井巷工程课程设计设计说明书.doc

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1、前言井巷工程课程设计是学习采矿工程专业的重要技能。课程设计的目的在于通过设计巩固和加深，课堂理论知识并使之与实际相结合，以培养学生运用所学知识独立解决巷道施工之中问题的能力和掌握巷道设计中的基本方法和基本能力，并初步结合生产实际锻炼，解决在生产上所得到的实际问题，培养学生科学的思维方法和工程技术人员应具备的基本技能。依据：设计巷道断面且接作为井下巷道施工依据，也是进行井巷工程预算的依据。内容：根据所给的初始条件，选择适当的断面形状及相适应的支护方式。其次根据巷道中通过的设备尺寸和支护参数等确定净x面积尺寸，并计算x井工程量。然后x量水沟和管缆。最后绘制断面施工图，编制巷道特征表和材料消耗表。要

2、求：在满足安全生产和施工要求的条件下，力求提高断面的利用率，取得最佳经济效果，严格按照有关规定进行设计。1目录前言1设计原始条件1第一部分：巷道断面施工图设计21.1选择断面形状21.2选择巷道断面尺寸21.2.1净宽确定（B0）21.2.2净高确定21.2.3确定巷道净断面积S和净周长P.41.3验算风速41.4确定水沟参数及管线布置41.4.2管线布置51.5选择支护类型及参数（见2.4节）51.6确定巷道推进断面尺寸51.7编制巷道断面特征和每米巷道材料消耗表见表1-1、1-261.8绘制巷道断面施工图（见大图）62.1钻眼爆破工作72.1.1选择钻眼机具72.1.2选择爆破器材72.1

3、.3确定爆破参数82.1.4钻眼爆破工作组织92.1.5钻眼爆破工作的技术要求及安全措施112.2巷道推进的通风工作122.2.1确定通风方式122.2.2选择局扇和风筒122.2.3通风设备的布置132.2.4通风管理工作132.3装岩工作132.3.1每一循环出钎量（实体）132.3.2装岩机型号和数量的确定142.3.3确定巷道调平和运输方式142.3.4装岩机与调平设备在巷道中的布置142.4支护工作142.4.1临时支护方式的确定及施工142.4.2巷道永久支护152.5巷道掘进的辅助工作162.5.1工作面压风和水的供应162.5.2工作面排水162.5.3工作面供电172.5.4

4、工作面测量工作172.5.5其他辅助工作172.6编制巷道施工循环图表172.6.1确定循环作业方式172.6.2确定一循环各工序的工作量182.6.3确定一循环各工序所需时间182.6.4编制循环图表192.7施工劳动组织192.8人员配备和分工202.9技术经济指标20参考文献21致谢211设计原始条件1. 巷道用途：双轨水平运输大巷2. 设备：ZK7-6/250架线式电机车，YGC2（6）矿车（固定式车厢）3. 年产量30万吨4. 最大涌水量400m3/h5. 通过巷道风量30m3/h6. 巷道尺度500m7. 围岩类别：V类第一部分：巷道断面施工图设计1.1选择断面形状作为主要水平运输

5、大巷，一般服务年限在10年以上，采用双轨铁路运输，某净宽在3m以上，又巷道有多条管线布置，而且穿过围岩为V类岩石，极长稳定，对支护要求较高，综合多种因素的影响。最终选择断面形状为三心拱断面（f0/B0=）1.2选择巷道断面尺寸1.2.1净宽确定（B0）根据生产30万t，查表选电机车重量为7t，型号为ZK76/250,矿xx YG（216）(固定式），再查表得（表格参数来自井巷工程/赵兴东主编，为1-1,1-2.1-3，1-7）b=1200mm b1=300mm b2=820mm m=300mm计算净宽：Bo=2b+b1+b2+m=2400+300+820+300=3820m （1-1）式中：b

6、 运输设备的宽度 b1 运输设备到非人行到一侧支护体的安全距离 b2 运输设备到非人行到一侧支护体的安全距离 m 运输设备间的安全距离1.2.2净高确定1.2.2.1拱高确定（f0）：根据所选x面形状得为了方便施工实际选取=1267mm,以，,为基本参数由CAD软件作用，精确得出大圆弧半径R=2623mm，小圆弧半径r=996mm1.2.2.2道床参数确定根据以上所选取的机车年产量，选轨道型号为22kg/m,轨枕选用钢筋混凝土轨枕，查表18得参数如下（表格来源同上） h6=400mm h5=250mm h4=150mm h6:xx水平至轨面水平距离；h5：底板水平至xx水平距离；h4：xx水平

7、至轨面水平距离1.2.2.3确定墙高 a.按电机平等线要求确定因为xx，故导电弓子在小圆弧内，此时： （1-3）式中:H1 巷道轨面至导电弓子的高度，安全规程规定当电压小 于5xx，H1180mm A 非人行道的线路中心到支架的距离：mm k 电机车导电弓子宽度之半,一般取400mmb.按行人要求确定墙高h3三心=1900+h5 =1715mm （1-4）式中：1900为巷道墙高保证行人壁车靠壁站立时，距壁100mm处巷道的最低高度根据以上a、b xx的结果x h3三心=1710mm（按规定实际应选1715，但由于考虑到低于施工和一些别的因素应选1710mm.）1.2.3确定巷道净断面积S和净

8、周长P.净断面积：由CAD的面域生成查询命令查得： S=9565416=9.565m2 （1-5）净周长：由CAD长度查询命令查得： P=12082mm （1-6）1.3验算风速 由于vv允 =，故断面设计符合通风要求。1.4确定水沟参数及管线布置1.4.1设巷道的涌水量为（最大），采用水沟坡度为3，采用锚喷支护，设计净断面尺寸如下（也可xxx） 其中： 断面上宽 断面下宽 断面宽度 Sxx = （1-8） 最大流速 (1-9)由于v允 许=，故设计合理1.4.2管线布置2条动力电缆悬挂在非人行道一侧，3条通讯电缆悬挂在非人行道一侧，压风管线和供水管线悬挂于风管之上，如图1-1，运输大巷断面如

9、图所示1.5选择支护类型及参数（见2.4节）1.6确定巷道推进断面尺寸以下数据均为确定巷道基本尺寸及支护厚度后，由CAD作出图，用面域生或查询命令及测量命令所得常规的计算更为准确。推进宽度B=4060mm推进厚度H=3110mm推进断面积：S=11.618m2混凝土喷射厚度T=d=130mm运输大巷断面特征见表 1-11.7编制巷道断面特征和每米巷道材料消耗表见表1-1、1-21.8绘制巷道断面施工图（见大图）表1-1 运输大巷断面特征表围岩类别设计掘进尺寸断面积/m2喷射厚度/mm净周长/mm锚杆高/mm宽/mm净断面积/m2掘进断面积/m2形式外露长度/mm排练方式排间距/mm长度/mm直

10、径mmV311040609.56511.61713012082全长式150梅花形1000150020表1-2 运输大巷每米工程量及材料消耗表围岩类别计算掘进工程量，m3锚杆数量，根材料消耗粉刷面积，m2喷射材料，m3锚杆数量，根V116178579 1.32998.166第二部分巷道施工技术措施2.1钻眼爆破工作2.1.1选择钻眼机具选用Y7-23气腿式3台，备用3台，钎头选用“十”字型，直径=40mm，其技术特征见表2-1。表2-1 YT23型气腿式凿岩机技术特征表型号质量/kg气缸直径/mm活塞行程/mm冲击频率/次mm-1冲击功/J扭矩/Nm使用风压/MPaYT-232476602100

11、5914.70.5耗气量/m3min-1使用水压/M Pa配器阀形式推进方式注油器钻孔直径/mm最大钻深/m3.60.20.3环状活阀FT160型FY200A344252.1.2选择爆破器材炸药选用2#铵油炸药，药圈直径L=35mm，周边孔用L=25mm，雷管选用第三例国产毫秒延期包雷管,起爆器选用KG-3000，其性能特征见表2-2.表2-2 YJQL-300型号矿用电容式发爆器性能指标表 型号最高脉冲电压/v引爆电容器容量F点燃冲量/A2ms供电电源体积3000 -8.71号干电池4节6v20713748mm允许最大负载电阻(串联)/准爆能力（发）充电时间/s机器质量/kg生产厂家 KG-

12、300同脚线铁脚线湖南湘西科贸中心爆破仪器仪表厂1220300200201.62.1.3确定爆破参数2.1.3.1炮眼深度的确定该巷道选用凿岩机为Y7-23气腿式凿岩机，炮眼深度以1.8 2.5m为宜，选炮眼深度为2m。2.1.3.2掏槽方式选择为了取得良好的掏槽效果，选用螺旋渐进式掏槽。2.1.3.3爆破炮孔布置计算根据岩性及国内外各矿山的经验选炸药单耗 ,则实际需药量 （2-1）a. 周边孔光爆破设计 实取600mm （2-2） 实取500mm （2-3）X装药实质选xx，则单孔药量根据参数布置炮孔27个，总药量b.掏槽眼的设计计算用螺旋渐进式掏槽孔，单耗选为1.6kg/m3，总孔均为5个

13、，引出各孔深度。装药高度及填塞高度如下表，表2-3。表2-3掏槽孔基本参数表编号孔深/mm装药高度/mm填塞高度/mm药量/kg16003003000.240210005005000.410314008006000.6504180012006000.9705210015006001.220c.崩落眼的设计计算按均匀分布的原则，共设25个崩落孔，根据最小折x线检查原则右断面炮孔布置图上经量取均满足最小抵抗线线，放炮孔布置合理。2.1.3.4设计爆破网络，炮眼装置结构a. 爆破网络：按先爆掏槽孔，再爆辅助孔，最后爆破周边眼的原则，布置起炮顺序，具体见表2-5 装药量及起爆顺序b. 炮眼装置结构掏槽

14、眼选用连续装药，辅助眼（崩落眼）选用连续装药，填塞高度 600mm，周边孔由于采用光面爆破，均选用分段装药。填塞高度500mm2.1.4钻眼爆破工作组织根据以上的叙述及计算工作量，编布爆破图表2-4；2-5；2-6 21表2-4 爆破原始条件名称数量名称数量巷道掘进断面/m210.30159 炮眼数目/个58 岩石类型V类 雷管数目/个57 炮眼深度/m2 总装药量/kg32.5表2-5 装药量及起爆顺序 眼名眼数眼深（m）装药量 起爆 顺序 连线 方式 装药 结构单孔总质量 空眼12.1-串联 连续反向装药掏槽眼10.60.2400.24 01掏槽眼110.4100.4102掏槽眼11.40

15、.6500.6503掏槽眼11.80.9700.9704掏槽眼121.2201.2205辅助眼2520.9 22.5069 帮眼 1120.2402.64010 顶眼720.2401.68010 底眼9 20.2402.16011 合计5816.932.470表2-6 预期爆破效果名称数量名称数量炮眼利用率/% 95每米消耗炸药量kg/m17.425每循环工作进尺/ 1.9每循环炮眼总长度/ 16.9每循环爆破实体岩石/m 322.072每立方米岩体消耗雷管量（个m-3） 2.58炸药单耗/kgm-3 1.5每米巷道消耗雷管量（个m-1） 302.1.5钻眼爆破工作的技术要求及安全措施2.1.

16、5.1钻孔安全注意事项（1）开孔时必须使钎头落在岩上，如有浮石，应处理好后再开孔；（2）不允许在残孔内继续钻孔；（3）开孔时给风阀门不要突然开大，须钻进一段后再开大阀门；（4）为避免短钎伤人，推进凿光机时不要横向用力，凿岩时钻工应站稳，应随时堤防突然短钎；（5）胶皮管，要与风钻接牢，并在使用过程中随时注意检查，以防脱落伤人（6）缺水或停水时应立即停止钻孔（7）工作面全部炮孔钻完后，要把凿光机里清除好并搬至规定的地点2.1.5.2爆破安全注意事项（1） 装药前应检查主板情况，撤出机具与设备，并切断除照以外的一切设备的电源、照明灯及导线也应撤离工作面一定距离；（2） 使用电雷管爆破时，母线应妥善地

17、挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；（3） 在规定的安全地点装配引药（起炮药卷）（4） 装药时要细心的将药卷装到底孔，防止擦破药卷，装错雷管段号，拉断脚线，有水的炮孔尤其是底孔，必须使用防水药卷加防水套，以免受潮拒爆；（5） 装药、连线时应由爆破员与班组长进行技术检查并做好爆破前的安全布置；（6） 爆破后等工作面通风散烟后，爆破员率先进入工作面，并检查认为安全后，其他人员方能进行工作；（7） 发现盲炮应及时处理，如盲炮是由连线不良或错连所造成，则可重新连线补爆，如不能补爆，则应在距离远炮孔0.3m外钻一个平行的炮孔，重新装药爆破，严禁手拉或掏挖盲炮；（8） 产生盲炮将意

18、味着潜在的危险，应在装药前严格检查爆破器材，装、连过程中要严格操作和检查，尽量消除产生盲炮的可能。2.2巷道推进的通风工作2.2.1确定通风方式由于该巷道尺度为500m，在推进xxx采用单独的xx抽出式还是压入式效果都不理想，故在前200mm掘进中采用抽出式通风。当掘进超过200mm时，采用联合通风，按最低排出风速计算风量得2.2.2选择局扇和风筒局部扇风机适用JB7-51型号局部通风机，其主要技术特征见表2-7，抽出式风筒选用铁风筒，直径600mm，每节长度3m，壁厚2mm，垫圈厚8mm，质量28.3kg/m。压入式风筒选用胶布风筒，直径500mm，每节长度10m，壁厚1mm，质量1.9kg

19、/m2（根据经验选取）表2-7通风机主要技术特征表型号外径/mm转速/rmin-1全风压/（mmH2O）风量/m3min-1电机功率/kW级数质量/kgJBT-51500.82900251201452255.511752.2.3通风设备的布置在前200m以内采用抽出式通风时，设备布置为一般方式。在200m以后采用联合通风时采用长压短抽混合通风。简图如下：抽出式通风联合通风2.2.4通风管理工作采用湿式钻研综合防尘技术措施，严禁在设有防尘措施情况下进行干x生产和开式凿岩。在爆破用水冲洗，爆破后立即进行喷雾。装岩前在白岩堆上洒水，控制风速在1.520m/s达到通风时的最优排尘效果，加强个人防护，工

20、人在工作面作业时，一定要戴防尘口罩，对工人定期进行身体健康检查，发现后应及时治疗。2.3装岩工作2.3.1每一循环出钎量（实体） 2.3.2装岩机型号和数量的确定采用2CY60R型xxx侧卸式装岩机，技术特征见表2-8表2-8装岩机技术特征型号铲斗容量最大爬坡能力发动机功率最大卸载高度最大崛起力ZCY60R0.8m31613kw1700mm40KN2.3.3确定巷道调平和运输方式调平方式为活动错车场调平（该巷道为双轨运输大巷，故可大大提高效率）配胶带装岩，运输方式采用电机车牵引矿车的铁路运输。为了提升装岩生产率，有以下几条措施：1. 改善爆破效果2. 减少装岩间歇时间3. 加强装岩调平的组织工

21、作4. 提高调平效率，缩短调平时间2.3.4装岩机与调平设备在巷道中的布置装岩机停在一侧，与此平行的工作面布置矿车,（详见图 设备布置示意图）2.4支护工作2.4.1临时支护方式的确定及施工由于该巷道围岩为V类围岩，极不稳定，所以非常有必要采取临时支护方式，确定为锚网梁支护结构，选择此方式支护不仅效果良好，而且还可以用于服务永久支护锚杆选用全长粘固式的水泥砂浆锚杆，在爆破通风后立即打孔安装锚杆及挂金属网。2.4.1.1确定支护参数根据国内几个冶金矿山使用锚杆支护的实例确定锚杆长度为1.5m，锚杆间距为1。0m，外露长度为0.15m，排列方式梅花形，锚杆直径为20mm。2.4.2巷道永久支护2.

22、4.2.1支护形式根据围岩情况选择支护方式为锚网梁喷联合支护，由于在临时支护时主打入锚杆，挂好锚网，故在永久支护时只需喷射混凝土。2.4.2.2所选用的设备及数量喷射混凝土时选用HLF-5型湿式喷射机。技术特征见表2-9.表2-9 混凝土喷射机主要技术性能型号生产能力56m3/h电动机功率4kw骨料最大粒径20mm最大输送距离向上40m输料管内径50mm水平80mHLF-5压气工作压力36Mpa自重600kg压气消耗量10m3/min外形尺寸18008501300mm2.4.2.3永久支护与推进工作在时间和空间上的相互关系待装岩工作完成后，新的工作面开始凿岩，同时进行喷射混凝土。2.4.3施工

23、工艺技术措施及质量要求喷射混凝土选用硅酸盐水泥强度等级为42.5，细骨料采用干净的细砂，粗骨料直径不大于15mm，水灰比为0.4-0.5，在喷射混凝土中添加速凝剂，初凝时间不大于5min，终凝时间不应大于10min。由于喷射层较厚，采用分层喷射，共分三次喷射，第一次50mm，第二次40mm，第三次40mm.其间隔时间为15-20min。2.5巷道掘进的辅助工作2.5.1工作面压风和水的供应工作面压风由该矿山总的空压机组提供，其原理是通过空气压缩机将自由空气不断压缩用以驱动风动机具。在此巷道掘进中用于提供气眼凿岩机，混凝土湿喷机的动力。由于巷道推进力必须采用湿式钻眼，还有再爆破后进行喷雾降尘等用

24、水。故掘进巷道须安放供水系统。2.5.2工作面排水由于该巷道的方向和坡度，故可采用自流式排水。在距离工作面不远处流量临时截水沟，将水引至巷道中的排水沟。2.5.3工作面供电施工照明用电采用低于36v的安全电压，其他设备需用动力电时必须严格遵守有关规定。2.5.4工作面测量工作为保证巷道的方向和坡度，在推进的过程中，定期由测量人员用经纬仪给出巷道的中线和腰线。然后用激光指向仪定在巷道中心线上，掘进时激光同时给出巷道的中线和线，按此来合理的布置炮孔。2.5.5其他辅助工作掘进工作面采用轻型钢轨进行临时辅助，要求轨道平直，轨距符合要求，为了节约时间，可在钻孔时辅设轨道。2.6编制巷道施工循环图表2.

25、6.1确定循环作业方式由于该巷道断面较小，故采用一次成想说施工，多工序平作业，由于掘进中主要工序占用大量时间。故必须采用主要工序平行作业以保证达到节约时间的目的，即在爆破时采取适当的岩石抛掷爆破。通风完成后，装岩多工作面大眼同时进行，此时还可以进行一些辅助的作业。如接风管、水管等工作。2.6.2确定一循环各工序的工作量钻眼总深度16.9m出杆总量23.236m3粉刷面积16.332m2喷射材料消耗（混凝土）2.658m32.6.3确定一循环各工序所需时间a. 钻眼时间每一循环炮孔x n1=58个，平均孔深 1.9m，所需时间 每一循环锚杆眼x n2=18个，孔深1.5m，所需时间由于该巷道用3

26、台凿光机平行的作业，故凿岩所需时间b.装药连线时间炮眼xx58个，需装药xx n3=57个，每个炮眼孔装药时间t3=5min总时间，在工作面同时安排6组工作人员，则实际消耗时间c.装岩时间选岩石松散系数k=1.6，则xxx体积装岩机总x为1台，工作效率为35m3/h,即0.583m3/min.则装岩所需时间d.通风检查时间及交接班时间爆破后通风时间,安全检查,交接班时间在实际工作中，为了防止意外，预留的备用时间，以防意外造成工序延长，则主循环时间2.6.4编制循环图表表2-10 循环作业图表班次工序名称时间/min08点班816点班1624点班1234567891011121314151617

27、18192021222324掘进班交接班20打锚杆眼36打炮眼155装药放炮48通风20安全检查20安装锚杆54初喷60装岩64喷浆班准备20复喷成巷40清理30注：在辅助循环中，准备时间t1=20min，xxx时间t 2=40min，消耗时间30min，则一整循环时间T=7.55h,考虑时间安全系数，则一班一循环安排合理2.7施工劳动组织采用综合工作队，多工序平行交叉（见循环图表）和正规循环作业的劳动组织形式。实行三八小时工作制。2.8人员配备和分工表2-11 劳动组织及工种表工种人数工种人数直接工凿岩工3放炮员1装岩机司机1班长1维护工1喷浆工3小计10辅助工上料工2水沟工1电车司机2小计

28、5合计152.9技术经济指标表2-12 主要技术经济指标表序号名称单位数量1每班循环数个1.212每循环进尺m23每班进尺m2.424每日循环数m3.635每日进尺m7.266全月工作日数d307月循环总数个108.98月进尺m217.89掘进直接工效率m3/工6.0010每米巷道炸药消耗量kg/m16.2511每米巷道雷管消耗量个/m28.512每米巷道混凝土消耗量m3/m1.370参考文献1赵兴东，于庆磊，徐帅.井巷工程.北京：冶金工业出版社2010.52王玉杰.爆破工程.武汉：武汉理工大学出版社3吴超.矿井通风与空气调节.长沙：中南大学出版社4最新矿山井巷工程施工综合技术与标准规范使用手册5新编爆破工程实用技术大全致谢在本次课程设计中，我遇到了不少困难，有很多疑问，但在老师的指导下都得以解决。在这里我衷心的感谢指导老师*老师的细心讲解，还有*老师的帮助。