矿山工程规划与设计课程设计2012 ~ 2013学年第一学期《矿山工程规划与设计》课程设计说明书学院：力学与建筑工程学院班级：土木10-9姓名：学号：指导教师：中国矿业大学二零一三年一月目录1 设计资料 (1)2 巷道断面施工图设计 (1)2.1 巷道断面形状的选择 (2)2.2 道床参数的选择 (2)2.3 巷道内管线布置 (2)2.4 巷道净断面尺寸的确定 (2)2.5 验算风速 (5)2.6 选择支护参数 (5)2.7 确定水沟参数 (6)2.8 确定巷道掘进断面尺寸 (6)2.9 编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表 (6)2.10 绘制巷道断面施工图 (8)3 交岔点设计 (9)3.1 选择基本数据 (9)3.2 平面交岔点尺寸计算 (9)3.3交岔点的断面尺寸计算 (11)3.4 工程量及材料消耗 (12)3.5绘制交岔点施工图 (14)参考文献 (15)1 设计资料某煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年。

采用立井开拓、单水平、上下山开拓。

地面标高+38m，生产水平为－650m，属低沼气矿井。

通风方式为中央并列式通风，井下最大涌水量为400m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为200m3/h，风量为35m3/s。

；采用ZK7－9/550电机车牵引1.5t矿车运输。

内设φ108压风管和φ59供水管各一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。

大巷中间有一单轨分岔巷道与之相连（单轨巷道宽2860mm，其中b3为1330mm），并成60°交角，交岔点处在不稳定岩层中，试设计大巷断面及交岔点。

2 巷道断面施工图设计2.1巷道断面形状的选择巷道断面形状的选择，应当运用系统工程的思想指导巷道断面选择的全过程，其中应主要考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作用在巷道上地压的大小和方向、巷道的用途及服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素。

此煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年，采用立井开拓、单水平、上下山开拓，地面标高+38m ，生产水平为－650m ，巷道中等稳定，设计采用锚喷支护，选择半圆拱形断面。

2.2 道床参数的选择该运输大巷采用ZK7－9/550 钢轨型号：30kg/m 轨枕：钢筋混凝土轨枕道床参数：道床总高度c h =410mm ；道碴高度b h =220mm ；道碴面至轨道面高度ah =190m 。

2.3 巷道内管线布置巷道内管线布置，主要以保证安全和便于安装、检修为原则。

φ108压风管和φ59供水管悬吊在人行道一侧，由下向上依次是压风管、供水管，其在竖直方向为300mm,压风管最下部与道碴面保持1.8m 的距离,压风管最下部与拱面在竖直方向距离为900mm 。

电力电缆挂在非人行道一侧，由下至上依次是照明、动力、通讯和信号电缆，照明电缆底部距渣面距离为1900mm,其余间距依次取150mm 。

2.4 巷道净断面尺寸的确定2.4.1 巷道净宽度B 的确定该运输大巷采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t 固定式矿车运输，计算尺寸见表格2-1。

表格2-1 运输设备的计算尺寸根据《煤矿安全规程》，取人行道宽C=900mm ，非人行道一侧宽a=460mm,两电机车之间距离t=320mm 。

故巷道净宽度：2B a A t C =+++(2-1)4602136032090004400mm =+⨯++=2.4.2 巷道净高度h 的确定 （1）巷道拱高0h 的确定半圆拱的拱高：0h =R=B/2=4400/2=2200mm该半圆拱形直墙巷道拱高为22000mm 。

（2）巷道墙高3h 确定架线电机车巷道，按导电弓子、管道的装设、人行高度、1.6m 高度人行宽度、设备上缘与拱壁最小安全间隙要求设计巷道墙高3h 。

①.按架线电机车导电弓子要求确定34c h h h ≥+(2-2)=2000410+②.按管道装设要求确定1）按导电弓子计算357b h h h h ≥++(2-3)=1800900220++2）按电机车计算22357112(/2/2)b h h h h R A m D b ≥++--+++(2-4)22=18009002202200(1360/2200335/2620)++--+++=1527mm③.按人行高度要求2231800()b h h R R j ≥+---(2-5)2218002202200(2200200)1114=+---= mm④.按1.6m 高度人行宽度要求223121600(/2)b h h R C A b '≥+--++(2-6)2216002202200(8001360/2620)1238=+--++=mm⑤.按设备边缘与拱壁最小安全间隙要求计算1）人行道侧22312(/2)c h h h R C A b '≥+--++(2-7)2215504102200(8001360/2620)1379=+--++=mm2）非人行道侧22311(/2)c h h h R a A b '≥+--++ (2-8)图2-1 巷道净断面尺寸计算简图155********=+=mm相关尺寸说明：4h —轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取4h =2000mm ； c h —道床总高度，巷道选用30kg/m 钢轨，410c h mm =，220b h mm =；n —导电弓子距拱璧的安全间距，取n=300 K —导电弓子宽度一半，取360K mm =；1b —轨道中线与巷道中线间距，11/2b B a =-=4400/2-1140=1060mm ；h 5—渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mm ； h 7—管子悬吊件总高度，取h 7=900mm ； m —导电弓子距管子间距，取m=300mm ； D —压气管法兰盘直径，D=335mm ；b 2为人行道侧轨道中线与巷道中线间距，b 2=680mm ；.1m 为电机车距管子的距离，取200mm ；j 为距巷道壁的距离，距壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm ，j ≧100㎜，一般取j=200mm ；C '为人行道侧运输设备上缘与拱壁间距，取800mm ；h —机车高度，为1550mm ；a '非人行道侧运输设备上缘与拱壁间距，取200mm ；综上计算，并考虑一定的余量，确定该巷道从底板起墙高为3h =1720.则巷道高度H=3h -b h +017202204400/23700h mm =-+=。

即取拱形巷道的净高度： h=3700mm 。

2.4.3 确定巷道净断面面积S 和净周长P净断面面积2S B 0.39B h =+（） (2-9)式中：2h 为道渣面以上巷道墙高,23b h h h 17202201500mm =-=-= 故2S 44000.394400150013.7m =⨯⨯+=（） 净周长22.572h P B =+ （2-10）2.57 4.42 1.514.05m =⨯+⨯=2.5 验算风速风速验算公式v Q S = （2-11）查《煤矿安全生产规范》知Max v =8m/s ，已知通过大巷风量Q=353m /s ,代入得3513.6 2.57m/s 8/v Q S m s ===<即设计的大巷断面风速符合过规定，可以使用。

2.6 选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4.4m 、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限65年等条件，确定选用杆体为φ20的左旋螺纹钢HRB335，每孔安装两个药卷，锚固长度≥700mm ，设计锚固力≥80kN.锚杆长度2200mm ，成方形布置，其间排距0.80m ⨯0.80m ，托板为8mm 厚150mm ⨯150mm 的方形钢板。

喷射层厚T 1=100mm ，分两次喷射，每次喷50mm ，故支护厚度T=T 1=100mm ，锚固支护参数如表格2-2。

2.7 确定水沟参数为了排出井下涌水和其他污水，设计巷道断面时应根据矿井生产时通过该巷道的排水量设计水沟。

水沟布置在人行道一侧，并尽量减少穿越运输铁路。

平巷水沟坡度可取0.3%~0.5%,或与巷道的坡度相同。

该矿井下最大涌水量为400m 3/h ，通过第一水平东运输大巷的流水量为200m 3/h ，按照本巷道实际情况，通过查规范表采用水沟参数如表格2-3：表格2-3 水沟规格和材料消耗2.8 确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度1B 2T B =+ （2-12）440021004600mm =+⨯=巷道计算掘进宽度212B B δ=+（2-13）46002754750mm =+⨯=巷道设计掘进高度1b H H h T =++ ( 2-14）37002201004020mm =++=巷道计算掘进高度21H H δ=+ （2-15）4020754095mm =+=巷道设计掘进断面面积1113(0.39)S B B h =+ （2-16）64600(0.3946001720)1015.64-=⨯⨯+⨯=㎡巷道计算掘进断面面积2223(0.39)S B B h =+ （2-17）64750(0.3947501720)1016.43-=⨯⨯+⨯=㎡2.9 编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表 2.9.1 掘进体积每米巷道计算掘进体积3121m 16.43V S m =⨯=（2-18）每米巷道墙脚计算掘进体积330.2()1m 0.2(0.10.075)1m 0.035V T m δ=+⨯=+⨯=（2-19）每米巷道拱与墙喷射材料消耗[]2231.57()21V B T T h T =-+⨯（2-20）[]3=1.57(4.750.10)0.102 1.720.11=1.06m ⨯-⨯+⨯⨯⨯每米巷道墙脚喷射材料消耗40.21V T =⨯（2-21）30.20.110.02m =⨯⨯=每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）324 1.060.02 1.08V V V m =+=+=2.9.2 锚杆消耗每米巷道锚杆消耗1'0.5P MN MM -=（2-22）式中 1P —计算锚杆消耗周长，1231.572 1.57 4.752 1.7210.74P B h m m =+=⨯+⨯=mM 、M '为锚杆间距、排距，0.8M M m '==。

'10.740.50.816.150.80.8N -⨯==⨯故根折合质量为216.15(2)m l d πρ⎡⎤=⎣⎦ （2-23）()216.15 2.2 3.140.022785087.57kg⎡⎤=⨯⨯⨯=⎣⎦式中：l 为锚杆深度，l =2.2m ； d 为锚杆直径，d =20mm ；ρ为锚杆材料密度，ρ=7850㎏/3m ；每排锚杆数为0.816.150.812.9213N ⨯=⨯=≈根；（2-24） 每米巷道粉刷面积321.572n S B h =+（2-25） 式中：B3—为计算净宽，322 4.7520.1 4.55B B T m =-=-⨯=。