铵炸药,巷道断面积为13.78m215m2,光面爆破,则需根据爆力大小加以适当修正,即单位炸药消耗量1.48kg/ m2(其中2号岩石硝铵炸药的爆力为320mL,2号煤矿硝铵炸药的爆力为250mL)。(2)炮眼数目炮眼数目直接影响着钻眼工作量、爆破岩石的块度、巷道形状等。炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面形状和尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。合理的炮眼数目应以保证爆破效果的实现为原则。一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算然
12、后在设计断面图上作炮眼布置图,得出炮眼总数,并通过实践调整修正。炮眼数目也可以根据单位炸药消耗量,按下式估算: 式中 N炮眼数目;q单位炸药消耗量,kg/m3;m每个药卷长度,ma装药系数,即装药长度和炮眼长度之比, 0.50.6m;P每个药卷的重量,kg;所以=55(个)四、炮眼布置 巷道掘进的爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面上进行的,因此要达到理想爆破效果,必须将各种不同作用的炮眼合理地布置在相应位置上,使每个炮眼都能起到应有的爆破作用。掘进工作面的炮眼,按用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类,其起爆顺序必须是延期起爆,即先掏槽眼,其次辅助眼,最后周边眼,以保证爆破效果。 1.
13、掏槽方式掏槽方式按照掏槽眼的方向可分为三大类,即斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。本巷道掘进工作面爆破工作采用直眼掏槽方式中的菱形掏槽。采用直眼掏槽时,掏槽眼均超量装药,装药长度系数一般为0.70.8。2.周边眼布置及眼距周边眼是爆落巷道周边岩石最后形成巷道设计断面轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否直接影响巷道成型是否规整。一般按光面爆破要求进行周边眼布置。光爆周边眼的间距与其最小抵抗线存在着一定的比例关系,即K=E/W式中,K为炮眼密集系数,一般为0.61.0,岩石坚硬时取最大值,较软时取小值;E为周边眼间距,一般取400600mm;W为最小抵抗线。按照光面爆破要求,周边眼的中心都应布置在巷道设计
14、掘进断面的轮廓线上,而眼底稍向轮廓线外偏移,一般不超过100150mm。 查表得:岩石坚固性系数f6的岩层,周边眼炮眼直径3542mm,炮眼间距350500mm,最小抵抗线500700mm,炮眼密集系数0.70.8,装药量0.100.15/m。本巷道岩层f=4,周边眼炮眼直径42mm,炮眼间距350500mm,炮眼密集系数0.70.8。底眼负责控制底板标高。底眼眼口应比巷道底板高出150200mm,以利钻眼和防止灌水,但眼底应低于底板标高100200mm,以免巷道底板漂高。底眼眼距一般为500700mm,装药系数一般为0.50.6为了给钻眼和装岩平行作业创造条件,需采用抛渣爆破,则将底眼眼距缩
15、小为400mm左右,眼深加深200mm左右,每个底眼增加12个药卷。 光爆周边眼的装药量必须严格控制。3.辅助眼布置及圈、眼距的确定 辅助眼又称崩落眼,是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。 本巷道掘进工作面辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间,其间距一般为500700mm,炮眼方向一般垂直于工作面,装药系数一般为0.40.60。 本巷道掘进爆破采用光面爆破,则紧邻周边眼的辅助眼要为周边眼创造一个理想的光层面,即光面层厚度要比较均匀且大于周边眼的最小抵抗线。两圈辅助眼,一圈6个,二圈13个。五、爆破作业1.炮眼装填掏槽眼和辅助眼的装药结构采用反向连续装药,即将起爆药卷,再装被动药卷,要求雷管和药
16、卷的聚能穴一致朝向眼口,最后装满炮泥。 周边眼采用不偶合装药中的空气间隔分节装药,即将起爆药卷装于炮眼底部,再装被动药卷,要求雷管和药卷的聚能穴一致朝向眼口,且两药卷之间留有一定的间隔距离,一般不能大于该种炸药在炮眼内的殉爆距离,最后装满炮泥。为了控制药包间隔距离,防止药包窜动,药卷之间要有间隔物。 装药之前必须吹洗炮眼,将眼中的岩粉和水吹洗干净。起爆药卷必须按照规定要求制作。 炮眼的填塞质量对提高爆破效率和减少爆破有害气体有很大作用,因此,装药完毕后必须充填以符合安全要求长度的炮泥并捣实。常用13的泥沙混合炮泥,湿度为18%20%。掏槽眼和辅助眼中炮泥长度不小于500mm,周边眼炮泥长度不小
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