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。
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。
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 (2)1.1选择断面形状 (2)1.2选择巷道断面尺寸 (2)1.2.1净宽确定(B0) (2)1.2.2净高确定 (2)1.2.3确定巷道净断面积S和净周长P. (4)1.3验算风速 (4)1.4确定水沟参数及管线布置 (4)1.4.2管线布置 (5)1.5选择支护类型及参数(见2.4节) (5)1.6确定巷道推进断面尺寸 (5)1.7编制巷道断面特征和每米巷道材料消耗表见表1-1、1-2 (6)1.8绘制巷道断面施工图(见大图) (6)2.1钻眼爆破工作 (7)2.1.1选择钻眼机具 (7)2.1.2选择爆破器材 (7)2.1.3确定爆破参数 (8)2.1.4钻眼爆破工作组织 (9)2.1.5钻眼爆破工作的技术要求及安全措施 (11)2.2巷道推进的通风工作 (12)2.2.1确定通风方式 (12)2.2.2选择局扇和风筒 (12)2.2.3通风设备的布置 (13)2.2.4通风管理工作 (13)2.3装岩工作 (13)2.3.1每一循环出钎量(实体) (13)2.3.2装岩机型号和数量的确定 (14)2.3.3确定巷道调平和运输方式 (14)2.3.4装岩机与调平设备在巷道中的布置 (14)2.4支护工作 (14)2.4.1临时支护方式的确定及施工 (14)2.4.2巷道永久支护 (15)2.5巷道掘进的辅助工作 (16)2.5.1工作面压风和水的供应 (16)2.5.2工作面排水 (16)2.5.3工作面供电 (17)2.5.4工作面测量工作 (17)2.5.5其他辅助工作 (17)2.6编制巷道施工循环图表 (17)2.6.1确定循环作业方式 (17)2.6.2确定一循环各工序的工作量 (18)2.6.3确定一循环各工序所需时间 (18)2.6.4编制循环图表 (19)2.7施工劳动组织 (19)2.8人员配备和分工 (20)2.9技术经济指标 (20)参考文献 (21)致 (21)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。
1)最终选择断面形状为三心拱断面(f0/B0=31.2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ZK7—6/250,矿xx YG(216)(固定式),再查表得(表格参数来自《井巷工程/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 —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mm B f 7.12663800313100=⨯==为了方便施工实际选取0f =1267mm,以mm B 38000=,mm fo 1267=,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=996mm 1.2.2.2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1—8得参数如下(表格来源同上) h 6=400mm h 5=250mm h 4=150mmh 6:xx 水平至轨面水平距离;h 5:底板水平至xx 水平距离;h 4:xx 水平至轨面水平距离 1.2.2.3确定墙高a.按电机平等线要求确定因为 xx 665.0250996400900996250=-+-=+-=k h r ﹥554.0,故导电弓子在小圆弧,此时:-+=+----+=4001800)()250(22613k A r r H H h 三心mm 1643)400900996()250996(22=+--- (1-3)式中:H 1 — 巷道轨面至导电弓子的高度,安全规程规定当电压小 于5xx ,H 1≥180mmA — 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400mm b.按行人要求确定墙高h 3三心=1900+h 5 2501900)100(22+=---r r 22)100996(996---=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 和净周长P.净断面积:由CAD 的面域生成查询命令查得:S=95654162mm =9.565m 2 (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s m S Q v /136.39.565m /sm 3023==净 由于v ﹤v 允 =s m /6,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h m/403(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 )mm b 200= mm b 1501= mm h 100= 其中: b — 断面上宽 1b — 断面下宽 h — 断面宽度S xx =3210131.013125100215020075.0275.0m mm h b b ==⨯+⨯=⨯+⨯ (1-8)最大流速sm v /848.036000131.040max =⨯=(1-9) 由于max v ﹤v 允 许=s m /5,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=11.618m 2 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、1-2 1.8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Φ=40mm ,其技术特征见表2-1。
表2-1 YT —23型气腿式凿岩机技术特征表2.1.2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2.1.3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外各矿山的经验选炸药单耗 3/5.1m kg q =,则实际需药量kg qv Q 854.3468.1125.1=⨯⨯== (2-1)a.周边孔光爆破设计mm d W 800~400)20~10(min == 实取600mm (2-2) mm W a 480~460)8.0~6.0(min == 实取500mm (2-3)X 装药实质选121.01=q xx ,则单孔药量.240.0212.01kg Q =⨯= 根据参数布置炮孔27个,总药量kg Q 480.624.027'1=⨯= b.掏槽眼的设计计算用螺旋渐进式掏槽孔,单耗选为1.6kg/m 3,总孔均为5个,引出各孔深度。
装药高度及填塞高度如下表,表2-3。
c.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表2-4 爆破原始条件表2-6 预期爆破效果2.1.5钻眼爆破工作的技术要求及安全措施2.1.5.1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。