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3、土资源职职业学院院金属矿开开采技术术专业二一一一年十二二月一、 设计目的的为了使学学生对井井巷工程程课程程中所学学的基本本知识、基基本理论论和基本本方法有有个全面面、系统统的掌握握,特进进行本井井巷技术术和施工工的设计计。通过过本设计计,学生生将对井井巷工程程课程程有个更更深入的的、全面面的理解解,并学学会利用用各种工工具书和和文献资资料,以以团结协协作的方方式来解解决实际际问题,提提高学生生独立思思考、解解决实际际问题的的能力。二、 设计的要要求1、 设计计要体现现新方法法、新工工艺和新新技术;2、 设计计的方案案要技术术上可行行,经济济上合理理;3、 设计计要有较较强的可可操作性性;4、
4、设计计要调理理清楚,有有理有据据,严谨谨周密;5、 设计计要有个个人的见见解。三、 设计的组组织 在指导导老师的的安排下下,全班班学生分分为八个个设计小小组,每每个小组组由5、66名学生生组成,设设组长一一名,负负责小组组协调管管理。每每个小组组在指导导老师的的指导下下独立完完成一个个设计任任务。设设计完成成后,由由设计指指导老师师组织进进行答辩辩以评定定各个小小组的成成绩。四、 时间安排排 122月144日12月月23日日 122月144日 布置设设计任务务,准备备设计资资料 122月155日12月月22日日 各小组组进行设设计 122月233日 设计答答辩,总总结五、 设计任务务书设计任务
5、务书二:某铅锌锌矿山年年设计能能力为330万tt。该矿矿采用斜斜井开拓拓,其副副斜井的的倾角为为25,采用用1.55t固定定式矿车车组提升升。该斜斜井穿过过中等稳稳定的石石灰岩层层和白云云岩层,其其坚固性性系数ff=68,斜斜井需要要通过的的风量为为60mm3/秒,斜斜井掘进进中估计计用水量量 23m33/小时时。巷道道内将敷敷设一趟趟直径为为2500mm的的压风管管,一趟趟直径为为3000mm的的排水管管和一趟趟直径为为2000mm的的供水管管。试进进行该斜斜井直线线段的断断面设计计和施工工设计。一、 设计的目目的为了使我我们对井井巷工程程这门门课程中中所学的的基本知知识、基基本理论论及基本
6、本方法有有个全面面系统的的掌握,并并进行井井巷设计计和施工工设计。通通过本设设计,我我们将对对井巷巷工程课课程有个个深入的的全面的的了解,并并学会利利用各种种工具书书及参考考文献资资料,我我们以团团队协作作的方式式来解决决设计中中相关的的问题。提提高学生生独立思思考、认认真处事事、相互互交流、合合理解决决设计中中出现的的问题的的能力,使使我们对对井巷巷工程这这门课程程有了一一个全面面的认识识,对该该门课程程所学到到的知识识、技能能初步达达到一个个学以致致用的目目的。二、设计计任务某铅锌矿矿山年设设计能力力为300万t。该该矿采用用斜井开开拓,其其副斜井井的倾角角为255,采用用1.55t固定定
7、式矿车车组提升升。该斜斜井穿过过中等稳稳定的石石灰岩层层和白云云岩层,其其坚固性性系数为为f=66-8,斜斜井需要要通过的的风量为为60mm/秒,斜斜井中估估计涌水水量为22-3mm/小时时。巷道道内将敷敷设一趟趟直径为为2500mm的的压风管管,一趟趟直径为为3000mm的的排水管管和一趟趟直径为为2000mm的的供水管管。试进进行该斜斜井直线线段的断断面设计计和施工工设计。三倾斜斜巷道断断面的设设计(一).已知参参数1).年年生产能能力为330万吨吨2).掘掘进中涌涌水量22-3mm/小时时3).采采用1.5t固固定式矿矿车组提提升4).斜斜井穿过过中等稳稳定的石石灰岩层层和白云云岩层,其
8、坚固固性系数数f=66-85).斜斜井需风风量为660m3/秒6).巷巷道内敷敷设直径径为2550mmm的压风风管,一一趟直径径为300mmm的排排水管和和一趟直直径为2200mmm的供供水管(二).斜井断断面形状状及尺寸寸设计断面形状状选择时时主要考考虑的因因素:地地压大小小、巷道道的用途途及服务务年限、支支护材料料与方式式、巷道道施工方方法、通通风阻力力等。由于该斜斜井穿过过中等稳稳定的石石灰岩层层和白云云岩层,且且其坚固固性系数数f=66-8。所所以采用用半圆拱拱形巷道道断面。要要求规定定采用11.5tt的固定定式矿车车组提升升,本矿矿山为铅铅锌矿,根根据矿石石比重与与密度,我我们选取取
9、了YGGC1.2(66)型矿矿车,容容积为11.2mm3,符合合1.55t的容容重。轨轨距根据据矿山年年产量330万tt选取了了6000mm。选选取的固固定式矿矿车外形形参数如如下:轴轴距6000mmm,长114000mm,宽宽10550mmm,高112000,车厢厢长15500,自自重0.72tt。最小小安全间间隙根据据井巷巷工程书书中表11-2选选取3000mmm。由于于是副斜斜井,根根据井井巷工程程中第第4章“斜井设设计与施施工”中的规规定:运运输物料料的斜井井兼主要要人行道道时,人人行道的的有效宽宽度不小小于1.2m,人人行道的的有效高高度不小小于1.9m。所所以我们们选取了了1.22
10、m宽的的人行道道。管路路我们选选择设在在轨道另另一侧,离离墙500mm,还还要防止止与机车车擦到,这样所以应适当的加宽,根据要求铺设的管道最大的一个直径,我们选择加宽400mm,所以断面的净宽度L=1200+50+1200+400=2850mm,巷道净高高度H=f+hh3+h5 f-半圆拱拱巷道拱拱高,mmm. h33-半圆圆拱巷道道墙高,mmm.h5-巷巷道铺轨轨道道渣渣厚度,mmm.经经查表取取2500mm则,选择择的半圆圆拱的半半径为114255mm净断面积积为S=S1+S1=2.851.99+3.141.44250.557.77风速验算算:V风风=6007.77=7.8m/s88m/s
11、s四、井巷巷的支护护为了保持持巷道的的稳定性性,使巷巷道在服服务年限限内,保保证其有有效的使使用空间间,首先先需防止止围岩发发生变形形或垮落落,通常常掘进后后一般都都要进行行支护,在在巷道施施工中,支支护工作作占有较较大的比比重,它它是与凿凿岩、装装岩并列列的主要要的工序序,其工工序进度度在一定定程度上上决定着着成巷速速度,支支护成本本常占有有巷道工工程成本本的1/311/2.因此。合合理选择择支护形形式,搞搞好支护护工作,对对提高成成巷进度度、降低低成本、加加快矿山山建设有有着十分分重要意意义。斜井有一一定的倾倾角,要要注意支支护的结结构的稳稳定性,目目前我国国斜井支支护以锚锚喷支护护为主,
12、再再加之该该斜井通通过的中中等稳定定的石灰灰岩层和和白云岩岩层,其其坚固性性系数ff=68,所所以可以以采用锚锚喷支护护,且喷喷的厚度度可以为为1000mm,则掘进进面宽度度为30050mmm。掘掘进面积积为S=S1+S2=3.052.115+33.1441.55250.559五、道床床的选择择道床参数数的选择择是指钢钢轨型号号,轨枕枕规格和和道咋高高度三者者的确定定。巷道轨枕枕选择使用地点点运输设备备轨枕规格格斜井箕斗人车车运送液压压支架设设备车30,3381.0tt,1.5t22平硐大巷井巷车场场8t及以以上机车车3t及以以上矿车车2.4MMt/aa及以上上矿井送送液压支支架设备备车301
13、.0tt ,11.5tt22采区巷道道2.4MMt/aa及以上上矿井送送液压支支架设备备车30,2221.0tt ,11.5tt22,115 对对轨道敷敷设的要要求是:钢轨的的型号应应与行驶驶车辆的的类型相相适应,轨轨道敷设设应平直直,且具具有一定定的强度度和弹性性;在弯弯道处,轨轨道连接接应光滑滑,接运运输巷道道内同一一线路必必须采用用同一型型号的钢钢轨;道道岔的型型号不得得低于线线路的钢钢轨型号号;在倾倾角大于于15的巷道道中,轨轨道的辅辅设应采采取防滑滑措施。轨轨枕的类类型和规规格应与与选用的的钢轨型型号相适适应。常用的轨轨枕规格格见下表。 单单位:mmm轨枕类型型轨距轨型/kkg 全长
14、全高上宽下宽木轨枕钢筋混凝凝土轨枕枕或预应力钢钢筋混凝凝土轨枕枕或道咋道床床有钢轨轨及连接接件,轨轨枕,道道咋等组组成。轨道结构构尺寸导轨型号号/mm钢筋混凝凝土轨枕枕木轨枕H6/mmmH5/mmmH6/mmmH5/mmm8,9320(2600)160(1000)300(2500)140(1000)11,112320(2700)160(1000)320(2600)140(1000)153502003201601835020032016022,224,3040025035020033420250360220选自井井巷工程程表11-8巷道运输输量与机机车矿车车及轨道道型号规规格关系系运输量/万t机
15、车重量量/t矿车容重重/m33轨距/mmm轨道型号号/mm8人推车0.5-0.666008-98-1551.5-30.6-1.2260012-11515-3303-70.7-1.2260015-22030-6607-1001.2-2.0060022-33060-110010-1142.0-4.00600,762222-330选自井井巷工程程表11-7由以上表表可以可可知选用用25/m的的钢轨,钢钢筋混凝凝土轨枕枕轧面水水平高4400mmm,道道渣厚度度为2550mmm轨距为为6000mm。六、电缆缆布置的的一般要要求1、 人行道一一侧最好好铺设动动力电缆缆2、 动力电缆缆和铺设设电缆一一般不要
16、要铺设在在人行道道一侧。如如必须铺铺设在同同一侧,应应各自悬悬挂,且且将动力力电缆布布置在通通讯、照照明电缆缆的下方方。3、 电缆与风风水管平平行铺设设时,电电缆要悬悬挂在管管道上方方,并隔隔开3000mmm以上的的距离4、 在不连续续支护的的巷道中中,为防防止电缆缆被落石石砸坏,应应采用木木钩或帆帆布带悬悬挂,其其强度应应保证有有落石情情况,木木钩或帆帆布带能能被打断断,而不不致砸断断电缆5、 电缆悬挂挂高度应应使矿车车掉道时时不致撞撞击电缆缆,电缆缆坠落时时不致掉掉在轨道道或运输输设备上上铺设电缆缆时,两两悬挂点点间的距距离不大大于3mm,两根根电缆的的上下距距离不得得小七、水沟沟在斜井中
17、中,水沟沟坡度与与井巷的的坡度相相同,断断面尺寸寸,参照照平巷水水沟的断断面尺寸寸的选取取,通常常他比平平巷水沟沟断面小小得多,但但水沟内内水流速速比较大大,因此此斜井的的水沟一一般要采采用混泥泥土浇灌灌,若服服务年限限较短,围围岩稳固固性较好好,井筒筒基本无无涌水现现象,也也克不设设水沟,斜斜井水沟沟除有纵纵向水沟沟外,在在含水层层下方,胶胶带机斜斜井的接接头硐室室下方以以及井底底车场和和井筒连连接处附附近,应应设横向向水沟,总总之,斜斜井整个个底板不不可以作作为矿井井的排水水的通道道,相反反,斜井井中的水水应逐段段截住,引引往矿井井排水系系统,然然而,由由于该矿矿井的涌涌水量只只有23m3
18、/h,在井巷巷工程课课本中886页有有明确规规定,当当涌水量量不大(小小于57m3/h)时时,可用用气动或或电动潜潜水泵将将水排入入矿车或或箕斗、吊吊桶中,随随同矿石石一起提提至地面面排出,所所以我们们设计的的巷道不不用水沟沟,而采采用矿车车排水。八、躲避避硐室在串车或或箕斗提提升时,按按规定井井内不准准行人,但但在生产产实践中中,友必必须有人人检修抽抽空检查查,维修修、为保保证检修修人员的的安全,友友不影响响生产,只只好在斜斜井井筒筒内每隔隔一段距距离设置置躲避室室,躲避避硐室的的间距在在曲线段段不超过过15 m,在在直线段段不超过过30mm,硐室室的规格格可采用用宽11.55m,高高不小于
19、于1.99m,深深1.2m,位置设设于人行行道一侧侧,以便便人员出出入方便便。九、人行行道斜井人行行道与平平巷不同同,通常常按斜井井倾角大大小的需需要,设置人人行台阶阶与扶手手,台阶阶踏步尺尺寸可按按表43选取取,一般般在坡度度为10015时,设设人行踏踏步,115355时,设设踏步及及扶手,大大于355时,设设梯子,扶扶手常用用钢管或或塑料管管制作,位位置应选选在人行行道一侧侧,距斜斜井井壁壁801000mm,距轨道道道渣面面垂高约约9000mm, 表44-3 斜井井台阶尺尺寸台阶尺寸寸斜井坡度度16202530台阶高度度(r)120140160180台阶宽度度(h)420385340310
20、台阶横向向长度600600600600但是,运运输物料料的斜井井兼主要要行人时时,人行行道的有有效宽度度不小于于1.22m.人人行道的的有效高高度不小小于1.9m,十、斜井井井筒断断面布置置形式1、 管道和水水沟布置置在人行行道一侧侧,这种种布置方方式,管管路距轨轨道稍远远一些为为好一旦旦发生跑跑车或掉掉道事故故,管路路不易被被砸坏,而而且管道道架在水水沟上面面,断面面利用较较好,缺缺点是出出入躲避避洞,因因管道妨妨碍,不不够安全全和方便便2、 管道和水水沟布置置在非人人行道一一侧,这这种情况况下管道道靠近轨轨道,容容易被跑跑车或掉掉道砸坏坏,但出出入方便便,安全全。3、 管道和水水沟分开开布
21、置,管管道设在在人行道道一侧,它它与前面面1的内内容相同同,但是是需要加加大人行行道侧宽宽度4、 管道与水水沟分开开布置,管管道设在在非人行行道一侧侧,它与与2中相相同,但但人行侧侧宽度适适当加宽宽。串车斜井井难免发发生掉道道和跑车车事故,因因此在设设计应尽尽量不要要将管道道和电缆缆设在串串车提升升的井筒筒中,尤尤其是在在提升频频繁的矿矿井中十一、斜斜井井筒筒断面布布置要求求斜井井筒筒断面形形状和支支护形式式的选择择与平巷巷基本相相同,但但斜井时时矿井的的主要出出口,服服务年限限长,因因此斜井井断面形形状多采采用拱形形(半圆圆拱形、圆圆弧拱形形或三心心拱形)断断面,用用混泥土土支护或或喷锚支支
22、护斜井井筒筒断面布布置,系系指轨道道,人行行道、水水沟和管管线等相相对位置置而言,井井筒断面面的布置置原则,除除与平巷巷相同之之外,还还要考虑虑以下几几点1、 井筒内提提升设备备之间及及设备与与管道、电电缆、侧侧壁之间间的间隙隙,必须须保证提提升的安安全,同同时还要要考虑到到升降最最大的可可能性2、 有利于生生产期间间井筒的的维护、检检修清扫扫,及人人员通行行的安全全与方便便3、 在提升容容器发生生掉道或或跑车时时,对井井内的管管道或其其他设备备的破坏坏应降到到最低的的程度4、 串车斜井井一般为为进风(个个别也作作为回风风井)井井筒断面面要满足足通风要要求十二、矿矿车的选选型要求规定定采用11
23、.5tt的固定定式矿车车组提升升,本矿矿山为铅铅锌矿,根根据矿石石比重与与密度,我我们选取取了YGGC1.2(66)型矿矿车,容容积为11.2mm3,符合11.5tt的容重重。轨距距根据矿矿山年产产量300万t选选取了6600mmm。选选取的固固定式矿矿车外形形参数如如下:轴轴距6000mmm,长114000mm,宽宽10550mmm,高112000,车厢厢长15500,自自重0.72tt。运输设备备类型设备外形形尺寸轨距架线高度度H线路中心心线F长l宽b高h架线式ZK1.5-66/1000210009201550060016000-2000012000ZK1.5-77/10001040076
24、213000ZK3-6/225027000125001550060017000-2110016000ZK3-7/225076213000ZK7-6/225045000106001550060018000-2220016000ZK7-7/22501360076213000ZK7-6/555045000106001550060018000-2220016000ZK7-7/55501360076213000ZK100-6/250045000106001550060018000-2220016000ZK100-7/250013600762ZK100-6/550045000106001550060018
25、000-2220012000ZK100-7/5500136007621200013000蓄电池式式XK2.5/448210009501550060013000XK2.5/448A21000950155007621050013000XK6/100044300106331550090015000运输设备备类型设备外形形尺寸轨距架线高度度线路中心心长l宽b高h固定式矿矿车YGC00.5(6)120008501000060011000YGC00.7(6)150008501050060011000YGC11.2(6)19000105001200060013000YGC11.2(7)762YGC22(6)
26、30000120001200060015000YGC22(7)762YGC44(7)37000133001550076219000YGC44(9)900十三、断断面布置置图如下下十四、爆爆破参数数的确定定爆破参数数主要包包括炮眼眼直径.炮眼深深度.炮炮眼数目目.单位位炸药消消耗量等等。1. 炮眼直径径炮眼直径径对钻眼眼效率.全断面面炮眼数数目,炸炸药消耗耗量和爆爆破岩石石块度等等与岩壁壁平整度度均有影影响。目目前国内内岩巷掘掘进均采采用直径径27mmm.332mmm和355mm三三种药卷卷,炮眼眼直径需需比药卷卷直径大大688mm左左右,所所以目前前沿岩巷巷掘进的的炮眼直直径多采采用35542
27、2mm。2炮眼眼深度合理的炮炮眼深度度应以高高速、高高效、低低成本、便便于组织织正规循循环作业业为原则则。采用用气腿式式凿岩机机时,炮炮眼深度度以1.822.5mm为宜,眼眼深超过过2.55m后,钻钻眼速度度明显降降低。采采用配有有高效凿凿岩机的的凿岩台台车时,应应向深眼眼发展,一一般眼深深可达33.0mm以上。3爆破破器材的的选择 我我国目前前使用的的,矿用用炸药有有硝铵类类炸药和和水炸药药(乳化化、浆化化、水胶胶炸药)。 起起爆器材材一般采采用8号号雷管,延延秒、半半秒、毫毫秒等都都能满足足使用,但但是在穿穿过有瓦瓦斯的底底层时, 不能选选用有瓦瓦斯的雷雷管,毫毫秒延期期雷管时时间也不不能
28、大于于1355ms。本次施工工选用22号硝铵铵岩石炸炸药,88号雷管管药卷直直径选335mmm,长度度为2000mmm,质量量为2000g。钻眼器材材可以选选用:气气腿式凿凿岩机、向向上式凿凿岩机、导导轨式凿凿岩机、凿凿岩台车车等凿岩岩设备,钻钻炮眼直直径为442mmm。4炮眼眼布置1)掏槽槽眼掏眼槽一一般布置置在巷道道断面中中央靠近近底板处处,这样样便于打打眼时掌掌握方向向,并有有利于其其他多数数炮眼的的岩石能能借助于于自重崩崩落,两两眼底距距离为2200mmm左右右,眼深深比一般般炮眼深深2000mm。每每眼装药药长度系系数为00.40.66.适用用于各种种岩层。可可充分利利用自有有面,逐
29、逐步扩大大爆破范范围;掏掏眼槽面面积较大大,适用用于较大大面积巷巷道,但但因炮眼眼倾斜,掏掏槽眼深深度受到到巷道宽宽度的限限制;碎碎石抛掷掷距离较较大,易易损伤设设备和支支护,当当掏槽眼眼角度不不对称时时尤其如如此。此此次施工工使用圆圆锥形掏掏槽。2)辅助助眼辅助眼又又称崩落落眼,是是大量崩崩落岩石石和继续续扩大掏掏槽的炮炮眼。辅助眼要要均匀布布置在掏掏槽眼与与周边眼眼之间,其其间距一一般为55007000mm,炮炮眼方向向一般垂垂直于工工作面,装装药系数数一般为为0.4450.660.如如采用光光面爆破破,则紧紧邻周边边眼的辅辅助眼要要为周边边眼创造造一个理理想的光光面层,即即光面厚厚度比较
30、较均匀,且且多与周周边眼的的最小抵抵抗线。3)周边边眼周边眼是是爆落巷巷道周边边岩石,最最后形成成巷道断断面设计计轮廓的的炮眼。周周边眼布布置合理理与否。直直接影响响巷道成成型是否否规整。现现在光面面爆破已已经较为为成熟,一一般应按按光爆要要求进行行周边眼眼布置。光光面周边边眼的间间距与其其最小抵抵抗线存存在着一一定的比比列关系系你,即即K=E/W式中,KK为炮眼眼密集系系数,一一般为00.81.00,岩石石坚硬时时取最大大值,较较小时取取最小值值;E为为周边眼眼距,一一般取44006000mm,WW为最小小抵抗线线。5选择择装药结结构与起起爆方法法根据起爆爆药包所所在位置置不同,有有正向装装
31、药与反反向装药药两种方方式。正向装药药先将被被动药包包依次装装入眼内内,然后后装入起起爆药包包。所有有药包和和雷管的的聚能穴穴一致朝朝向眼底底,最后后用炮泥泥填满炮炮孔。 反向装装药,先先将起爆爆药包装装入眼底底,然后后再装被被动药包包,最后后装满炮炮泥,并并且雷管管和药包包的聚能能穴一致致朝向眼眼口。这这样炮轰轰波由里里向外传传播,与与岩石朝朝向自由由面的方方向一致致,有利利于反射射拉伸波波破碎岩岩石,同同时起爆爆药距自自由面较较远,爆爆炸气体体不会立立即从眼眼口冲出出,爆炸炸能量能能得到充充分利用用,因此此能取得得较好的的爆破效效果。5钻眼眼爆破安安全及注注意事项项(1).钻眼爆爆破安全全
32、技术钻眼爆破破安全技技术必须须严格按按煤矿矿安全规规程有有关规定定执行。一一般应注注意以下下事项:1、 钻眼安全全注意事事项1) 开眼时必必须使钎钎头落在在实岩上上,如有有浮矸,应应处理好好后在开开眼。2) 不应许在在残眼上上继续钻钻眼3) 开眼时给给风闸门门不要突突然开大大,待钻钻进一段段后,在在开大4) 为防止断断钎伤人人,推进进凿岩机机是不要要用力过过猛,更更不要横横向用力力,凿岩岩时钻工工应站稳稳,应随随时提防防突然断断钎5) 一定要注注意把胶胶皮风管管与风钻钻接牢,以以防脱落落伤人6) 缺水或停停水时,应应立即停停止钻眼眼(2).爆破安安全注意意事项1) 在规定的的安全地地点装配配起
33、爆药药卷2) 爆破母线线要妥善善的挂在在巷道的的侧帮上上,并且且要和金金属物体体、电缆缆、电线线离开一一定距离离;装药药前要试试一下爆爆破母线线是否贯贯通3) 装药前应应检查顶顶板情况况,撤出出设备与与机具,并并切断除除照明以以外的一一切设备备的电源源、照明明灯及导导线也应应撤离工工作面一一定的距距离4) 检查工作作面200m范围围内的瓦瓦斯含量量,并按按煤矿矿安全规规程有有关规定定处理5) 装药前要要细心地地将药卷卷送到眼眼底,防防止擦破破药卷、装装错雷管管段号、拉拉断角线线。有水水的炮眼眼,尤其其是底眼眼,必须须使用防防水药卷卷或药卷卷加防水水套,以以免受潮潮距爆6) 爆破后要要等工作作面通风风散烟后后,爆破破员率先先进入工工作面,并并进检查查认为安安全后方方能进行行工作7) 装药连线线后应由由爆破员员与班组组长进行行技术检检查,做做好爆破破前的安安全布置置发现瞎炮炮应及时时处理,如如瞎炮是是有连线线不良或或错连所所造成,则则可重新新连线补补爆;如如不能补补爆,则则应在距距原炮眼眼0.33m外钻钻一个平平行的炮炮眼,重重新装药药爆破。炮孔布置置之图如如下:根据N=3.33fS2 所以以N=229
限制150内