巷道断面及爆破设计姓名：xx班级：安全11-x班学号：xxx指导老师：高保彬陈立伟日期：2014-3-26巷道断面设计设计课题兖州矿业集团济宁三号井为1998年投产的现代化大型矿井，设计生产能力为5Mt/年，服务年限为81年。
采用立井开拓、单水平倾斜大巷条带开采。
地面标高+38m，生产水平为－520m，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450m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量和风量为风量50m3/s，水量240m3/h；采用ZK10－9/550直流架线电机车牵引1.5 t矿车运输。
内设压风管φ108×4.0一路和供水管φ76×3.0焊接钢管一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。
大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩，主要以泥岩为主，实测围岩松动圈：砂岩为0.4~0. 5m，泥岩为1.0~1.3 m。
根据以上资料，设计巷道断面及爆破图标。
1.选择巷道断面形状根据所给资料知，该矿井的设计服务年限为81年，因其电机车采用ZK10－9/550直流架线式可知，采用900mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过稳定性较差的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。
2.确定巷道断面尺寸2.1确定巷道净宽度B查《井巷工程》表3-2知ZK10－9/550电机车长A1=4500mm，宽h=1360mm，高1550mm；1. 5吨矿车选MG1.7-9B，宽1150mm、高1150mm。
根据《煤矿安全规程》并参照标准设计，取巷道人行道宽C=840mm、非人行道侧宽a=400mm。
又査表3-3知1.5吨矿车巷道双轨中心距1400mm，则两机车之间距离为：1400-（1360 /2+1360/2）=40mm<200mm，因此轨道中心距应选1600mm，验算：1600-（1360 /2+1360/2）=240mm>200mm故轨道净宽度：B=a1+b+c1=(400+1360/2)+1600+(1360/2+840)=4200mm，选巷道为净宽度4200mm。
2.2确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=B/2=4200/2=2100mm,半圆拱半径R=2100mm。
2.3确定巷道壁高h32.31按架线电机车导电弓子要求确定h3由表3 - 6中半圆拱形巷道壁高公式得：式中 h4——轨面起电机车架线高度h4，按《煤矿安全规程》取h4=2000mm；h c——道床总高度。
查表3-11选择轨型为22kg/m，查表3-5选择h c=380mm；道砟高度h b=220 mm；道砟面至轨道面垂高h a=160mm，导电弓子距拱壁安全间距n=300mm。
K——导电弓子宽度之半K=718/2=359，取K=360mm。
b1——轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2-a1=2100-1080=1020mm。
故h3>1224mm。
2.32按管道装设要求确定h3式中 h5——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h5=1800mm；h7——管子悬吊件总高度，取h7=900m；m——导电弓子距管子间距，取m=300；D——压气管法兰盘直径，D=335mm；b2——轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=2100-1520=580mm。
故h3>1362mm。
2.33按电机车距管子距离的要求确定h3式中 A1——电机车最大宽度，A1=1360mm；m1——电机车距管子安全距离取m1=200m；故：h3>1538mm。
因是架线电机车运输巷，故按上述要求即可确定h3，不必再用其它要求计算。
综上计算，并考虑一定的余量。
确定本巷道壁高为1820mm。
则巷道净高度H=h3-h b+h0=3700mm。
2.4确定巷道净断面积S和净周长P式中 B——巷道净宽，由上面计算得知，B=4200mm；h2——渣面以上巷道壁高, h2=h3-h b=1820-220=1600mm；h0——巷道拱高，由上面计算得知,h0=2100mm。
故：S=13.6m2P= 2.57B+2h2=14m2.5用风速校核巷道净断面积查表3-9，知v ma x=8m/s，已知通过大巷风量Q=48m3/s代入下式得V=Q/S=48/13.6=3.5<8m/s设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。
3确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸3.1选则支护参数本巷道采用锚网喷支护，根据巷道净宽B=4.2m，穿过稳定性较差的岩层，服务年限80年等条件确定选用锚固可靠、锚固力大的数值锚杆，杆体为φ18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度>7 00mm，设计毛概预紧力>40kN，锚固力>80kN。
锚杆长度2.0m，呈方形布置，其间排距0.80m ×0.80m，托板为8mm厚150mm×150mm的方形钢板。
喷射混凝土层T1=100mm，分两次喷射，每次各喷50mm厚。
故各支护厚度T=T1=100mm。
3.2选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，己选用30kg/m钢轨，其道床参数h c、h b别为380mm和220mm ，渣面至轨顶高度h a=160mm。
采用钢筋混凝土轨枕。
3.3确定巷道掘进断面巷道设计掘进宽度：=4400mm巷道计算掘进宽度：=4550mm巷道设计掘进髙度：=3700+220+100=4020mm巷道计算掘进高度：=4095mm巷道设计掘进断面积：S1=B1×h3+3.14×(B1/2)2/2=4400×1820+3.14×22002/2=15606800mm2取S1=15.60m2巷道计算掘进断面积：S2=B2×h3+3.14×(B2/2)2/2=16406731.25mm2取S2=16.40mm24.布置水沟和管线已知通过本巷道的水量为240m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查《井巷工程》表3-12得：水沟深500mm，水沟上宽500mm，下宽450mm，水沟净断面积0.238 m；水沟掘进断面积0.278m，每米水沟盖板用钢筋2.036/kg、混凝土0.0323/m；每米水沟用混凝土匕0.137/m。
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方，见图1-1。
5.计算巷道掘进工程量及材料消耗量由表3-7计算公式得：毎米巷道拱与墙计算掘进体积：V1=S2×1=16.40m3每米巷道墙脚计算掘进体积：V3=0.2(T+δ)×1=0.035m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗：V2=[1.57(B2-T)T1+2h3T]×1=1.25m3每米巷道墙脚喷射材料消耗：V4=0.2T×1=0.020m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）：V=V2+V4=1.27mm3每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）：N=(P1-0.5a)/aa’式中 P1——计算锚杆消耗周长，P1=1.57B2+2h3=10.78ma、a’——锚杆间距、排距， a=a’=0.8m故 N=16折合重量为：m=N ×[Lπ(d/2)2ρ]=64.8kg/mL——锚杆深度，L=2.0m；d——锚杆直径，d=18mm；ρ——锚杆材料密度，ρ=7850kg/m3由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道锚杆树脂锚固剂消耗：M=2×N=32每排锚杆数为：N ×0.8=13每米巷道锚杆树脂锚固剂消耗M×0.8=26每米巷道粉刷面积S n=1.57B3+2h2式中 B3——计算净宽，B3=B2-2T=4350mm故S n=10.0295m26.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及材料消耗量表根据以上计算结果，按1：50比例绘制出巷道断面图（图1-1），并附上工程量及材料消耗量表6-1及表6-2.这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的设计依据。
表6-1运输大巷特性围岩类型断面面积/m2设计掘进尺寸/mm 喷射厚度锚杆/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III 13.6 15.6 4400 4020 50 树脂锚杆方形800 2000 18 14表6-2运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类型计算掘进工作量/m3锚杆数量材料消耗/mm 粉刷面积/m2喷射材料/m3锚杆巷道墙角钢筋/kg 树脂药卷/支III 16.40 3.5×10-916 1.25 64.8 9 10.0295图1-1爆破图表工程概况兖州矿业集团济宁三号井为1998年投产的现代化大型矿井，设计生产能力为5Mt/年，服务年限为81年。
采用立井开拓、单水平倾斜大巷条带开采。
地面标高+38m，生产水平为－520m，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450m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量和风量为风量50m3/s，水量240m3/h；采用ZK10－9/550直流架线电机车牵引1.5 t矿车运输。
内设压风管φ108×4.0一路和供水管φ76×3.0焊接钢管一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。
大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩，主要以泥岩为主，实测围岩松动圈：砂岩为0.4~0. 5m，泥岩为1.0~1.3 m。
1.爆破器材的确定采用8号毫秒延期雷管，2号岩石硝氨炸药，35mm直径药卷，重150克，发爆器作起爆电源，按顺序全断面一次起爆。
2.爆破参数的选择炮眼直径选45mm，炮眼深度，采用直眼掏槽，掏槽眼深2.4m，其它眼深2.2m周边眼向轮廓线外偏100mm，底眼眼口位置比巷道底板高100mm，眼底位置低于巷道底板标高100m。
3.炮眼布置该巷道岩石坚固性系数f=4~6，采用直眼掏槽方式，掏槽眼共5个，其中1个为中空眼；根据巷道断面较大的特点，结合辅助眼布置特点，采用三圈掏槽眼，掏槽眼共计37个；帮眼6个；顶部眼13个，底眼10个。
共计71个炮眼。
炸药消耗量：q=Q/V4.辅助眼布置其间距和最小抵抗线为400mm ~ 800mm，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.5 ~ 0.6之间。
周边眼布置，周边眼的最小抵抗线和周边眼的间距的比例关系，可根据岩石坚硬性的不同按下式选择：钻眼爆破的炮眼利用率要达到85%以上。
每循环爆破实体岩石体积：15.68×2.0=3.14m3炸药单耗：44.4÷3.14=1.4kg/m3每米巷道炸药消耗量：44.4÷2.0=22.2kg/m每循环炮眼总长度：2.4×5+2.2×66=157.2m每立方米岩体消耗雷管数量：70÷（15.68×2.0）=2.3个/m3每米巷道消耗雷管数量：70÷2.0=35个/m炮眼布置图详见图表。