《井巷工程》課程設(shè)計(jì)

1、井巷工程課程設(shè)計(jì)院系：能源與材料工程系專業(yè)班級(jí)：采礦（二）班姓名：馬志遠(yuǎn)學(xué)號(hào):1316251055指導(dǎo)老師：李寧目錄前言3第一章巷道基本情況4第二章爆破說(shuō)明書及爆破圖表4第一節(jié)爆破器材的選擇4第二節(jié)爆破參數(shù)4第三章巷道循環(huán)作業(yè)圖表15第一節(jié)裝巖與運(yùn)輸15第二節(jié)巷道支護(hù)施工16第三節(jié)勞動(dòng)組織形式17第四節(jié)循環(huán)作業(yè)圖表18、人刖百巖巷施工是煤炭生產(chǎn)的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。礦井基建時(shí)期的開(kāi)拓巷道大多屬于巖石巷道。由于地質(zhì)原因有時(shí)我們不得不考慮把準(zhǔn)備巷道中的上下山布置在巖層中。巖巷施工在礦井整個(gè)服務(wù)期內(nèi)的工程量所占的比重較大。而與煤巷相比，巖巷施工時(shí)巖石比較堅(jiān)硬，掘進(jìn)比較困難，施工速度慢，占用的設(shè)備和人力多。

2、因此我們急需合理的方式加快巖巷施工速度，并保證施工質(zhì)量。在現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦巖巷施工仍普遍使用鉆研爆破法。因此，確定合理的爆破參數(shù)，對(duì)于加快巖巷施工速度保證施工質(zhì)量有積極重要的影響。本課程設(shè)計(jì)根據(jù)所給已知條件，參考有關(guān)書籍資料，認(rèn)真確定了爆破各個(gè)參數(shù)及爆破炮眼布置圖?？偟脕?lái)說(shuō)，課程設(shè)計(jì)編寫還算順利，但在整個(gè)過(guò)程中同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不少問(wèn)題。比如根據(jù)公式代入計(jì)算得來(lái)的爆破參數(shù)值與經(jīng)驗(yàn)值相差較大。炮眼布置和裝藥參數(shù)完全依靠試算，既要將爆破炮眼按炮眼間距布置在相應(yīng)位置又要保證炮眼數(shù)目剛好用完，同時(shí)還得保證藥卷和雷管的數(shù)量充足且夠用，整個(gè)試算過(guò)程比較麻煩，所占的設(shè)計(jì)時(shí)間較多。而在相關(guān)資料上又無(wú)法找到有效的解決方

3、案?？傊@次課程設(shè)計(jì)，一方面是自己辛苦努力的結(jié)果，但更重要的是老師平時(shí)的教育和幫助，在此項(xiàng)老師表示衷心地感謝第一章巷道基本情況第一節(jié)巷道基本情況甲礦-300米運(yùn)輸大巷為雙軌電機(jī)車運(yùn)輸，設(shè)計(jì)斷面為半圓拱形，凈寬4.5米，凈高3.7米，錨噴支護(hù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15,噴層厚度100mm采用管縫式錨桿，長(zhǎng)度1.8m,錨桿間距排距0.8*0.8m,托盤為8mm厚150mm*150mm）方形鋼板。全長(zhǎng)2713m穿過(guò)的巖層主要為頁(yè)巖，砂質(zhì)頁(yè)巖，f=68,巖石傾角2030,月進(jìn)尺8090米。第二章爆破說(shuō)明書及爆破圖表第一節(jié)爆破器材的選擇根據(jù)與相似條件和規(guī)格的巖巷相比較，本巖巷爆破選用2號(hào)巖石硝鏤炸藥，V段

4、毫秒延期電雷管，防爆型電容式發(fā)爆器，鉆孔采用YTP-26型氣腿式鑿巖機(jī)，其性能見(jiàn)下表表2-1YTP-26型氣腿式鑿巖機(jī)性能型號(hào)沖擊頻率/次min-1推進(jìn)方式鉆孔直徑/mm最大鉆深/mYTP-262600FT-17036455第二節(jié)爆破參數(shù)一、確定巷道設(shè)計(jì)斷面掘進(jìn)斷面尺寸S產(chǎn)B(0.39Bi+h3)(2-2)h3=h2+hb(2-3)H產(chǎn)H+h+T(2-4)H=h2+h0(2-5)H0=1B(2-6)2式中：H巷道凈高，H=3700mmB巷道凈寬，B=4500mmh0拱高，mmh2碎面起巷道的壁高h(yuǎn)3底板起巷道的壁高h(yuǎn)b道硅高度，hb=220mmT噴層厚度，T=100mmBi巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度Hi

5、巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度Si巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積h0=0.54500=2250mmh2=H-h0=3700-2250=1450mmh3=1450+220=1670mmB=4500+2100=4700mmH=3700+220+100=4020mm_2S=4700x(0.39黑4700+167。=16.47m、掏梢方式1、掏槽方式類型及使用條件（1）斜眼掏槽適用于各種巖層，可充分利用自由面，逐漸擴(kuò)大爆破范圍；掏槽面積較大，適用于較大斷面的巷道。但掏槽眼深度受到巷道寬度的限制；碎石拋擲距離較大，易損壞設(shè)備和支護(hù)。斜眼掏槽又可以分為楔形掏槽、錐形掏槽。楔形掏梢適用于中硬巖石中，掏槽眼數(shù)根據(jù)斷面大小和巖石堅(jiān)固程

6、度來(lái)決定，一般是68個(gè)，兩兩對(duì)稱地布置在巷道斷面中央偏下的位置上，炮眼與工作面夾角大致在5575°之間，梢口寬度一般在1.01.4m,掏梢的排距約為0.30.5m各對(duì)掏梢眼應(yīng)同在一個(gè)水平面上，兩眼底距離為200mm左右，眼深要比一般炮眼加深200mm。2錐形掏梢可用于堅(jiān)硬的巖石中，掏槽眼多采用3個(gè)或4個(gè)，但鉆眼工作很不方便。斜眼掏梢，每眼的裝藥系數(shù)一般要達(dá)到0.60.7以上。（2）直眼掏槽直眼掏槽的特點(diǎn)是：所有的掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之間保持平行；炮眼深度不受巷道寬度影響，可用于深孔爆破，同時(shí)也便于使用高效鑿巖機(jī)和鑿巖臺(tái)車打眼；直眼掏槽炮眼間距較近，其中每一個(gè)裝藥炮眼的爆炸，都

7、可以破壞兩個(gè)炮眼之間的巖石；另外直眼掏梢一般都有不裝藥的空眼，它起著附加自由面的作用。具缺點(diǎn)是鑿巖工作量大，鉆眼技術(shù)要求高，需要的雷管段數(shù)較多。直眼掏梢又可以分為直線掏梢、螺旋掏梢。直線掏梢掏梢面積小，適用于中硬巖石的小斷面巷道，眼距一般為100200mm眼深以小于2.0m為宜。螺旋掏梢中心孔為小直徑空眼時(shí)適用于各種巖石，眼深可加深到3nl中心空眼為大直徑時(shí)眼深一般不宜超過(guò)2.5m,可用于堅(jiān)硬巖石的大、中斷面巷道。2、確定掏梢方式根據(jù)該巷道的條件f=68,S1=16.47和所用的鑿巖機(jī)型號(hào)，使用斜眼楔形掏梢，掏梢眼6個(gè)，炮眼與工作面夾角65°,掏梢眼排距0.5m,同一平面上兩炮眼眼底

8、間距200mm眼深比一般炮眼加深200mm3、輔助眼輔助眼要成圈且均勻布置在掏梢眼和周邊眼之間，其間距一般為500700mm炮眼垂直于工作面，裝藥系數(shù)一般為0.4、周邊眼K=-W(2-7)式中：K炮眼密集系數(shù)E周邊眼間距W最小抵抗線，即最外一圈輔助眼與周邊眼的距離底眼（包括一個(gè)水溝眼）眼距一般為500700mm裝藥系數(shù)為0.50.6,為了給鉆眼與裝巖平行作業(yè)創(chuàng)造條件，需采用拋渣爆破，則將底眼眼距縮小為400mrnfc右，眼深加深200mrnfc右，每個(gè)底眼增加12個(gè)藥卷。表2-2光面爆破的周邊眼爆破參數(shù)表巖層情況巖石堅(jiān)固系數(shù)f炮眼直徑/mm炮眼間距/mm最小抵抗線/mm炮眼密集系數(shù)裝藥量/kg

9、完整、穩(wěn)定、中硬以上81042456007005007001.01.10.20.3中硬、層節(jié)理不發(fā)育6835425006006008000.80.90.150.2軟、層節(jié)理發(fā)育<635423505005007000.70.80.100.15三、爆破參數(shù)1、炮眼直徑根據(jù)所選用的鑿巖設(shè)備和光面爆破的要求確定炮眼直徑為42mm藥卷直徑35mm2、炮眼深度LNKn式中：l炮眼深度，mL計(jì)劃月進(jìn)度，mL=8090mN每月實(shí)際用于掘進(jìn)的天數(shù)，30天K正規(guī)循環(huán)率，K=0.80.9n每日完成的掘進(jìn)循環(huán)數(shù)，次刈炮眼利用率，>0.8dl>90=1.47m300.830.85每一循環(huán)進(jìn)尺為l

10、9;=1.470.85=1.25掏梢眼深度l掏=1.47+0.2=1.67底眼深度l底=1.47+0.2=1.67輔助眼、幫眼、頂眼深度l輔=l幫=l115=1.47m計(jì)算各炮眼的長(zhǎng)度及同一平面上兩對(duì)掏梢眼眼口的距掏梢眼長(zhǎng)度：L掏=1.67/sin65=1.85m掏梢眼眼口間距離：B=2c+b=2x1.85xcos65+0.2=1.76m輔助眼長(zhǎng)度：輔=1.47m為鉆眼方便，根據(jù)圍巖情況，各周邊眼眼口均距開(kāi)挖輪廓線100mm其眼底均超出開(kāi)挖輪廓線100mm幫眼和頂眼長(zhǎng)度：L幫=L頂=<1.472+0.22=1.49m底眼長(zhǎng)度：1底=出.672+0.22=1.68m3、炮眼數(shù)目N=qS(2

11、-9)ap式中：N炮眼數(shù)目，個(gè)q單位炸藥消耗量，kg/m3s巷道掘進(jìn)斷面積m每個(gè)藥卷長(zhǎng)度a裝藥系數(shù)，一般取0.5左右p每個(gè)藥卷的重量，kg由已知巖石炸藥規(guī)格知2號(hào)巖石硝鏤炸藥藥卷規(guī)格為435M160mm150g,查表知q=1.45kg/m31.4516.470.160.85N=440.50.154、確定各眼裝藥量每循環(huán)所用的炸藥消耗量V=l'xs(2-10)=1.2516.47=20.6Q=qV(2-11)=1.4520.6=29.87藥卷總數(shù)=當(dāng)更=200卷(2-12)0.15根據(jù)炮眼數(shù)目，藥卷數(shù)量及各類眼的裝藥系數(shù)經(jīng)過(guò)試算可知裝藥量分配如下表所示表2-3裝藥量分配表炮眼類型數(shù)量/個(gè)

12、炮眼長(zhǎng)度/m裝藥長(zhǎng)度/m裝藥系數(shù)/%每眼藥卷數(shù)/個(gè)掏槽眼41.851.4477.8o%9底眼、水溝眼101.680.9657%6幫眼41.492頂眼131.492輔助眼111.470.854.40%5破碎眼21.002備注因每對(duì)掏槽眼眼口寬度較大為保證巖石塊度設(shè)2個(gè)破碎眼驗(yàn)證炮眼數(shù)目：N=6+2+10+4+12+10=44驗(yàn)證藥卷數(shù)目：6x9+2x2+10x6+4x2+12x2+10x5=200卷5、裝藥結(jié)構(gòu)(1)掏梢眼和輔助眼的裝藥結(jié)構(gòu)正向裝藥先將被動(dòng)藥包依次裝入眼內(nèi)，然后裝填起爆藥包。所有藥包和雷管的聚能穴一致朝向眼底，最后用炮泥填滿炮孔，對(duì)于硝鏤類炸藥，這樣放置可能會(huì)發(fā)生殘孔和殘藥現(xiàn)象。

13、反向裝藥先將起爆藥包裝入眼底，然后在裝被動(dòng)藥包，最后填滿炮泥，要求雷管和藥包的聚能穴一致朝向眼口，這樣爆轟波是由里向外傳播，與巖石朝自由面運(yùn)動(dòng)的方向一致，有利于反射拉伸破碎巖石，同時(shí)起爆藥包距自由面較遠(yuǎn)，爆炸氣體在時(shí)間上相對(duì)較遲地從眼口沖出，爆炸能量得到充分利用，因而，可取的較好的爆炸效果。(2)周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)單段空氣柱式炸藥爆炸后空氣柱能起到緩沖作用，延長(zhǎng)眼內(nèi)爆生氣體做功時(shí)間，將眼口部分巖石爆破下來(lái)，避免眼口出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象，適用于1.52.0m深炮眼。小直徑藥卷空氣間隔分節(jié)式用于眼深超過(guò)2.0m（3）根據(jù)本巷道鉆孔深度及（1）（2）所述，裝藥結(jié)構(gòu)為掏梢眼、輔助眼為反向裝藥結(jié)構(gòu)，周邊眼為單

14、段空氣柱式裝藥結(jié)構(gòu)。（4）炮眼填塞裝藥之前必需將眼中的巖粉和水吹洗干凈。1:3的炮泥混合炮泥，濕度為18%-20%6、爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)巖巷掘進(jìn)一般采用發(fā)爆器起爆，所以雷管多采用串聯(lián)方式，聯(lián)接簡(jiǎn)單，不易遺漏，工作面的炮眼按掏梢眼，輔助眼，幫眼，頂眼，底眼的順序先后起爆全斷面一次起爆。（四）爆破作業(yè)圖表炮眼布置圖（1:50）裝藥結(jié)構(gòu)圖（1:50）表2-4爆破原始條件表2-4、裝藥量及起爆順序表2-5、預(yù)期爆破效果表2-6爆破原始條件序號(hào)名稱單位數(shù)量1掘金斷面m216.472七九'言氏系數(shù)f683工作面瓦斯情況%尢瓦斯4工作面涌水情況m3/h無(wú)涌水5炸藥和雷管的類型2號(hào)巖石硝俊炸藥，V段毫秒雷管

15、表2-5裝藥量及起爆順序表眼號(hào)炮眼名稱眼數(shù)/個(gè)眼深/m眼長(zhǎng)/m每個(gè)炮眼裝藥量合計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)起爆順序聯(lián)絡(luò)方式卷數(shù)/個(gè)長(zhǎng)度/m裝填率/%卷數(shù)/個(gè)重量/kg掏槽眼61.671.8591.4477.8548.1反向裝藥1串輔助眼301.471.4750.854.9507.5反向裝藥2串幫眼61.471.4920.3221.581.2單段空氣柱3串頂眼121.471.4920.3221.5243.6單段空氣柱3串底眼91.671.6860.9657548.1單段空氣柱3串水溝眼11.671.6860.965760.9單段空氣柱3串合計(jì)表2-6預(yù)期爆破效果表名稱單位數(shù)量名稱單位數(shù)量炮眼利用率0.85每米巷道

16、炸藥消耗量Kg/m24每循環(huán)工作面進(jìn)尺m1.25每循環(huán)炮眼總長(zhǎng)度m/循環(huán)68.44每循環(huán)爆破實(shí)體巖石m320.6r每立方米巖石雷管消耗量個(gè)/m32.14炸藥消耗量Kg/m31.45每米巷道雷管消耗量個(gè)/m35.2第三章巷道循環(huán)作業(yè)圖表第一節(jié)裝巖與運(yùn)輸一、裝巖巖石平巷施工中，裝巖轉(zhuǎn)載與轉(zhuǎn)運(yùn)是最費(fèi)工時(shí)的工序，一般情況下它占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的35%50%，因此裝巖在巖石平巷施工中意義重大。1 、裝巖機(jī)類型：由于該運(yùn)輸大巷為雙軌運(yùn)輸大巷，巷道較寬、較高，斷面大，爆破巖體體積多。故選用ZLC60鏟斗側(cè)卸式裝巖機(jī)。2 、鏟斗側(cè)卸式裝巖機(jī)優(yōu)點(diǎn)：這種裝巖機(jī)是正面取巖石，在設(shè)備前方側(cè)轉(zhuǎn)卸載，行走方式為履帶式。它鏟斗

17、插入力大，斗容大，提升距離短；履帶行走機(jī)動(dòng)性好，裝巖寬度受限制小：鏟斗還可以兼作活動(dòng)平臺(tái)，用語(yǔ)安裝錨桿和挑頂；工作機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)，提升能力大，提升距離小，消耗功率小，性能穩(wěn)定，操作輕便，安全可靠；電氣設(shè)備均為防爆型，可用與有瓦斯和煤塵爆炸的礦井。3 、裝巖機(jī)性能生產(chǎn)能力為90m3/h,鏟斗容量為0.6m3,長(zhǎng)度為4250mm寬度為1800mm高度為2100mm工作時(shí)最大高度為2950mm卸載高度為1300mm行走方式為履帶行走，動(dòng)力為電動(dòng)，總功率為52kw,質(zhì)量為7430kg。二、運(yùn)輸掘進(jìn)巷道為運(yùn)輸大巷，巷道平直，較寬、較高。所以一次性爆破實(shí)體巖石體積較多。由于轉(zhuǎn)載和運(yùn)輸在施工工序中最費(fèi)時(shí)耗

18、工，為了能節(jié)約更多的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，故選用轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸和卸載合一的設(shè)備。梭式礦車具有轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸和卸載合一的功能，所以轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸工具應(yīng)選梭式礦車。由于巖石具有碎脹性，在施工過(guò)程中為了不影響下一組人員的施工，故采用兩組礦車運(yùn)輸，為了縮短兩車的調(diào)車時(shí)間應(yīng)采用一種省時(shí)省力的調(diào)車設(shè)備。浮放道岔是在原有軌道基礎(chǔ)上安設(shè)的一組完整道岔，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以移動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)可自行設(shè)計(jì)加工，故調(diào)車設(shè)備應(yīng)選用浮放道岔。第二節(jié)巷道支護(hù)施工為了保證巷道圍巖的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)圍巖垮落或產(chǎn)生過(guò)大變形，無(wú)法滿足正常的生產(chǎn)的安全要求，巷道掘進(jìn)后一定都要立即進(jìn)行支護(hù)。巷道支護(hù)又可以分為臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)。在適當(dāng)時(shí)機(jī)可把臨時(shí)支護(hù)改為永久支護(hù)。巷道采用一次性成巷施工，不必設(shè)臨時(shí)支護(hù)。光面爆破后立即登碴打好拱部錨桿和超前錨桿，在局部破碎帶地段應(yīng)適當(dāng)加大錨桿密度并敷設(shè)金屬網(wǎng)。適當(dāng)?shù)目s短掘進(jìn)和永久性支護(hù)的間距，以保證工程質(zhì)量和安全。當(dāng)頂板破碎時(shí)，每次放炮后立即噴射混凝土封閉圍巖，然后再打錨桿。錨噴支護(hù)工藝流程：鉆眼一穿桿一注漿-噴層。噴射混凝土工藝流程：過(guò)濾石子、沙子一秤重一加水泥一攪拌一運(yùn)料f上料f噴射。1 、錨噴支護(hù)參數(shù)：錨桿