课程设计课程名称：井巷工程设计设计题目：阶段运输大巷设计学院：国土资源工程学院专业：采矿工程年级： 2010级学生姓名：张利朝学号： 201010104217 指导教师：张成良日期： 2012年12月26日昆明理工大学国土资源工程学院目录一、设计目的 (4)二、设计任务 (4)三、巷道断面设计 (4)（一）巷道断面形状的选择 (4)（二）确定巷道净断面尺寸 (4)（三）巷道净断面积（通风断面）与风速校核 (9)（四）水沟设计与管线布置 (10)（五）工程量计算 (11)（六）绘制断面图 (12)（七）井巷掘进 (12)（八）井巷掘进工程安排 (17)①钻眼工作 (17)②装药爆破工作 (18)③通风工作 (18)④装岩工作 (19)⑤支护工作 (20)⑥掘进期间的辅助工作 (20)⑦工程循环图表 (21)阶段运输大巷设计一、设计目的：结合所学相关井巷开拓、凿岩爆破方面的知识，并熟练运用AutoCAD-2012计算机辅助制图，完成对阶段运输大巷的设计内容，从而为全面地掌握所学知识，并提高对实际生产问题的分析和操作能力，并为以后的工作打下坚实的基础。
二、设计任务：该平巷为某矿中段运输巷道，服务年限20年。
大巷长度为420米，进尺30米/月。
巷道通过能力2000吨/天。
矿体下盘围岩f=6。
围岩体重2.15吨/米3，松散系数1.21。
大巷最大涌水量80米3/小时，通风量50米3/秒。
矿山年产量70万吨/年。
三、巷道断面的设计：（一）巷道断面形状的选择由题目知，此巷道服务年限20年，则选取永久性的支护方式。
矿体下盘围岩较软（f=6），故采用混凝土砌碹，断面选用三心拱，拱与墙同厚度，取d0 =T=300mm（二）确定巷道净断面尺寸1）巷道净宽度根据该矿年产矿70万吨，可根据下表查出，该矿选用的电机车为ZK10-7/250型架线式电机车，轨距取762mm；选用YGC2（7）固定矿车。
运输设备最大宽度（电机车）b=1360mm，双轨运输，两条线路中心距F=1600mm经换算，得两运输设备之间的间隙为：m = 1600-（1360/2+1360/2）=240mm取运输设备到支架的间隙b1=300mm，人行道宽度为b2=900mm，则：巷道净宽为：B0=2b+m+b1+b2=2×1360+240+300+900=4160mm掘进宽度为：B=B0+2T=4160+2×300=4760mm2）确定三心拱参数取拱高为巷道净宽的1/3，有关参数如下：拱高：f0=B0/3=4160/3=1387mm（这里取值1390mm）R=0.692B0=0.692×4160=2880mmr =0.262B0=0.262×4160=1089mm（取1090mm）3）轨道参数选择根据采用的运输设备，查表和表，选用22kg/m的钢轨；采用钢筋混凝土轨枕，h6=400mm，h5=250mm4）确定墙高①根据架线要求确定墙高。
已知：r =1090mm；A=b/2+b1=1360/2+300=980mm取K=400mm，则cosβ=（r-A+K）/(r-250)=（1090-980+400）/（1090-250）=0.606<0.554表明导电弓子已进入小圆弧范围内，根据《安全规程》，取H1=2000mm，得：h3=H1+h6-{（r-250）²-（r-A+K）²}1/2=2000+400-22400（+-）-=1733mm-（10909802501090）②按行人要求确定墙高。
h3=1900+250-22100-=1694mm（-10901090）③根据管路要求确定墙高。
根据现场实际情况布置管路，只要满足《安全规程》即可。
以上计算结果取最大值，所以从底板算起至墙高为1733mm（取1735mm）运输量与电机车质量、矿车容积、轨距、轨型的一般关系常用钢筋混凝土轨枕规格(三)巷道净断面积（通风断面）与风速校核： 1）巷道净断面积：S 净=B 0（h 2+0.262B 0）=4160×（1590+0.262×4160）≈11.2m ² 2）风速校核： v =46.42.1150Q ≈=净S <6m/s 符合要求 巷道允许最高（四）水沟设计与管线布置： 1）水沟坡度与巷道坡度相同，取3‰2）根据涌水量为80m ³/h ，水沟采用混凝土碹砌。
经计算，水沟上宽300mm ，下宽260mm ，深度240mm ，水沟净断面如下图，净断面积：S 净水沟=2240260300⨯+）（=0.067m ²3）动力电缆布置在非人行道一侧，通讯、照明电缆布置在人行道一侧，距离供水管300mm 。
电缆用电缆架悬挂。
4）供水管布置在人行道一侧，距离道渣面1900mm 用锚杆悬挂；压风管与供水管平行布置，且位于水管之上。
电缆不应悬挂在风管或水管上，不得遭受淋水。
电缆上严禁悬挂任何物件。
电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。
井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限：在井筒内，应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方；在巷道内，应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。
（五）工程量计算：1）巷道掘进宽度：B=B0+2T=4160+2×300=4760mm2）巷道拱面积：S拱=1.33（B0+T）d =1.33×（4160+300）×300=1.78m²3）巷道墙面积：S墙=2h3T=2×1735×300=1.04m²4）巷道基础面积：S基=（m1+m2）T+m1e=（500+250）×300+500×100=0.28m²5）巷道掘进面积：S掘进=Bh3+0.262B02+(1.33B0+1.55d0)d0=4760×1735+0.262×4160²+（1.33×4160+1.55×300）×300=14.59m²6）每米巷道碹砌所需材料：V=V拱+V墙+V基=1.78+1.04+0.28=3.10m³（六）绘制断面图。
根据上述计算结果，按规定的比例尺（1:50）绘制巷道断面图：（七）井巷掘进一、爆破参数的确定（1）炮孔布置（如下图）①掏槽形式及掏槽孔参数。
因为掘进断面积较大，为取得好的掏槽效果，掏槽孔为5个，空孔1个。
②辅助孔参数。
根据可选参数400-800mm，选取孔间距为700mm③顶孔，根据参数可选400-600mm，取顶孔间距为500mm，为优化断面成型质量，使爆破后的壁面保持平整光滑，施爆时采取光面爆破④边孔。
取炮孔间距为680mm⑤底孔。
取底孔间距为600mm（2）爆破参数的确定凿岩机钻孔直径为40mm，孔深2.2m。
根据公式求出孔数为44个，使用2号岩石炸药，炸药单耗为1.48kg/m³，每循环炸药总消耗量为38.1 kg，爆破各项参数（见下表）二、爆破图解：（1）三心拱断面起爆网络图：掘进断面起爆网络图（2）起爆顺序：根据断面面积14.59㎡，合理布置炮孔。
炮孔总数44个：掏槽孔5个，方式倾斜掏槽。
空孔1个。
周边孔22个，均匀排布在掘进巷道周边，辅助孔16个。
详细如下表：（3）炮孔装药结构图：（周边孔装药）（掏槽孔装药）（辅助孔装药）三、安全防护：实施爆破之前，先在职工居住区的安全距离300米处设置隔离栏网，之后，钻孔，装药，堵塞，起爆都必须严格按照《爆破安全规程》进行，并有技术人员现场指导和监督，注意各个环节的安全要素，爆破振动、冲击波、个别飞散物的影响，务必确保当地居民和爆破作业人员的生命财产安全。
由于巷道掘进爆破会产生大量的有毒烟尘，故有必要在爆破后第一时间加强空气通风排毒，采用内压式和外抽式结合通风，每次爆破后通风25-30分钟，再进行渣料装载运出。
（如下图）（八）井巷掘进工程工序安排：一、钻眼工作：如上表中，每次爆破断面炮孔总长度为99.2m，布置三台气腿式凿岩机，3个人平行作业，外加1人进行辅助工作。
二、装药爆破工作：两人同时进行装药，网络连接，爆破工作。
三、通风工作：爆破后，立即进行持续15min的通风工作，然后进入下一段程序。
四、装岩工作：当爆破、通风、检查、排除危岩（找顶）等工作结束后，就开始对工作面进行装岩、调车、清理等工作。
在此过程中，严格执行敲帮问顶制度。
对爆破产生的大块进行小的二次爆破或者采用电锤敲击使其破碎。
结合设计的运输巷道和使用的侧卸式装岩机，以及我国统计的采用不同调车和转载方式时装岩机的工时利用率，采用S4梭式矿车进行调车工作。
装岩工作进行时，在距工作面一定距离的位置，同时展开支护工作。
五、支护工作：由于该题目的服务年限为20年，故采取永久性支护。
选用钢筋砂浆锚杆和喷射混凝土支护。
钢筋直径为12mm，砂浆用425号普通硅酸盐水泥、粒径小于3mm的中细砂加水拌和而成，其配合比为，水泥:砂=1:2.5，水灰比为0.38～0.42。
锚杆长度为2000mm，锚固长度为300mm，直径为18mm，仅布置于巷道拱部，间距为800mm、排距为800mm。
支护厚度为300mm。
六、掘进期间的辅助工作巷道普通断面在进行爆破后应立即打锚杆，并喷射混凝土，加盖模板，作为临时支护；道岔部分进行断面施工时，完成爆破后应立即架设临时支架以维护顶板，以防止掘、砌之间巷道的顶、帮岩石跨落轨道及管路(压风管、水管、风筒)接长的时间安排轨道的进尺随着掘进工作面的推进而增加，与打眼同步进行；管路（压风管、水管、风筒）的接长与装岩、转运同时进行。
局部通风机提供动力，通过风筒对掘进工作面进行压气供应，风筒距工作面的距离保持在10m左右；由于掘进的巷道有3%的坡度，对工作面产生的涌水可以通过已掘出的水沟进行排水。
掘进测量工作也随着掘进的进行而同步展开，用激光指向仪定向，中线为巷道断面正中心，用经纬仪确定坡度。
按照设计要求在作业面上画出炮眼数目、分布位置。
保证掘进工作按照设计要求顺利进行。
七、循环图表巷道总工程420m，每月进尺30m，14月竣工，每月掘进天数20天。
10天休整。
２１。