礦井通風巷道

1、為了使我們對井巷工程這門課程中所學的基本知識、基本理論及基本方法有個全面系統(tǒng)的掌握，并進行井巷設(shè)計和施工設(shè)計。通過本設(shè)計，我們將對井巷工程課程有個深入的全面的了解，并學會利用各種工具書及參考文獻資料，我們以團隊協(xié)作的方式來解決設(shè)計中相關(guān)的問題。提高學生獨立思考、認真處事、相互交流、合理解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題的能力，使我們對井巷工程這門課程有了一個全面的認識，對該門課程所學到的知識、技能初步達到一個學以致用的目的。二設(shè)計任務(wù)某鉛鋅礦山年設(shè)計能力為30萬t。該礦采用斜井開拓，其副斜井的傾斜角為25°，采用1.5t固定式礦車組提升。該斜井穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層，其堅固性系數(shù)為f=6

2、8，斜井需要通過的風量為60m3/秒 ，斜井掘進中估計涌水量為23m3/小時。巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為300mm的壓風管，一趟直徑為300mm的排水管和一趟直徑為150mm供水管。試進行該斜井直線段的斷面設(shè)計和施工設(shè)計。三傾斜巷道斷面的設(shè)計(一).已知參數(shù)1).年生產(chǎn)能力為30萬噸2).斜井掘進中估計涌水量23m3/小時3).采用1.5t固定式礦車組提升4).斜井穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層,其堅固性系數(shù)f=685).斜井需風量為60m3/秒6).巷道內(nèi)敷設(shè)直徑為300mm的壓風管，一趟直徑為300mm的排水管和一趟直徑為150mm的供水管(二).巷道形狀的選擇我國礦井下使用的巷道斷面形狀,按

3、其結(jié)構(gòu)的輪廓可分為折線型和曲線型兩大類.前者如矩形、梯形、不規(guī)則形等；后者如半圓拱形、圓形拱形、三心拱形、馬蹄形、橢圓形和圓形等。斷面形狀適用條件半圓供形目前開拓，準備巷道，而硐室普片采用的斷面形狀，多在頂壓大側(cè)壓小，無底鼓得條件下使用。圓弧拱形由于光爆錨噴支護的推廣，拱部成型好，施工方便，多用于準備巷道。當跨度較大時，較半圓拱形斷面利用率高。三心圓拱形與半圓拱形相比，拱頂承壓能力差，但斷面利用率較高，適用于圍巖堅硬的開拓巷道、上（下）山和硐室。梯形頂板暴露面積較矩形小，可減少頂壓，能承受稍大的側(cè)壓，多用于采區(qū)巷道。矩形斷面利用率較高，多用于頂壓，側(cè)壓都較小，維護時間不長的回采巷道。馬蹄形用于

4、圍巖松軟，有膨脹性，頂、側(cè)壓力很大，且有一定底壓的巷道。圓形圍巖松軟、四周壓力均很大，用其他形狀不能抵抗圍巖壓力時采用。橢圓形當巷道四周壓力很大，且分布不均時，根據(jù)頂壓和側(cè)壓的大小，采用豎直或水平布置。不規(guī)則形在薄煤層中，為了不破壞頂板，使頂板保持一定的穩(wěn)定性，斷面形狀視煤層賦存條件而定。 （摘自采礦設(shè)計工程設(shè)計手冊2554頁） 巷道斷面形狀的選擇，主要應(yīng)考慮巷道所處的位置及穿過的圍巖性質(zhì)（即作業(yè)在巷道上地壓的大小和方向）、巷道的用途及其服務(wù)年限、選用的支架材料和支護方式、巷道的掘進方法和采用的掘進設(shè)備等因素。一般情況下，作用在巷道上的地壓和方向在選擇巷道斷面形狀是起主要作用。當頂壓和側(cè)壓均不

5、大時，可選用矩形或梯形斷面：當頂壓較大、側(cè)壓較小時，則選用直檣拱形斷面（半圓拱，圓弧拱或三心拱）；當頂壓、側(cè)壓都很大的同時低鼓嚴重時，就必須選用諸如馬蹄形、橢圓形等封閉式斷面。礦區(qū)富有的支架材料和習慣使用的支護方式，往往也直接影響道巷斷面形狀的選擇。木架和鋼筋混凝土棚子，多適用于梯形和矩形斷面。掘進方法和掘進設(shè)備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。目前，巖石平巷掘進仍是采用鉆眼爆破方法占主要地位，它能適應(yīng)任何新裝的斷面。近年來，由于錨噴支護廣范應(yīng)用，為了簡化設(shè)計和有利于施工，巷道端面多采用半圓拱和圓形拱，三心拱也逐漸被淘汰。在使用全斷面掘進機掘進的巖石平巷，選用圓形斷面無疑是最為合適的。在需要

6、通風量很大的礦井中，選擇通風阻力較小的斷面形狀和支護方式，既有利于安全生產(chǎn)又具有明顯經(jīng)濟效益。在滿足安全與技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面降低造價并有利于加快施工速度。綜上所述:選擇巷道斷面尺寸應(yīng)考慮諸多因素,聯(lián)系以上所有因素和已知參數(shù),根據(jù)采礦守則，年產(chǎn)量在30萬t其服務(wù)年限應(yīng)在15年以上，該運輸大巷穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層，其巖石堅固性系數(shù)又在68，因此選擇半圓形拱最合適。(三). 巷道凈斷面尺寸礦山安全規(guī)程內(nèi)有明確規(guī)定：機械運輸巷道的一側(cè)，必須留有0.7米以上的人行道。另一側(cè)，如果巷道是用木材，混泥土棚或金屬支架時，不得小于0.2米，用磚、石、混泥土砌璇以及錨桿噴漿

7、時，不得小于0.2米。運輸機距支架或璇墻之間的距離得小于0.4米。（摘自井巷工程112頁）(一）.井巷巷道進寬度 據(jù)井巷工程62頁查表3-2可知MG1.1-6A固定式礦車寬A1=1050mm、高h=1200mm、長L=2400mm。根據(jù)煤礦安全規(guī)程且巷道人行道寬C=840mm、非人行道一側(cè)寬a=400mm。故巷道凈寬度：B=a+ A1+=400+1050+840=2290mm(二）.確定巷道拱高h0半圓拱形巷道拱高h0=B/2=2290/2=1145mm 半圓拱半徑R= h0=1145mm(三）.確定巷道壁高h31.按管道裝設(shè)要求確定h3h3h5+h7+hb-1816.5mm2.按人行高度要求

8、求h31800+hb-1800+220-647=1373mm綜上所述，考慮一定的余量，確定本巷道的壁高為h3=1820mm。則本巷道高度為H=h3-hb+h0=18200-220+1145=2745mm(三) 確定巷道凈斷面尺寸掘進斷面面積的確定由井巷工程表3-7得凈斷面積 S=B(0.39B+h2) h2=h3-hb=1820-220=1600mm 故S=2290（0.39×2290+1600）=5709199=5.7凈周長P=2.57B+2h2+9085.3mm=9.1m(四).確定巷道設(shè)計掘進斷面尺寸和計算掘進斷面尺寸1.支護參數(shù)的選擇 過去大多數(shù)是架設(shè)棚式支架與砌筑石材整體支

9、架來維護巷道，現(xiàn)在錨噴支護在礦山得到了較為廣泛的使用。而支護主要包括下列幾種方法； 1. 采用錨桿支護巷道，就是巷道掘進后向圍巖中鉆錨桿眼，然后將錨桿架設(shè)在錨桿眼內(nèi)，對巷道圍巖給予人工加固。從而維護巷道的穩(wěn)定性。錨桿的類型鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿；金屬倒鍥式錨桿；木錨桿；樹脂錨桿；快硬水泥錨桿；快硬膨脹水泥錨桿；管縫式錨桿；可伸縮式錨桿。其作用原理：懸吊作用、組合梁作用、錨桿鍥固作用、擠壓加固作用。圖表文獻來自地下建筑工程設(shè)計與施工表9-42.噴射混凝土支護 噴誰混凝土支護作用是用噴射機將混凝土混合物噴射在巖面上凝結(jié)硬化而成的一種支護。其特點是： 凝土在高速噴漿過程中，水泥顆粒受到碰撞沖擊，混凝土噴層受到連續(xù)沖擊壓密，而且噴射工藝又允許采用較小的水灰比，因此噴射混凝土噴層具有致密的組織結(jié)構(gòu)和良好的物理力學性能。特別是它的粘結(jié)力大，能同巖石緊密粘結(jié)，是形成噴射混凝土獨特支護作用的重要因素。 噴射混凝土能隨著巷道掘進及及時施工，且加入速凝劑后其早期強度成倍增長，因而能夠控制圍巖的過度變形和松弛。 噴層較薄，具有一定的柔性，可以和圍巖共同變形產(chǎn)生一定量的徑向位移。其作用原理：加固與