爆破與井巷工程課程設(shè)計

設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書1設(shè)計題目巷道交岔點設(shè)計設(shè)計條件某煤礦年設(shè)計能力為0.9，為低瓦斯礦井，采用中央分列式通風(fēng)，其最大涌水量為320m3。通過該礦第一水平（東、西）兩翼運輸大巷的涌水量分別為140m3和200m3，主石門與運輸大巷穿過的巖層為（較為穩(wěn)定）巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8），主石門的通風(fēng)量為22m3，（東、西）兩翼運輸大巷通風(fēng)量為14m3。巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為200的壓風(fēng)管和一趟直徑為100的水管。軌距（600、900）。采用直墻拱形巷道斷面。主石門向南掘進，通過交岔點與西翼運輸大巷相連。設(shè)計內(nèi)容1、試設(shè)計主石門直線段的斷面及支護參數(shù)2、設(shè)計主石門掘進施工爆破參數(shù)。3、機車的運行速度為3，試對該交岔點進行設(shè)計。設(shè)計要求1、提供設(shè)計說明書，設(shè)計說明書中的論證與說明，必須簡明扼要，故宜采用小插圖及附表加以說明。相關(guān)參數(shù)的計算應(yīng)列出公式，并說明公式中符號所代表的意義和取值依據(jù)，運算過程可省略，直接寫出計算結(jié)果。設(shè)計說明書的基本內(nèi)容包括：1）巷道斷面（包括主石門、運輸大巷、交岔點最大寬度斷面、曲線軌道巷道）的設(shè)計2）主石門掘進爆破設(shè)計3）交岔點的設(shè)計4）主石門掘進通風(fēng)5）裝巖與調(diào)車6）巷道支護（包括主石門、運輸大巷、交岔點最大寬度斷面、曲線段巷道）7）主石門掘進循環(huán)圖表的編制2、提供相關(guān)圖紙，根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》的繪圖要求繪制，包括：1）主石門工作面炮眼布置圖2）交岔點平面圖3）主石門斷面圖4）運輸大巷斷面圖5）交岔點最大寬度斷面圖6）曲線段巷道斷面圖摘要本設(shè)計主要為巷道的交岔點的設(shè)計。某煤礦年設(shè)計能力為0.9，為低瓦斯礦井，采用中央分列式通風(fēng)，其最大涌水量為320m3。通過該礦第一水平（東、西）兩翼運輸大巷的涌水量分別為140m3和200m3，主石門與運輸大巷穿過的巖層為（較為穩(wěn)定）巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8），主石門的通風(fēng)量為22m3，（東、西）兩翼運輸大巷通風(fēng)量為14m3。巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為200的壓風(fēng)管和一趟直徑為100的水管。運輸巷道為單軌，主石門為雙軌，軌距（600、900）。采用直墻半圓拱形巷道斷面。交岔點類型為牛鼻子交岔點,采用直墻拱形巷道斷面。主石門向南掘進，通過交岔點與西翼運輸大巷相連。課程設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括：1、主石門直線段的斷面及支護參數(shù)；2、主石門掘進施工爆破參數(shù)；3、對該交岔點進行設(shè)計。包括設(shè)計說明書和圖紙兩大部分。關(guān)鍵詞：主石門，曲線巷道，運輸巷，交岔點，直墻半圓拱，爆破掘進

目錄\o"1-3"\h\z\u1主要巷道斷面設(shè)計 472042558\h51.1主石門巷道斷面尺寸設(shè)計 472042559\h51.1.1主石門巷道斷面形狀的選擇 472042560\h51.1.2主石門巷道凈斷面設(shè)計 472042561\h51.1.3主石門巷道掘進斷面設(shè)計 472042562\h81.1.4主石門巷道水溝尺寸選擇及管線布置 472042563\h81.2運輸巷道斷面尺寸設(shè)計 472042564\h91.2.1運輸巷道斷面形狀的選擇 472042565\h91.2.2運輸巷道凈斷面設(shè)計 472042566\h91.2.3運輸巷道掘進斷面設(shè)計 472042567\h121.2.4運輸巷道水溝尺寸選擇及管線布置 472042568\h121.3曲線巷道斷面尺寸設(shè)計 472042569\h131.3.1曲線巷道斷面形狀的選擇 472042570\h131.3.2曲線巷道凈斷面設(shè)計 472042571\h131.3.3曲線巷道掘進斷面設(shè)計 472042572\h141.3.4曲線巷道水溝尺寸選擇及管線布置 472042573\h152交岔點平面設(shè)計 472042574\h162.1交岔點道床參數(shù)的選擇 472042575\h162.1.1交岔點道岔的選擇 472042576\h162.1.2交岔點曲線軌道參數(shù)的計算 472042577\h172.1.3交岔點軌道的布置 472042578\h172.2交岔點平面尺寸的確定 472042579\h182.3交岔點支護參數(shù)的確定 472042580\h203主石門巷道施工設(shè)計 472042581\h203.1循環(huán)進尺的確定 472042582\h203.2掘進爆破施工工藝及參數(shù)設(shè)計 472042583\h213.2.1爆破器材的選擇 472042584\h213.2.2爆破參數(shù)的設(shè)計 472042585\h223.3主石門巷道掘進通風(fēng) 472042586\h243.3.1通風(fēng)方式的選擇 472042587\h243.3.2掘進通風(fēng)設(shè)備選擇 472042588\h243.4主石門巷道裝巖與調(diào)車 472042589\h253.4.1裝巖設(shè)備選型配套 472042590\h253.4.2調(diào)車工作 472042591\h263.5主石門巷道掘進輔助工作 472042592\h263.5.1壓氣供應(yīng)和工作面排水方式 472042593\h263.5.2掘支工序的時間及空間安排 472042594\h263.5.3軌道及管路（壓風(fēng)管、水管、風(fēng)筒）接長的時間安排 472042595\h273.5.4掘進測量工作 472042596\h273.6主石門巷道掘進循環(huán)圖表的編制 472042597\h273.6.1施工作業(yè)方式和循環(huán)方式 472042598\h273.6.2循環(huán)進尺的確定 472042599\h283.6.3各工序和循環(huán)時間的確定 472042600\h283.6.4循環(huán)圖表編制 472042601\h293.7安全技術(shù)措施 472042602\h294主要技術(shù)經(jīng)濟指標 472042603\h294.1主要技術(shù)指標 472042604\h294.2主要經(jīng)濟指標 472042605\h305附圖表 472042606\h34參考文獻 472042607\h35

1主要巷道斷面設(shè)計 1.1主石門巷道斷面尺寸設(shè)計1.1.1主石門巷道斷面形狀的選擇主石門作為煤炭運輸、通風(fēng)和行人使用，貫穿于礦井使用的始終，連接了運輸大巷和井底車場，是運輸?shù)闹饕€路，一般服務(wù)年限20年以上，煤礦年設(shè)計能力為0.9，可采用600軌距雙軌運輸。穿過的巖層為（較為穩(wěn)定）巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8），故選用錨桿和噴射混凝土支護。由《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-2巷道斷面及其使用條件，巷道斷面采用直墻半圓拱形巷道斷面，更加穩(wěn)定可靠。1.1.2主石門巷道凈斷面設(shè)計1.1.2.1主石門巷道凈寬表1-1電機車粘著質(zhì)量選擇該礦井為低瓦斯礦井，據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百四十七條規(guī)定，低瓦斯進風(fēng)的主要運輸巷道內(nèi)，可使用架線電機車。《采礦工程設(shè)計手冊》表1-1電機車粘著質(zhì)量選擇礦井年產(chǎn)量0.9，選擇架線式電機車10.0t，配套礦車1.5t，據(jù)此要求選擇雙軌道900寬的軌距，電機車選擇10-6/250型，礦車選擇1.7-6A型。查表，知10-6/250型電機車長LZK=4500mm，寬AZK=1060mm，高hZK=1550mm，1.7-6A型礦車長LMG=2400mm，寬AMG=1050mm，高hMG=1200mm。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第二十二條規(guī)定新建礦井、生產(chǎn)礦井新掘運輸巷的一側(cè)，從巷道道砟面起1.6m的高度范圍內(nèi)，必須留有寬0.8m(綜合機械化采煤礦井為1m)以上的人行道，巷道另一側(cè)寬度不得小于0.3m(綜合機械化采煤礦井為0.5故兩車之間的距離為：1300-10602+10602=240mm>200mm故軌道凈寬度：B=a1.1.2.2主石門巷道凈高直墻拱形巷道拱高h半拱形半徑R=hA.按架線電機車導(dǎo)電弓子要求確定巷道壁高h據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5半圓拱形巷道壁高公式得h式中h4：軌面起電機車架線高度，按《煤礦安全規(guī)程》第三百五十六條：“自軌面算起，電機車架空線的懸掛高度應(yīng)滿足：在行人的巷道內(nèi)、車場內(nèi)以及人行道與運輸?shù)澜徊娴牡胤讲恍∮?m”取hhc：道床總高度。據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百五十二條規(guī)定：“新建或改擴建的礦井中，對運行7t及其以上機車或3t及其以上礦車的軌道，應(yīng)采用不低于30的鋼軌?！奔吧鲜鲞x擇的架線式電機車10.0t及配套礦車3.0t，所以選擇30的鋼軌，再據(jù)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：鋪設(shè)30的鋼軌時，道床高度宜采用hc=410mm，道砟高度宜采用n：導(dǎo)電弓子距拱璧安全間距。據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百五十七條規(guī)定：“電機車架空線與巷道丁或棚梁之間的距離不得小于0.2m，取n=300mm；：導(dǎo)電弓子寬度之半。K=7182=359mm，取b1：軌道中線與巷道中b1故hB.按管道的裝設(shè)的要求確定h據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5按管子懸吊高度計算公式得：h式中h5：道砟面距管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：吊掛在人行道上方的的管道及其懸吊裝置下部的凈高不得低于1.8m，hh7：管子懸吊件總高度，hD：壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm；m：礦車與管子間的間距，據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：綜采軌道運輸設(shè)備與巷道的支護，管線設(shè)施之間的安全間隙最小值是300，所以m=300mm； b2：軌道中線與巷道中線間距b2故h=1632mm。C.按人行高度要求確定h據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5按人行高度計算公式得：hj：表示距巷道壁的距離。距墻壁的有效高度不小于1800。j≥100mm一般j=200mm；故 h綜上計算，并考慮一定的剩余量，確定本巷道壁高h3=1820mm。則巷道凈高度由《設(shè)計手冊》H=h1.1.2.3主石門巷道凈斷面積與風(fēng)速校核據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》下—巷道斷面設(shè)計巷道凈斷面S=B(0.39B+h2：砟道面起巷道的壁高故S=3600×巷道凈周長P=2.57B+2由《設(shè)計手冊》表6-1-7，架線電機車巷道vmax=8ms，已知通過的最大風(fēng)量v=Q所以設(shè)計的巷道凈斷面面積，風(fēng)速沒超過規(guī)定，可以使用。1.1.3主石門巷道掘進斷面設(shè)計1.1.3.1主石門巷道支護參數(shù)設(shè)計主石門穿過的巖層為較為穩(wěn)定巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8),巷道凈寬3.6m，故選用錨桿和噴射混凝土支護。根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-86，選用錨固可靠，錨固力大的樹脂錨桿，選桿體為Φ20螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，錨桿長度2000，呈方形布置，其間排距800×800，托板10厚、120×120的方形鋼板。噴射混凝土厚T1=100mm，分兩次噴射，每次各噴50,故支護厚度1.1.3.2主石門巷道道床參數(shù)設(shè)計根據(jù)巷道通過的運輸設(shè)備，已選用30鋼軌。其道床參數(shù)hc、hb分別為410和220，道砟至軌面高度1.1.3.3主石門巷道設(shè)計及計算掘進斷面設(shè)計巷道設(shè)計掘進寬度B1巷道計算掘進寬度B2巷道設(shè)計掘進高度H1巷道計算掘進高度H2巷道設(shè)計掘進斷面面積S取S1巷道計算掘進斷面積S取S21.1.4主石門巷道水溝尺寸選擇及管線布置已知通過水溝的最大涌水量320m3h，據(jù)《煤礦巷道和交岔點設(shè)計規(guī)范》水溝設(shè)計要求：“軌道運輸巷的水溝布置在人行道側(cè)，錨噴支護的巷道水溝應(yīng)緊貼巷道側(cè)幫，井底車場和主要巷道水溝坡度不應(yīng)小于3‰”，“構(gòu)筑水溝，緊貼巷道側(cè)幫布置或加設(shè)蓋板宜選用倒直角梯形和矩形斷面”所以選用矩形斷面；據(jù)《采礦工程手冊》表6-1-19選得：采用水溝坡度為3‰并在人行側(cè)緊貼側(cè)幫凈寬為500，深500,凈斷面為0.250m2，掘進斷面為0.306m2；據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-19，選擇蓋板寬650，厚50。每米水溝蓋板用鋼筋2.036kg管道懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行到一側(cè)。1.2運輸巷道斷面尺寸設(shè)計1.2.1運輸巷道斷面形狀的選擇運輸大巷作為煤炭運輸和通風(fēng)和行人使用，服務(wù)年限較長，貫穿于礦井使用的始終。穿過的巖層為穩(wěn)定巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8）。由《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-2巷道斷面及其使用條件，巷道斷面采用直墻半圓拱形巷道斷面，更加穩(wěn)定可靠。1.2.2運輸巷道凈斷面設(shè)計查表，知10-6/250型電機車長LZK=4500mm，寬AZK=1060mm，高hZK=根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第二十二條過規(guī)定新建礦井、生產(chǎn)礦井新掘運輸巷的一側(cè)，從巷道道砟面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有寬0.8m(綜合機械化采煤礦井為1m)以上的人行道，巷道另一側(cè)寬度不得小于0.3m(綜合機械化采煤礦井為0.5m),故取人行道寬C=900，非人行道一側(cè)寬a=400。故運輸巷道凈寬度：B=a根據(jù)《煤礦巷道斷面和交叉點設(shè)計規(guī)范》4.1.8，取巷道凈寬B=2400mm。1.2.2.1運輸巷道凈高直墻拱形巷道拱高h0半拱形半徑R=A.按架線電機車導(dǎo)電弓子要求確定巷道壁高h據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5半圓拱形巷道壁高公式得hh4：軌面起電機車架線高度，按《煤礦安全規(guī)程》第三百五十六條：“自軌面算起，電機車架空線的懸掛高度應(yīng)滿足：在行人的巷道內(nèi)、車場內(nèi)以及人行道與運輸?shù)澜徊娴牡胤讲恍∮?m”取hhc：道床總高度。據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百五十二條規(guī)定：“新建或改擴建的礦井中，對運行7t及其以上機車，應(yīng)采用不低于30的鋼軌?！奔吧鲜鲞x擇的架線式10.0t配套礦車1.5t，所以選擇30kgm的鋼軌，再據(jù)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：鋪設(shè)30kgmn：導(dǎo)電弓子距拱璧安全間距。據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第三百五十七條規(guī)定：“電機車架空線與巷道丁或棚梁之間的距離不得小于0.2m,取n=300mm；K：導(dǎo)電弓子寬度之半。K=7182=359b1：軌道中線與巷道中線間距，故h3B.按管道的裝設(shè)的要求確定據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5按管子懸吊高度計算公式得：hh5：道砟面距管子底高度，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：吊掛在人行道上方的的管道及其懸吊裝置下部的凈高不得低于1.8m，hh7：管子懸吊件總高度，hD：壓氣管法蘭盤直徑，335；m：礦車與管子間的間距，據(jù)《設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：綜采軌道運輸設(shè)備與巷道的支護，管線設(shè)施之間的安全間隙最小值是300，所以m=300mm；hC.按人行高度要求確定據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-5按人行高度計算公式得：hj表示距巷道壁的距離。距墻壁的有效高度不小于1800。一般；故h綜上計算，并考慮一定的剩余量，確定本巷道壁高h3=2020mm。則由《設(shè)計手冊》6-1-6巷道得凈高度：1.2.2.3運輸巷道凈斷面積與風(fēng)速校核據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》下—巷道斷面設(shè)計巷道凈斷面S=B(0.39B+hh2：砟道面起巷道的壁高故S=2400巷道凈周長P=2.57B+2由《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-7，架線電機車巷道vmax=8ms，已知通過的最大風(fēng)量v=Q所以設(shè)計的巷道凈斷面面積，風(fēng)速沒超過規(guī)定，可以使用。1.2.3運輸巷道掘進斷面設(shè)計1.2.3.1運輸巷道支護參數(shù)設(shè)計運輸巷道穿過的巖層為較為穩(wěn)定巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8),巷道凈寬3.6m，故選用錨桿和噴射混凝土支護。根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-86，選用錨固可靠，錨固力大的樹脂錨桿，選桿體為Φ20螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，錨桿長度2000，呈方形布置，其間排距800×800，托板10厚、120×120的方形鋼板。噴射混凝土厚T1=100mm，分兩次噴射，每次各噴50,故支護厚度1.2.3.2運輸巷道道床參數(shù)設(shè)計根據(jù)巷道通過的運輸設(shè)備，選用30kgm鋼軌。其道床參數(shù)hc、hb分別為410和2201.2.3.3運輸巷道設(shè)計及計算掘進斷面設(shè)計巷道設(shè)計掘進寬度B巷道計算掘進寬度B巷道設(shè)計掘進高度H巷道計算掘進高度H巷道設(shè)計掘進斷面面積S取S1巷道計算掘進斷面積S取S1.2.4運輸巷道水溝尺寸選擇及管線布置已知通過西翼運輸大巷涌水量200m3h，據(jù)《煤礦巷道和交岔點設(shè)計規(guī)范》水溝設(shè)計要求：“軌道運輸巷的水溝布置在人行道側(cè)，錨噴支護的巷道水溝應(yīng)緊貼巷道側(cè)幫，井底車場和主要巷道水溝坡度不應(yīng)小于3‰”，所以采用水溝坡度為4‰，并在人行側(cè)緊貼側(cè)幫；“構(gòu)筑水溝，緊貼巷道側(cè)幫布置或加設(shè)蓋板宜選用倒直角梯形和矩形斷面”所以選用矩形斷面；據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-19選得：凈寬為400，深400，凈斷面為0.160m2，掘進斷面為0.203m2；據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-19，選擇蓋板寬550，厚50。每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg管道懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行到一側(cè)，通訊電纜掛在管子上方。1.3曲線巷道斷面尺寸設(shè)計1.3.1曲線巷道斷面形狀的選擇曲線巷道與運輸大巷相連，作為煤炭運輸和通風(fēng)和行人使用，服務(wù)年限較長。穿過的巖層為較穩(wěn)定巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8），由《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-2巷道斷面及其使用條件，巷道斷面采用直墻半圓拱形巷道斷面，更加穩(wěn)定可靠。1.3.2曲線巷道凈斷面設(shè)計1.3.2.1曲線巷道凈寬曲線段巷道的凈寬在運輸大巷的基礎(chǔ)上加寬，根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-99，取曲線巷道外側(cè)加寬值△1=200mm，內(nèi)側(cè)加寬值△2=100mm。又有運輸大巷凈寬2400，人行道寬900曲線巷道凈寬B=2400+200+100=2700mm1.3.2.2曲線巷道凈高直墻拱形巷道拱高h0巷道壁高取運輸巷壁高h3則由《設(shè)計手冊》6-1-6巷道得凈高度：H=h1.3.2.3曲線巷道凈斷面積與風(fēng)速校核據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》下—巷道斷面設(shè)計巷道凈斷面S=B(0.39B+h2：砟道面起巷道的壁高故S=2700×巷道凈周長P=2.57B+2由《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-7，架線電機車巷道vmax=8ms，已知通過的最大風(fēng)量v=Q所以設(shè)計的巷道凈斷面面積，風(fēng)速沒超過規(guī)定，可以使用。1.3.3曲線巷道掘進斷面設(shè)計1.3.3.1曲線巷道支護參數(shù)設(shè)計曲線巷道穿過的巖層為較為穩(wěn)定巖層，巖石的堅固性系數(shù)（?=6~8),巷道凈寬3.6m，故選用錨桿和噴射混凝土支護。根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-86，選用錨固可靠，錨固力大的樹脂錨桿，選桿體為Φ20螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，錨桿長度2000，呈方形布置，其間排距800×800，托板10厚、120×120的方形鋼板。噴射混凝土厚T1=100mm，分兩次噴射，每次各噴50,故支護厚度1.3.3.2曲線巷道道床參數(shù)設(shè)計根據(jù)巷道通過的運輸設(shè)備，選用30鋼軌。其道床參數(shù)hc、hb分別為410和220，道砟至軌面高度彎道處為了平衡礦車曲線運輸產(chǎn)生的離心力，需將曲線軌道外軌抬高△h，機車的運行速度為3ms，根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-8取曲線軌道半徑為15m,又有《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-13△V：車輛運行速度，msK：曲線軌道的半徑與軌距之比；S：軌距，m；R：曲線軌道的半徑，m。故△1.3.3.3曲線巷道設(shè)計及計算掘進斷面設(shè)計巷道設(shè)計掘進寬度B巷道計算掘進寬度B巷道設(shè)計掘進高度H巷道計算掘進高度H巷道設(shè)計掘進斷面面積S取S1巷道計算掘進斷面積S取S21.3.4曲線巷道水溝尺寸選擇及管線布置已知通過西翼運輸大巷涌水量200m3h，據(jù)《煤礦巷道和交岔點設(shè)計規(guī)范》水溝設(shè)計要求：“軌道運輸巷的水溝布置在人行道側(cè)，錨噴支護的巷道水溝應(yīng)緊貼巷道側(cè)幫，井底車場和主要巷道水溝坡度不應(yīng)小于3‰”，所以采用水溝坡度為4‰，并在人行側(cè)緊貼側(cè)幫；“構(gòu)筑水溝，緊貼巷道側(cè)幫布置或加設(shè)蓋板宜選用倒直角梯形和矩形斷面”所以選用矩形斷面；據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-19選得：凈寬為400，深400，凈斷面為0.160m2，掘進斷面為0.203m2；據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-19，選擇蓋板寬550，厚50。每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg管道懸吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行到一側(cè)，通訊電纜掛在管子上方。2交岔點平面設(shè)計2.1交岔點道床參數(shù)的選擇該交岔點為雙軌大巷與單軌支巷相交，主巷（主石門大巷)為雙軌巷道，凈寬3600；支巷（運輸大巷）為單軌巷道，凈寬2400，采用錨噴支護，各斷面噴射混凝土厚度為100，錨桿長度2000，半圓拱形斷面。本礦井服務(wù)年限在20年以上，圍巖比較穩(wěn)定，可采用柱墻式交叉點（“牛鼻子”交叉點）。在該交叉點長度內(nèi)兩巷道的相交部分，共同形成一個漸變跨度的大斷面。2.1.1交岔點道岔的選擇根據(jù)運輸設(shè)備類型10-6/250式直流架線式電機車、機車運行速度3、主巷及支巷軌距軌型等綜合因素，查《采礦工程設(shè)計手冊》P2759表6-2-1規(guī)定，選擇600軌距，軌型30kgm，岔道號碼5，平曲線半徑15m的5號窄軌單開道岔（圖2-1線路軌型、道岔及平面曲線半徑2.1.2交岔點曲線軌道參數(shù)的計算查《采礦工程設(shè)計手冊》P2567表6-1-10，1.5t固定式礦車軸距750，查P2944表7-2-25可知10-6/250式直流架線式電機車軌距1100，故選擇曲線軌道軸距1100。根據(jù)所選運輸設(shè)備和軌距，查《采礦工程設(shè)計手冊》表6-1-8，選擇曲線半徑R=15m。圖2-2井下曲線軌道通用半徑2.1.3交岔點軌道的布置圖2-3交岔點軌道該交岔點為雙軌大巷與單軌支巷相交，主巷（主石門大巷)為雙軌巷道，凈寬3600；支巷（運輸大巷）為單軌巷道，凈寬2400。2.2交岔點平面尺寸的確定圖2-4交岔點計算查《采礦工程設(shè)計手冊》P3600表5-1-7可知630道岔主要參數(shù)：α=11°18'36"，a=3967mm，b=4333mm，L=8300mm。選定R=15m。根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》P2759相關(guān)規(guī)定：道岔處車輛與巷道兩側(cè)安全間隙加寬值，單開道岔的非分岔一側(cè)加寬不宜小于200，分岔一側(cè)加寬不宜小于100，雙軌中心線加寬不宜小于200。分別取200和200，雙軌中心線加寬200，加寬長度5000。因此，查《采礦工程設(shè)計手冊》P2761表6-2-3公式可知：主石門通過交岔點巷道前的凈寬度（兩側(cè)分別加寬200，200）：B主石門通過交岔點巷道后的凈寬度：B運輸巷道通過交岔點巷道后的凈寬度（加寬200)：B主石門通過交岔點巷道前西側(cè)軌道中心線到橋墩一側(cè)邊墻的距離： b主石門通過交岔點巷道后西側(cè)軌道中心線到橋墩一側(cè)邊墻的距離： b運輸巷道通過交岔點巷道后軌道中心線到橋墩一側(cè)邊墻的距離： b查《采礦工程設(shè)計手冊》P2761表6-2-3公式可知：以O(shè)點為圓心，R為半徑；曲率O到基本軌起點的縱軸距離：=15000×=15558.5mm曲率中心到基本軌起點的橫軸距離：J=a+b=3976+4333=5308.4mm；D=b=4333=1307mm。從曲率中心O到支巷起點T連線，直線與O點到主巷中心線的垂線為θ：得到θ=P=J+=5308.4+=11879.2m==9258mm。為得到最大斷面寬度，解直角三角形：WN=MN=最大斷面寬度：WN=斜墻斜率i根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》P2766規(guī)定常用斜率，取與i0最接近的斜率0.2交岔點擴大斷面部分的長度：LLY=P-由于Y小于0，所以變斷面起點在基本軌起點之前。y=L2.3交岔點支護參數(shù)的確定查《采礦工程設(shè)計手冊》P2768，根據(jù)本煤礦運輸巷道穿過的巖層，巖石堅固性系數(shù)（?＝6~8），較穩(wěn)定巖層，服務(wù)年限較大，半圓拱形斷面等條件，查“煤礦巷道交叉點和設(shè)計規(guī)范”P11，根據(jù)本煤礦運輸巷道穿過的巖層，巖石堅固性系數(shù)（?＝6~8），為較穩(wěn)定巖層，服務(wù)年限較大，半圓拱形斷面等條件，因此采用錨噴支護，確定選用錨固可靠錨固力大并且能快速安裝的樹脂錨桿。桿體為直徑Φ=20螺紋鋼，每個孔安裝兩個樹脂藥卷，呈長方形布置，間排距800×800，錨桿長度1800（大于兩倍間排距）。錨桿托板為10厚、120×120平板。查《采礦工程設(shè)計手冊》P2668表6-1-86（a），按規(guī)定二級圍巖（6~8）巷道寬度大于6500，考慮交岔點承壓較大，噴射混凝土設(shè)計厚度100，故支護厚度1=100。3主石門巷道施工設(shè)計3.1循環(huán)進尺的確定本次施工的巷道圍巖比較穩(wěn)定，堅固性系數(shù)6~8，且掘進面積大于11m3，考慮施工和經(jīng)濟因素，采用一次成巷的方法，掘進與永久支護平行作業(yè)方式，巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌三者同時進行。確定月循環(huán)進尺主要取決于炮眼深度和爆破效率，目前我國大多數(shù)煤礦仍使用氣腿式鑿巖機的情況下，炮眼深度為1.6~2.2m較為合理。初步確定炮眼深度在2.3m左右，則循環(huán)進尺：l≥其中：炮眼深度；L：計劃月進度；N：每月實際用于掘進的天數(shù)，一般取30天；K：正規(guī)循環(huán)率。即每月實際用于掘進工作的天數(shù)與30天之比，一般取0.8~0.9；N：每日完成掘進循環(huán)數(shù)；：炮眼利用系數(shù)，一般要求大于0.8。循環(huán)進尺=炮眼深度×炮眼利用率，則循環(huán)進尺為2.4×0.9=2.16m。3.2掘進爆破施工工藝及參數(shù)設(shè)計3.2.1爆破器材的選擇由于巖石堅固系數(shù)為6~8，巖石較硬，所以本次鑿巖我們選用26型氣腿式風(fēng)動鑿巖機，質(zhì)量較輕為20，沖擊頻率為2000/次×，沖擊功大于70，使用風(fēng)壓0.5，耗氣量小于3.5m3min，使用水壓0.2～0.3，推進方式160型，鉆孔直徑34～42，最大轉(zhuǎn)深5使用炸藥藥卷直徑為35mm的2號巖石硝銨炸藥，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般炮眼直徑比藥卷直徑大6~8,所以，確定炮眼直徑為40。《煤礦安全規(guī)程》第320條：在采掘工作面，必須使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管或煤礦許用毫秒延期電雷管。使用煤礦許用毫秒延期電雷管時，最后一段的延期時間不得超過130。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和巷道設(shè)計要求，選段毫秒延期雷管。3.2.2爆破參數(shù)的設(shè)計3.2.2.1炸藥單耗的初選和炮孔數(shù)估算表3-1平硐、平巷炸藥和雷管消耗定額根據(jù)上圖平硐、平巷炸藥和雷管消耗定額初選炸藥單耗量為q=2.70kg炮眼數(shù)目取68式中q：單位炸藥消耗量，kgmS：巷道掘進斷面積，m2；（有前面計算得12.55m：每個藥卷長度，m；（查炸藥參數(shù)表得0.165）a：裝藥長度系數(shù)，即裝藥長度與炮眼長度之比，一般取0.5左右；P：每個藥卷的質(zhì)量，。3.2.2.2掏槽方式及掏槽孔布置根據(jù)巖石等級?＝6～8，屬中硬巖層，一般采用垂直楔形掏槽效果較好，所以掏槽方式為垂直楔形掏槽，掏槽眼深度為2.4m。掏槽眼裝藥系數(shù)為0.4～0.6，采用6個掏槽眼，兩兩對稱地布置在巷道斷面中央偏下位置，炮眼與工作面夾角75°，槽口寬1.6m，掏槽的排距為0.4m，各對掏槽眼在同一個水平面上，兩眼底距離為200左右，眼深要比一般炮眼加深200。3.2.2.3周邊孔的布置最小抵抗線W=式中K：炮眼密集數(shù)，一般為0.6~1.0，巖石堅硬時取大值，較軟時取小值；E：周邊眼間距，一般取0.4~0.6；W：最小抵抗線，即最外一圈輔助眼與周邊眼的距離，m。采用光面爆破，炮眼直徑35，采用垂直楔形掏槽，周邊眼距外輪廓線100，炮眼深為2.4m。幫眼與頂眼的炮眼深度2.4m。底眼的眼深2.6m。3.2.2.4輔助孔布置輔助眼均勻分布在掏槽眼和周邊眼的之間，炮眼深度為2.4m。3.2.2.5炮孔裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥量由《煤礦安全規(guī)程》低瓦斯礦井可采用反向裝藥，反向裝藥起爆后爆轟波有里向外傳播，與巖石朝自由面運動方向一致，有利于反射拉伸波破碎巖石，同時起爆藥包較遠，爆炸氣體時間上相對較遲從眼口沖出，爆炸能量能得到充分利用，因此能取得較好的爆破效果。所以本次炮眼的裝藥結(jié)構(gòu)都采用反向裝藥。根據(jù)經(jīng)驗掏槽眼的裝藥系數(shù)一般為0.7～0.8，取0.7。掏槽眼深度為2.6m。掏槽孔裝藥結(jié)構(gòu)采用反向裝藥,炸藥卷大約每孔消耗2.6×0.7/0.165=11卷,約11×0.15=1.65。總炸藥量1.65×6=9.9。根據(jù)經(jīng)驗周邊眼中的幫眼和頂眼的裝藥系數(shù)為0.5～0.6取0.5，周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)采用反向裝藥，炸藥卷大約每孔消耗2.4×0.5/0.165=8卷，約8×0.15=1.2?？傉ㄋ幜?.2×21=25.2。底眼的裝藥系數(shù)為0.5～0.6取0.5，2.6×0.5/0.165=8卷，約8×0.15=1.2?？傃b藥量1.2×10=12。根據(jù)經(jīng)驗輔助眼的裝藥系數(shù)為0.4～0.6，取0.4。輔助眼的裝藥結(jié)構(gòu)采用反向裝藥，炸藥卷大約每孔消耗2.4×0.4/0.165=6卷，約6×0.15=0.90。總炸藥量0.90×31=27.9。3.2.2.6炸藥單耗和炮孔數(shù)核算根據(jù)實際裝藥量9.9+30+10.8+25.2=75，進行設(shè)計時初選循環(huán)炸藥消耗量2.7×12.55×2.4×0.9=73.19。兩者基本相符，故初選的循環(huán)炸藥消耗量與單位炸藥消耗量較合適。在現(xiàn)實施工過程中，可根據(jù)實際爆破情況最終校定，最終選擇實際設(shè)計的裝藥量和炮孔數(shù)目。3.3主石門巷道掘進通風(fēng)3.3.1通風(fēng)方式的選擇已知礦井是低瓦斯礦井，主石門計算掘進高度H2=3795mm，主石門計算掘進斷面面積S2據(jù)《煤炭安全規(guī)程》第一百二十八條規(guī)定，壓入式局部通風(fēng)機和啟動裝置，必須安裝在進風(fēng)巷道中，距掘進巷道回風(fēng)口不得小于10m；全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機的吸入風(fēng)量。通風(fēng)機安置在有新鮮空氣流通的洞口，風(fēng)筒隨著掘進距離增大而加長，當(dāng)距離過長而風(fēng)速達不到所需要求時，可在掘進巷道中添接通風(fēng)機，使風(fēng)速達到《煤礦安全規(guī)程》的要求。3.3.2掘進通風(fēng)設(shè)備選擇據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》礦井風(fēng)量計算按井下同時工作的最多人數(shù)人數(shù)計算Q=4N式中Q：所需風(fēng)量；4：每人每分鐘供風(fēng)標準，m3N：井下同時工作的最多人數(shù)，設(shè)計每班掘進人數(shù)16人，16；4×16=64m按排除炮煙計算風(fēng)量：2525×75.9=1897.5m式中Q：稀釋炮眼時沒爆破1炸藥的供風(fēng)量；A：一次爆破的最大炸藥量。爆破設(shè)計中每次爆破最大炸藥量75.9。按最低排塵風(fēng)速計算風(fēng)量：Q=60VS=60×0.15×12.55=112.95式中V：獨頭巷道要求的最低排塵風(fēng)速，取0.15；S：掘進巷道的最大斷面，設(shè)計掘進最大斷面S=12.55m按炸藥使用量計算Q=式中Aj：掘進面一次爆破所需炸藥量。t：通風(fēng)時間，25；b：每公斤炸藥爆破后產(chǎn)生的量，b=0.1c：爆破后經(jīng)過通風(fēng)，允許工人進入工作面的濃度，0.02%。Q=綜上因素應(yīng)取最大風(fēng)量：1518采用壓入式通風(fēng)，據(jù)《設(shè)計手冊》選用直徑600的柔性風(fēng)筒，節(jié)長10m，壁厚1.2，風(fēng)筒質(zhì)量2.3kgm風(fēng)筒斷面0.238m2。依據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》表8-3-4，選擇62（28)型風(fēng)機，其額定風(fēng)量為3003.4主石門巷道裝巖與調(diào)車3.4.1裝巖設(shè)備選型配套巷道設(shè)計掘進寬度B1=3800mm，巷道設(shè)計掘進斷面面積巷道設(shè)計掘進高度H1=3720mm，據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》P591的裝巖機的技術(shù)特征表和巷道的尺寸，選擇30B型耙斗裝巖機，其輪軌寬度600,每小時的生產(chǎn)能力是45~60m3.4.2調(diào)車工作根據(jù)巷道特點，采用菱形浮放道岔適用于雙軌巷道兩列機車可在兩條軌道上交替裝巖，大大提高裝巖效率。為了調(diào)車方便，臨時車場每月向前移動一次，一般距離工作面40m處。為提高生產(chǎn)率，采用—200型膠帶輸送機與30B型耙斗裝巖機配合，提高裝煤和裝巖效率。3.5主石門巷道掘進輔助工作3.5.1壓氣供應(yīng)和工作面排水方式據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百二十八條規(guī)定：有瓦斯涌出的巖巷掘進通風(fēng)方式應(yīng)采用局部通風(fēng)機壓入式通風(fēng)。故在主石門掘進工程中，局部通風(fēng)機提供動力，通過風(fēng)筒對掘進工作面進行壓氣供應(yīng)，局部通風(fēng)機位置距掘進巷道口回風(fēng)10m以外的進風(fēng)巷內(nèi)，風(fēng)筒距工作面的距離不大于5m，且在掘進工作面附近增設(shè)儀器監(jiān)控，保證工作面CO2、、CH4、由于掘進的巷道有3‰的坡度，工作面產(chǎn)生的涌水可以通過已掘出的水溝進行排水。3.5.2掘支工序的時間及空間安排在巷道斷面進行爆破后應(yīng)立即進行臨時支護，支護工序依次是打錨桿，噴射混凝土，加蓋模板；道岔部分進行斷面施工時，完成爆破后應(yīng)立即架設(shè)臨時梯形金屬支架以維護頂板，以防止掘、砌之間巷道的頂、幫巖石跨落（臨時支架采用梯形金屬支架，使用的材料為18～24的鋼軌，或16~20號工字鋼制作，由兩條腿一梁構(gòu)成，支架間距一般為0.8～1.0m），然后按要求砌筑，在需要的地方還可以再噴射一層30～50厚度的混凝土。臨時支護一般是在剛剛完成爆破后進行，因此一定要注意安全，臨時支護必須按照《煤礦安全規(guī)程》進行，對圍巖穩(wěn)定性較差的部分，一定要用臨時金屬支架進行支護，而且在進行支護之前，一定要先檢查巷道頂板，人工排除存在安全隱患的頂板巖石垮落。3.5.3軌道及管路（壓風(fēng)管、水管、風(fēng)筒）接長的時間安排軌道的連接隨著掘進工作面的推進而增加，與打眼同步進行；管路（壓風(fēng)管、水管、風(fēng)筒）的接長與裝巖、轉(zhuǎn)運、支護同時進行。注意風(fēng)筒接長時不能停風(fēng)，風(fēng)筒口到工作面距離應(yīng)該不能超過5米。3.5.4掘進測量工作掘進測量采用低精度經(jīng)緯儀、測角儀、皮尺等進行測量。其測量的主要內(nèi)容有：掘進面的長度和高度、進度、巷道坡度、水溝坡度等。掘進測量隨著掘進的進行而同步展開，用激光指向儀定向，中線為巷道斷面正中心，用經(jīng)緯儀確定巷道坡度,在掘進工作進行中，每前進10m就應(yīng)作一次延伸測量，確保巷道的平直。水溝的坡度采用現(xiàn)代傳感器為核心的坡度測試儀進行測量。每次炮眼的孔應(yīng)該按照設(shè)計的位置進行測量定位。其中測量工作面長度和進度的相對精度按照《煤炭安全規(guī)程》規(guī)定不超過12003.6主石門巷道掘進循環(huán)圖表的編制3.6.1施工作業(yè)方式和循環(huán)方式作業(yè)方式主石門設(shè)計掘進斷面面積為12.55m2，服務(wù)年限較長，圍巖較穩(wěn)定（6~8）,且斷面形狀是直墻拱形，掘進面巖石結(jié)構(gòu)差異較小，宜采用全斷面施工法。掘進面一次鉆眼，一次爆破，一次成巷，利用爆破后的矸石堆作為打上部眼和拱頂錨桿眼及安裝錨桿的工作臺的掘進方法。巷道采用錨噴支護，采用先掘進,打拱頂錨桿眼及安裝錨桿，再向錨幫噴一次40混凝土的方式，再向前掘進約20m后，再對該處進行第2次錨噴40混凝土的兩掘進一錨噴的方式。進行巷道道岔施工作業(yè)時，先以全斷面由主巷向支巷方向掘砌，至斷面較大處，改用以小斷面向前掘進，架設(shè)棚式臨時支架維護頂板，掘過柱墩端面2m，先將此2循環(huán)方式為了便于工序間的銜接，易于施工管理，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，在考慮巖巷斷面面積，掘進設(shè)備和掘進技術(shù)等綜合因素后，采用“四六”工作制單循環(huán)方式進行作業(yè)，每個班完成一個循環(huán)。3.6.2循環(huán)進尺的確定巷道掘進采用26型氣腿式風(fēng)動鑿巖機打眼，通過爆破相關(guān)計算，由炮眼深度2.3m和爆破效率0.90確定循環(huán)進尺為2.07m。3.6.3各工序和循環(huán)時間的確定T=式中T：掘進一個循環(huán)所需要的總時間；T1：交接班時間，20T2：裝巖時間，Φ：鉆眼工作單行作業(yè)系數(shù)，取0.3-0.6；t1：鉆上部眼時間，t2：鉆下部眼時間，T3：裝藥聯(lián)線時間，T4：放炮通風(fēng)時間，取20裝藥聯(lián)線時間T3：T式中N：工作面炮眼總個數(shù)，按實際布置數(shù)經(jīng)最后驗算代入約為69個。T：一個炮眼裝藥所需時間，取20。A：在工作面同時裝藥的小組數(shù)，對于裝藥人員要符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，取1組。鉆眼時間：t式中l(wèi)：炮眼平均深度，2.4m；v：鑿巖機的實際平均鉆速，450mmm：同時工作的鑿巖機臺數(shù)，取4臺。裝巖時間：T式中S：巷道掘進斷面積，12.55η：炮眼利用率（一般為0.8～0.9），取0.9。n：工作面同時工作的裝巖機臺數(shù)，2臺。p：裝巖機實際生產(chǎn)率（指實體巖石），計算取50m3h，根據(jù)現(xiàn)場實際經(jīng)驗，裝巖機實際生產(chǎn)率（實體）約為銘牌生產(chǎn)率的30～40%，對于不便計算p在實際工作中，為了防止難以預(yù)見的工序延長，應(yīng)考慮留有10%的備用時間，故循環(huán)時間：T=1.1=1.1×3.6.4循環(huán)圖表編制根據(jù)以上的計算及初步確定的數(shù)據(jù)，編制循環(huán)圖表，采用“四六”工作制單循環(huán)方式進行作業(yè)，每個班完成一個循環(huán)。3.7安全技術(shù)措施盡管該礦井為低瓦斯礦井，出于安全考慮，還是要保證通風(fēng)機的正常運轉(zhuǎn)，保證工作面有足夠的新鮮空氣，另一方面要要求施工人員遵守《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定?？偣こ處熦撠?zé)“一通三防”的安排，必須保證通風(fēng)設(shè)備、儀器儀表、檢測監(jiān)控、瓦斯抽放、火災(zāi)防治、綜合防塵、防突及通風(fēng)改造方面的完好以及風(fēng)筒完好而沒有漏風(fēng)現(xiàn)象。臨時支護一般是在剛剛完成爆破后進行，因此一定要注意安全，臨時支護必須按照《煤礦安全規(guī)程》進行，對圍巖穩(wěn)定性較差的部分，一定要用臨時金屬支架進行支護，而且在進行支護之前，一定要先檢查巷道頂板，人工排除存在安全隱患的頂板巖石垮落。4主要技術(shù)經(jīng)濟指標4.1主要技術(shù)指標直流架線式電機車10-6/250；1.5t固定車廂式式礦車1.7-6A；螺紋鋼樹脂錨桿；單開道岔630/5/15；303鋼筋混凝土軌枕；鑿巖機：氣腿式26；通風(fēng)機：62（28)型風(fēng)機；風(fēng)筒：直徑600的柔性風(fēng)筒；4.2主要經(jīng)濟指標1）主石門巷道掘進工程量及材料消耗量每米巷道拱與墻計算掘進體積：V1每米巷道墻腳計算掘進體積：V1每米巷道拱與墻噴材料消耗：V2每米巷道墻腳噴射材料消耗：V4每米巷道噴射材料消耗（不包括損失）：V=V每米巷道錨桿消耗為N=式中P1—計算錨桿消耗周長，P1a，a'—錨桿間距、排距，a=得N=折合重量為：G=14.75×式中 l—錨桿長度，l=2.0m d—錨桿直徑，d=20mm ρ—錨桿材料密度，ρ=由