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1、河南工程学院平安工程系课程设计报告课程名称：井巷断面设计姓名：王佳伟学号：200801111149班级：平安工程0841井巷工程课程设计任务书某煤矿年设计生产实力90万t吨，接受立井开拓方式，属高瓦斯矿井，接受中心分列式通风，井下最大涌水量为450m3h;其次水平东运输大巷长度160Om,服务年限为25年；通过的流水量为160m3h,风量为403s；接受2K10-9/550直流架线电机车牵引矿车运输。巷道内铺设一趟直径为200mm的压气管和一趟直径切为IoOmm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚实性系数/=46。设计内容：1.选择合适的巷道断面形态。2 .设计双轨直线段的巷道断面。确
2、定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最终确定巷道的掘进断面尺寸。3 .布置巷道内水沟和管线。4 .计算巷道掘进工程量和材料消耗量。5 .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料消耗表。6 .依据设计的断面图，编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。设计要求：1 .在规定的时间内细致、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并主动接受切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。2 .要通过计算确定的，必需有必要的计算步骤和过程。要参照有关规
3、范和阅历确定的，请说明确定理由。设计参照依据：煤矿平安规程、煤矿井巷工程质量验收规范、煤矿巷道断面和交岔点设计规范、煤矿矿井采矿设计手册、井巷工程东兆星等.徐州：中国矿业高校出版社，2009o3 .说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。图纸绘制用CAD,绘图比例用1：50,打印输出比例为1：1,纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。4 .提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图，炮眼布置图）。5 .设计时间：2010-2011学年第1学期第17周（0841班、0842班），2010-2011学年
4、第1学期第18周（0921班）。第一章巷道断面设计一、选择巷道断面形态年产90万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，接受90Omm规则的双轨运输大巷，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和喷射混凝土支护，巷道为半圆拱形断面。二、确定巷道净断面尺寸(一)确定巷道净宽度B查表3-2可知ZK10-9/550电机车A=1360mm高h=1550mm;1.5t矿车宽1050mm高115Ommo依据煤矿平安规程，取巷道人行侧道宽840mm,非人行道一侧宽a=400mmo又查表3-3,知本巷双轨中线距离b=1600mm,则两电机车之间的距离为1600-(13602136
5、0/2)=240mm200mm故巷道净宽度B=al+b+c1=(400+1360/2)+1600+(13602+840)=4200mm.(二)确定巷道拱高ho半圆拱形巷道拱高h0=B2=42002=2100mm.半圆拱半径R=h=2100mm.(三)确定巷道壁高Fh1 .按架线电机车导电弓子要求确定h3由表6-1-5中半圆形巷道拱高公式得h3h4+hc-J(R-.)2一(K+.)?式中，h4为轨面起电机车架线高度，按煤矿平安规程取h4=2000mm;he为道床总高度。查表3-10,选22kgm钢轨，再查表3-5得上二380111111,道渣高度限二2200；11为导电弓子距拱璧平安距离，取n=
6、300mm;K为导电弓子宽度之半，K=718/2=359,取K=360mm;bi为轨道中线与巷道中线的距离，b=B2-a=42002-l080=1020mm.故h3N2(X)0+380J(21-300)A2T360+1020r2=225mm2 .按管道装设要求确定h3h32h5+h7+hb-JH人2-(K+m+D2+b2)A2式中，h5为渣面至管子底高度，按煤矿平安规程取h5=l800mm；h7为管子悬吊件总高度，取h7=900mm;m为导电弓子距管子间距，取m=300mm;D为压气管法兰盘直径，D=335mm;为轨道中线与巷道中线间距，b2=B2-C1=4200/2-1520=580mm.故
7、h321800+900+220-21002-(360+300+335/2580)2=1341mm3 .按人行道高度要求确定h3h321800+hb-J-八2_(_一/)八2式中，j为距巷道壁的距离。距壁j处的巷道有效壁高不小于180OmmJ2100mm,一般取j=200mr11oh321800+220-21002-(2100-200)2=1125mm综上计算，并考虑确定的余量，确定本巷道壁高h3=1820mm则巷道高度H=hO+h3-hb=1820-220+2100=370Omm。(四)确定巷道净断面面积S和净周长P由表38得净断面积S=B(0.39B+h2)式中，h2为道渣面以上巷道的壁高，
8、h2=h3-hb=120-220=1600mm故S=4200*(0.39*4200+1600)=13599600mm2=13.6m2净周长P=2.57B+2h2=2.57*4200+2*1600=13994mm=14.0m.(五)用风速校核巷道净断面积查表3-7校核巷道净断面面积值查表6-1-7,知VmaX=8ms已知通过大巷风量Q=40m%,代入下式V=QS=40/13.6=2.948ms设计的大巷断面面积，风速每超过限定，可以运用。三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘金断面尺寸(一)选择支护参数接受锚喷支护，依据巷道净宽4.2m、穿过中等稳定岩层、服务年限大于20年等条件，确定选用锚固牢靠
9、、锚固力大的树脂锚杆，杆体为if18mm螺丝钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度2700mm,设计锚杆预紧力24OkN,锚固力280kN,锚杆长度2.0m,成方形布置，其间距0.8OmX0.80m,托板为8mm厚15OmmX150mm的方形钢板。喷射混凝土厚度TI=Ioomnb分两次喷射，分两次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度T=TI=IoOmmo(二)道床参数的选择依据本巷道通过的运输设备，选用22kgm钢轨，其道床参数he、hb分别为38Omm,200mm,道渣面至轨面高度ha=hc-hb=380-220=160mm.接受钢筋混凝土轨枕。(三)确定巷道掘进断面尺寸由表3-7计算式得：巷道
10、设计掘进宽度B1=B2T=4200+2*100=4400mm巷道计算掘进宽度B2=B1+2d=4400+2*75=455Omm巷道设计掘进高度H1=Hhb+T=3400+220+100=3720mm巷道计算掘进高度H2=H1+0=3720+75=3795mm巷道设计掘进面积S1=B1(O.39Bl+h3)=4400*(0.39*4400+1820)=15558400mm2取SI=I5.6m2巷道计算掘进面积S2=B2(0.39B2+h3)=4550*(0.39*4550+1820)=16354975mm2IXS2=16.4m2四、布置水沟和管线已知通过本巷道的水量为160r113h,现接受水沟
11、坡度0.3%,查表3-12得：水沟深400mm、水沟上下宽均为40Omm,水沟净断面积0.16m2水沟掘进断面面积0.20311?,每米水沟盖板用钢筋1.633kg,混凝土0.0276m3水沟用混凝土O.133m3.管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道侧，通信电缆挂在管子上方，见图3/1.五、计算掘进工程量及材料消耗量由表计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V=S2*1=16.4*1=16.43每米巷道墙角计算掘进体积V3=O.2*(T+)*1=0.2*(0.10.075)=0.035m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=1.57(B2-Ti)Tl+2h3T*l=1.063m3每米巷道墙
12、角喷射材料消耗V4=0.2T*1=0.2*0.1*1=OSn?每米巷道喷射材料消耗(不包括损耗量)V=V2+V4=1.063+0.02=1.083m3每米巷道锚杆消耗(仅拱部打锚杆)N=Pl-O.5aaa其中Pl计算锚杆消耗周长，Pl=L57X4.55+2X1.82=10.78a、a,锚杆间距、排距，a=a,=0.8m0.8/0.80.8=16.2216.221(d2)2p=16.222.003.14(0.018/2)2785064.77kg式子1锚杆长度，1=2.Omd锚杆直径，d=18mmP锚杆材料密度，p=7850kgm3由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗：M=2N=3
13、2.44每排锚杆数为：N0.8=16.22X0.8=12.9713根每排树脂药卷数：M0,8=32.44X0.8=25.926根每米巷道粉刷面积：Sn=I.57B3+2h2式中B3-计算净宽，B3=B2-2T=4.55-20.10=3.74m故Sn=I.574.35+21.6=9.1m2六、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依据以上技术结果，按1:50比例绘制出巷道断面施工图，并附上工程量及材料消耗量表如下：运输大巷特征围K-U石类型断面面积m2设计掘进尺寸mm喷射厚度mm锚杆mm净周长/m净面积设计掘进宽高型式排列方式间、排距锚杆长直径III13.615.644
14、004020100螺纹钢树脂锚喷方形80020001814.0运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类型计算掘进工程量11?锚杆数量材料消耗mm粉刷面积m2巷道墙脚喷射材料/m3锚杆钢筋kg树脂药卷歧III16.40.03516.221.08360.7732.4410.0其次章钻眼爆破及炮眼布置一、炮眼布置二、爆破参数炮眼直径一般为35-42mm；接受气腿式凿岩机，炮眼深度一般为1.82.5m,此处取值如下表所示；依据岩石坚实系数f=4-6及巷道坡度形态等,炮眼数目如下表所示。三、装药结构与起爆装药结构除周边眼、底眼、水沟眼接受间断装药外，其他都接受不间断装药。依据以上技术结果，按1:50比例绘制出巷道断面施工图，并附上工程量及材料消耗量表如下：爆破原始条件序号名称单位数量1掘进断面m216.42岩石普氏系数f14-63工作面瓦斯状况%高瓦斯4工作面涌水状况m3h1605炸药和雷管的类型ms2号岩石硝钱炸药，Vn段毫秒雷管装药量及起爆依次眼号炮眼名称眼数/个眼深/m每个炮眼装药卷数/个合计装药结构起爆依次联线方式卷数/个重量kg1中线眼12.6330.45反向2-4正槽眼32.522665.40反向垫4卷药I串5-33帮助眼2
