井巷工程課程設(shè)計

1、 井巷工程課程設(shè)計 目 錄前言31礦井及設(shè)計巷道概況42巷道斷面設(shè)計 5 2.1巷道斷面設(shè)計的依據(jù) 5 2.1.1巷道的名稱和用途 5 2.1.2巷道的運(yùn)輸設(shè)備類型和特征 5 2.1.3巷道的管線敷設(shè)情況、風(fēng)量大小及排水量大小 5 2.1.4巷道坡度的要求 5 2.2巷道斷面設(shè)計5 2.2.1選擇巷道斷面形狀、支護(hù)類型、支護(hù)參數(shù) 5 2.2.2確定斷面尺寸 7 2.2.3巷道凈斷面、掘進(jìn)斷面及風(fēng)量校核 7 2.2.4決定道床參數(shù)、水溝步置和線敷設(shè) 8 2.2.5巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量計算并列表 8 2.2.6巷道斷面施工圖103巷道施工 11 3.1施工方案的確定11 3.1.1掘

2、砌作業(yè)方式、成巷速度11 3.2鑿巖爆破工作 11 3.2.1鑿巖設(shè)備和爆破器材的選擇11 3.2.2爆破參數(shù)的確定11 3.2.3鑿巖爆破作業(yè)11 3.2.4爆破圖表及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)11 3.3通風(fēng)與安全13 3.4裝巖與調(diào)車14 3.5巷道支護(hù)15 3.6巷道施工示意圖154勞動組織及循環(huán)圖表 16 4.1勞動組織配備16 4.1.1作業(yè)方式的選擇16 4.1.2循環(huán)圖表的編制16 4.1.3施工總組織、施工進(jìn)度表165技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)18 5.1各項費(fèi)用18 5.1.1材料費(fèi) 18 5.1.2設(shè)備折舊費(fèi).18 5.1.3動力量 18 5.1.4工資費(fèi) 18 5.1.5工程費(fèi) 18 5.1.6成

3、巷成本 186 安全技術(shù)措施 19 6.1 支架操作工安全技術(shù)措施19 6.2 端頭工安全措施19 6.3 按操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)19 6.4 所有工種必須遵守的安全管理措施19致謝 20參考文獻(xiàn)21前言井巷工程課程設(shè)計是學(xué)生學(xué)習(xí)采礦工程專業(yè)中的重要技能，在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)課程設(shè)計的目的在于通過課程設(shè)計鞏固和加深課堂理論知識并使之與實際相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識獨(dú)立解決巷道施工中主要問題的能力和掌握巷道設(shè)計中的基本方法和基本能力，并初步結(jié)合生產(chǎn)實際鍛煉解決在生產(chǎn)上所遇到的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和工程技術(shù)人員應(yīng)具備的基本技能。依據(jù)：設(shè)計的巷道斷面直接作為井下巷道施工的依據(jù)，也是進(jìn)行井巷工程預(yù)算

4、的依據(jù)。內(nèi)容：首先根據(jù)巷道的服務(wù)年限，用途和圍巖的性質(zhì)，選擇巷道斷面的形狀和支護(hù)方式，其次根據(jù)巷道中通過的設(shè)備尺寸和支護(hù)參數(shù)、道床參數(shù)、通風(fēng)量和行人要求等確定巷道凈斷面積尺寸（并進(jìn)行風(fēng)速運(yùn)算），計算巷道的設(shè)計掘進(jìn)斷面尺寸和計算掘進(jìn)斷面尺寸，然后布置水溝和管纜，最后繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和計算每米巷道工程量和材料消耗量。巷道斷面設(shè)計是礦井開采設(shè)計中的一個重要組成部分，貫穿礦井服務(wù)年限屬于施工設(shè)計的范疇。巷道斷面設(shè)計的要求是：在滿足安全生產(chǎn)和施工要求的條件下，力求提高斷面的利用率，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程的各項范疇進(jìn)行井巷工程設(shè)計，引用煤礦安全規(guī)程及其他資料部分，應(yīng)標(biāo)注

5、出來，要注意使用先進(jìn)的工藝和技術(shù)使課程設(shè)計具有一定的先進(jìn)性，本次課程設(shè)計是為了滿足教學(xué)，應(yīng)獨(dú)立完成設(shè)計。第一章 礦井及設(shè)計巷道概況 礦井煤層賦存條件、煤塵、瓦斯和自燃情況，礦井涌水量、礦井的開拓方式、主要生產(chǎn)系統(tǒng)。 設(shè)計巷道的名稱、位置、標(biāo)高、與其他巷道的關(guān)系、圍巖特征（附平面圖和設(shè)計巷道的軸向地質(zhì)剖面圖）。說明設(shè)計巷道的用途、工程量斷面、工程結(jié)構(gòu)特點、施工條件及通過煤量、風(fēng)量、排水、供電、供風(fēng)及其他管道設(shè)施，說明設(shè)計巷道的排矸、供料、供風(fēng)、排水等系統(tǒng)，說明本礦在井巷施工有關(guān)方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其中包括設(shè)計巷道的服務(wù)年限，各種材料費(fèi)用，工人工資費(fèi)用及巷道維修費(fèi)用，井巷施工的月進(jìn)度和每工效率等。

6、 某煤礦，井田走向長6.7km，傾向?qū)?4.5km，井田面積14.7km。礦井開拓方式為斜井多水平分區(qū)式開拓，現(xiàn)在開采二水平，延深三水平。年設(shè)計能力為120萬t，低瓦斯礦井，中央并列式通風(fēng)，井下最大涌水量為320m³/h。通過該礦第二水平東翼運(yùn)輸大巷的流水量為160m³/h，采用ZK106/250架線式電機(jī)車牽引1.5噸礦車運(yùn)輸，該大巷穿過中等穩(wěn)定的巖層，巖石堅固性系數(shù)f=46，需通過的風(fēng)量為48m³/s，巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為200mm的壓風(fēng)管和一趟直徑為100mm的水管。第二章 巷道斷面設(shè)計2.1巷道斷面設(shè)計的依據(jù)1、巷道的名稱和用途。 2、通過巷道的運(yùn)輸設(shè)備類

7、型及特征。 3、通過巷道的管線敷設(shè)情況，風(fēng)量大小及排水量大小。4、對巷道坡度的要求。 5、其他要求。2.2 選著巷道斷面形狀、支護(hù)類型、支護(hù)參數(shù)2.2.1斷面形狀、支護(hù)類型年產(chǎn)120萬t的第二水平運(yùn)輸大巷，一般服務(wù)年限在30年以上，采用600mm規(guī)矩雙規(guī)運(yùn)輸大巷，其凈寬在3m以上，又穿過中等穩(wěn)定巖石，所以選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護(hù)，半圓拱形斷面。 2.2.2支護(hù)參數(shù)本巷道采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬3.0m以上、穿過中等穩(wěn)定巖層即屬類圍巖、服務(wù)年限大于30年等條件，得錨噴支護(hù)參數(shù)：錨桿長2.0m，間距a=0.9m,排距b=0.9m,錨桿直徑d=18mm, 每孔安裝兩個樹脂藥卷，錨固長度5

8、00，錨固力70，呈方形布置，托板為8mm厚的150mm×150mm的方形鋼板。噴射混凝土層厚T1=100mm,分兩次噴射，每次各噴50mm厚，故支護(hù)厚度T= T1=100mm。 2.3 確定斷面尺寸2.3.1確定巷道的凈寬度B 已知ZK10-6/250電機(jī)車寬=1060mm、高h(yuǎn)=1550mm，1.5t礦車寬1050mm、高1200mm。 根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取巷道人行道c=820mm、非人行道一側(cè)寬a=400mm。查采礦工程設(shè)計手冊知該巷雙規(guī)中線距b=1300mm，則兩機(jī)車之間的距離為 1300mm（1060/2+1060/2）mm=240mm>200mm所以巷道凈寬度： B

9、=(400+1060/2)+1300+(1060/2+820)=3580mm取B=3600mm2.3.2確定巷道的壁高半圓拱形巷道拱高 =B/2=3600mm/2=1800mm。半圓拱半徑R=1800mm2.3.3確定巷道壁高1）按架線式電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定 根據(jù)采礦工程設(shè)計手冊式中規(guī)面起電機(jī)車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取=2000mm道床總高度，查采礦工程設(shè)計手冊選30kg/m鋼軌，同樣查得=410mm，道砟高度=220mm。導(dǎo)電弓子距壁安全距離，取=300mm。導(dǎo)電弓子寬度之半，=718mm/2=359mm，取=360mm軌道中線與巷道中線間距，=B/2=3600mm/2 930mm=87

10、0mm 故2）按照管道裝設(shè)要求確定根據(jù)采礦工程設(shè)計手冊表6-1-5公式可得： 式中 為碴面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程，取=1800mm。 為管子懸吊件總高度，取=900mm。為電機(jī)車距管子的距離，取=200mm。D 為壓氣法蘭盤直徑，D=200mm。為軌道中線與巷道中線間距， 3600/21370=430mm。故= 1633mm3）按人行道高度確定 式中j為距巷道壁的距離。距離j處巷道有效高度不小于1800mm。 一般取j200mm。故綜合以上計算，并考慮一定余量以及人行道高度和機(jī)車高度，確定本巷道壁高為1820mm則巷道高度 2.3.3確定巷道的凈斷面積、掘進(jìn)斷面及風(fēng)量校核1）巷道凈斷面S

11、半圓拱形凈斷面積 S=B（0.39B+） 式中道碴面以上巷道壁高。 故 凈周長 2）掘進(jìn)斷面積根據(jù)采礦工程設(shè)計手冊公式得：巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度B1=B+2T=3600+2100=3800mm巷道計算掘進(jìn)寬度B2= B1+2=3800+275=3950 mm巷道設(shè)計掘進(jìn)高度H1=H+hb+T=3400+220+100=3720mm巷道計算掘進(jìn)高度H2= H1+=3720+75=3795mm巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面面積巷道計算掘進(jìn)斷面積3）用風(fēng)速校核巷道斷面積查采礦工程設(shè)計守則，知，已知通過大巷的風(fēng)量 ，則設(shè)計的大巷凈斷面積、風(fēng)速沒超過規(guī)定，符合規(guī)定。 2.3.4 決定道床參數(shù)、水溝布置和管線敷設(shè) 1）道床參

12、數(shù) 根據(jù)本巷道通過的運(yùn)輸設(shè)備，查井巷工程表2.11選用30kg/m，道床參數(shù)分別是=410mm，=220mm =190mm。采用鋼筋混凝土軌枕。 2）水溝和管線布置 已知通過該運(yùn)輸大巷的流水量為160m3/h,查采礦工程書中表2.13知若采用水溝坡度3%，則水溝深400mm，寬400mm，水溝凈斷面積0.16m2掘進(jìn)斷面為0.203，每米蓋板鋼筋消耗量為1.633kg，混凝土為0.0276，每米水溝混凝土消耗量為0.133。管子懸吊在人行道一側(cè)，通信電纜掛在非人行道一側(cè)。 2.3.5 巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量計算并列表 1）斷面特征表 圍巖類別斷面/m³設(shè)計掘進(jìn)尺寸/mm噴

13、射厚度/m 錨 桿/mm凈周長/m凈設(shè)計掘進(jìn)寬高型式排列方式間排距錨桿長直徑10.812.5538003720100螺紋鋼樹脂錨桿方形90020001812.5 斷面特征表 2.12）每米材料消耗計算 每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積 每米巷道墻角計算掘進(jìn)體積每米巷道拱與墻噴射材料消耗 每米巷道墻角噴射材料消耗 每米巷道噴射材料消耗 每米巷道錨桿消耗 式中計算錨桿消耗周長錨桿間距，排距，。故 根其質(zhì)量為 式中錨桿長度，m 錨桿直徑 ，m 錨桿材料密度，kg/ 3）材料消耗表 材料消耗表 2.2錨桿數(shù)量/ 根材 料 消 耗噴射材料/m³錨 桿鋼筋/kg樹脂藥卷/個11.590.98846.2

14、823.1 22.3.6巷道斷面施工圖運(yùn)輸大巷斷面施工圖第三章 巷道施工3.1施工方案的確定此次施工的巷道地質(zhì)條件較好，再考慮到施工和經(jīng)濟(jì)方面的因素，采用一次成巷的方法，既在巷道施工中的掘進(jìn)、永久支護(hù)、水溝掘砌三個部分工程視為一個整體，在一定距離內(nèi)，按設(shè)計及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，相互配合，前后連貫地、最大限度地同時施工，一次做成巷道， 不留收尾工程。3.2 鑿巖爆破工作3.2.1鑿巖設(shè)備和爆破器材的選擇 采用YT-23系列氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖，其參數(shù)可在井巷工程表3.15中獲知。2號巖石硝銨炸藥爆破巖石，煤礦許用的8號電雷管且總延期時間不大于130毫秒。3.2.2爆破參數(shù)的確定巷道凈斷面積小于12 ，宜選

15、用小直徑藥卷（25mm和27mm），炮眼直徑為30mm，采用氣腿式鑿巖機(jī)時炮眼深度以1.8m-2.5m為宜。設(shè)計炮眼深度為2米。 單位炸藥消耗量：q=Q/v，kg/ m3 式中 Q 工作面一次爆破所需要的炸藥量 V工作面一次爆下的實體巖石的總體積3.2.3鑿巖爆破作業(yè)光面爆破技術(shù)在巷道掘進(jìn)中廣泛應(yīng)用，故鑿巖爆破工作也采用光面爆破技術(shù)。用2號巖石硝銨類炸藥，8號雷管。3.2.4爆破圖表及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)工作面炮眼布置圖 炮孔布置圖爆破原始條件 3.1名稱數(shù)量名稱數(shù)量巷道掘進(jìn)斷面/ 12.55炮眼數(shù)目/個 51巖石的堅固性系數(shù)f 46雷管數(shù)目/個 50炮眼深度/m 2.00總裝藥量/kg 35.4 裝

16、藥量及起爆順序 3.2··眼名眼數(shù)眼深 裝藥量起爆順序連線方式裝藥結(jié)構(gòu)單孔卷數(shù)質(zhì)量小計卷數(shù)質(zhì)量 1 空眼 12.2 串聯(lián)連續(xù)反向裝藥 25掏槽眼 42.2 6 1 24 4 612輔助眼 72.00 50.75 355.251328輔助眼 162.00 50.75 80 1231334346 幫眼 62.00 30.30 18 1.83442 頂眼 92.00 30.30 272.729 30 4751 底眼 62.00 50.75 30 4.5 預(yù)期爆破效果 3.3名稱數(shù)量名稱數(shù)量炮眼利用率/%90.0每米消耗藥量/14.5每循環(huán)工作進(jìn)尺/1.62每米循環(huán)炮眼總長度/10

17、1每循環(huán)爆破實體巖石/³16.5每平方米巖體耗雷管量/（個） 3炸藥消耗量/1.8每米巷道耗雷管量/（個）303.3通風(fēng)與安全 3.3.1掘進(jìn)通風(fēng)巷道掘進(jìn)過程采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。通風(fēng)方式為混合式通風(fēng)。 風(fēng)筒的排風(fēng)口必須設(shè)在主要巷道風(fēng)流方向的下方，距掘進(jìn)巷道口不得小于10m?；旌鲜酵L(fēng)示意圖3.3.2綜合防塵措施濕式鉆眼即在鉆眼的過程中用水炮泥；在礦塵較大的地方進(jìn)行噴霧灑水；加強(qiáng)通風(fēng)排塵工作控制好巷道內(nèi)的風(fēng)速；及時清掃沉降在巷道四周、支架及設(shè)備、物料上的礦塵。3.3.3掘進(jìn)安全工作 該礦井為低瓦斯礦井，但不應(yīng)放松瓦斯監(jiān)測力度，按時檢查巷道中瓦斯含量。 在打眼、放炮過程中要嚴(yán)格按照煤礦安

18、全規(guī)程，使用煤礦許用炸藥和電雷管。 防止井下透水事故發(fā)生，在未掘進(jìn)前做好探水工作，查明水源，一旦發(fā)生透水事故，要做好透水的應(yīng)急處理方案和人員的安全逃生路線。3.4 裝巖與調(diào)車3.4.1裝巖機(jī)械的選擇考慮到巷道斷面跨度大，裝巖機(jī)的維修、操作容易、簡單，故選用YP-60型耙斗裝巖機(jī)，查井巷工程書中表5.1得該型號裝巖機(jī)生產(chǎn)能力80100m3/h，鏟斗容積0.6m3，長度7725mm，寬度1850mm，工作時最大高度2340mm，2臺。3.4.2調(diào)車方法根據(jù)巷道特點，采用菱形浮放道岔調(diào)車；兩列機(jī)車可在兩條軌道上交替裝巖，大大提高裝巖效率。菱形浮放道岔示意圖 3.5巷道支護(hù) 臨時支護(hù)選用拱形可縮性金屬

19、支架，永久支護(hù)選擇錨桿與噴射混凝土的方法，采用干式噴射法噴射混凝土，使用轉(zhuǎn)子-型噴射機(jī)噴射混凝土。噴嘴出口處的風(fēng)壓應(yīng)控制在0.1MPa。水壓控制在0.2MPa。水灰比為0.4，一次噴射厚度墻壁為50mm，拱為30mm。 錨桿的安裝用風(fēng)動鑿巖機(jī)鑿巖。 噴射混凝土的質(zhì)量檢測用點荷載法，即用混凝土鉆機(jī)從噴層中鉆取圓柱體心樣，然后用點荷載儀測試其點荷載強(qiáng)度，再根據(jù)點荷載強(qiáng)度確定其噴層強(qiáng)度。 錨桿質(zhì)量的檢測對象有，錨桿間排距的偏差控制在±100mm，錨桿方向與巷道輪廓線或巖層層理角度的偏差應(yīng)小于15°，錨桿的外露長度應(yīng)小于50mm，用螺帽擰緊錨桿時，其鎖緊力應(yīng)達(dá)到設(shè)計錨固力的40%-

20、80%。 第四章 勞動組織及循環(huán)圖表4.1勞動組織配備4.1.1作業(yè)方式的選擇 按照按采采礦工程設(shè)計手冊一年工作300天，考慮到晚上工人的精神狀況，分4個班輪流作業(yè)，其中1個班整修，3個班正常作業(yè)，即“四六”工作制。由于該掘進(jìn)巷道圍巖比較穩(wěn)定，掘進(jìn)斷面較大，以免掘支工作面相互干擾，故一次成巷的作業(yè)方式采用掘支平行作業(yè)。4.1.2循環(huán)圖表的編制考慮巖巷施工中鑿巖機(jī)的具體情況，眼深為2.0m，每循環(huán)進(jìn)尺1.62m，每班一個循環(huán)，每天四班。掘進(jìn)一個循環(huán)所需要的總時間=6h：交接班時間，一般為20min左右，取20min：裝巖時間，=1.5h 式中 巷道掘進(jìn)斷面積，12.55； 炮眼平均深度，2米；

21、炮眼利用率，一般為0.80.9； 同時工作的裝巖機(jī)臺數(shù)，2臺； 爆破后巖石的松散系數(shù) ，取1.8； 裝載機(jī)的實際生產(chǎn)率，取80m3/h；：鉆眼時間，=1.5h 式中 ：鉆眼、裝巖平行作業(yè)時值一般取0.30.6; ：同時工作的鑿巖機(jī)臺數(shù)，2臺； ：鑿巖機(jī)的實際平均鉆速；2m/15min：工作面炮眼總數(shù)，51個；：裝藥連線時間， =1.4h 式中 工作面炮眼總數(shù),51個； t一個炮眼裝藥所需時間，15min； A在工作面同時裝藥的小組數(shù)，1個； ：爆破通風(fēng)時間，一般為1530min。：為支護(hù)時間，包括臨時支護(hù)和永久支所用時間。取支護(hù)時間為0.8h 掘支平行作業(yè)循環(huán)圖表第五 章經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)5.1各項

22、費(fèi)用5.1.1材料費(fèi) 材料費(fèi)=主要材料費(fèi)+其它材料費(fèi) 主要材料：雷管 618881=54168元 錨桿 11.591500180元/個=3129300元 炸藥 35.415008元/kg=265200元 混凝土 1.011500360元/kg=424800元 其它材料費(fèi)=4930000×50%=2465000元 所以材料費(fèi)=3819300+2465000=6284300元5.1.2 設(shè)備折舊費(fèi) 設(shè)備費(fèi)=主要設(shè)備+其它設(shè)備 約500萬元 折舊費(fèi)=500×25%=123萬元5.1.3 動力費(fèi) 指生產(chǎn)經(jīng)營過程中耗用的全部電力 動力費(fèi)=耗電費(fèi)×電價=4000×7

23、×0.8元/度=22400元5.1.4工資費(fèi) 年薪按10萬元計算，所以工資費(fèi)40×10=400萬元5.1.5總挖掘費(fèi)用 工程費(fèi)=主要材料費(fèi)+設(shè)備折舊費(fèi)+工資費(fèi)+動力費(fèi) =628.43+123+400+0.224=1151.654萬元5.1.6單位原巖或進(jìn)米德掘進(jìn)成本 單位每米巷道掘進(jìn)度=總工程費(fèi)/1500=1151.654/1500 =7677元5.2 成巷成本 指生產(chǎn)巷道和提供勞務(wù)而發(fā)生的直接和間接費(fèi)用，包括材料費(fèi)、工資費(fèi)等。 成巷成本=400+628.43+2.24+123=1153.67萬元 每米成巷成本=1153.67/1500=7691元/m第六章 安全技術(shù)措施6

24、.1 支架操作工安全技術(shù)措施1 移架時支架工要戴頭盔，追機(jī)移架，架前架間不準(zhǔn)有人工作或停留，確保移架，2 支架工要經(jīng)常檢查支架完好情況，做到支架不竄液，不漏液，不自動下降，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保各支架部件螺絲緊固齊全，U型銷符合規(guī)定。3 支架工再操作支架應(yīng)對支架進(jìn)行一次認(rèn)真檢查，做到不完好不使用。6.2 端頭工技術(shù)安全措施1 端頭工必須了解工作面的頂板的巖性，結(jié)構(gòu)，熟悉支架或單體柱的使用條件及支護(hù)方法。2 支架的回收和支護(hù)必須由三人作業(yè)，其中一人負(fù)責(zé)觀察頂板，嚴(yán)禁單人作業(yè)。3 超前支護(hù)間距偏差不超過100 ,垂直偏差不超過100。6.3 檢修工的安全技術(shù)措施1 檢修人員上崗后需按工種操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，按照本工種機(jī)械檢查程序進(jìn)行檢修，當(dāng)設(shè)備檢修時，必須有停電或掛牌，嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度。2 嚴(yán)格按檢修的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，檢修時每天要落實專人檢查各部件機(jī)電設(shè)備安全措施和保護(hù)裝置，檢查各緊固部件，螺絲是否松動，發(fā)現(xiàn)問