西南科技大学井巷工程课程设计Word下载.docx
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③爆破后围岩震裂较小,不崩倒棚子和损坏设备。
④爆破单位岩石所需炸药和雷管的消耗量低,钻眼工作量小,炮眼利用率要达到85%以上。
(2)施工组织与管理
内容:
概论、矿井的基本情况,矿井建设的准备工作,矿井建设的施工程序,列表详细阐述,确定井巷工程的施工方案。
施工管理:
推行招标承包制和积极展开建设监理工作,深入了解招标投标方式与技术程序,加强设计管理,建立修改设计管理制度,加强材料设备的技术性能资料管理和建立技术档案,做好隐蔽工程的原始记录和工程验收工作,切实做好劳动力的培训与调配,切实做好工作平衡,认真抓好“概算、预算、决算”工作。
(3)安全生产
包括:
开采水平巷道、井巷的维修、通风、安全监测、爆破材料的储存、井下放炮、平巷运输,井下工作人员都必须熟悉安全出口。
井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有两个行人的安全出口并与通道地面的安全出口相连接.为建成两个安全出口的不沟。
第一章巷道断面设计
某煤矿年产设计能力为0.9Mt,高沼气矿井,中央分列通风。
井下最大涌水量450m3/h,通过第二生产水平东运输大巷的流水量为170m3/h,通过的风量为32m3/s。
采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。
巷道内敷设一趟φ200mm的压气管和一趟φ100mm的供水管。
大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。
主要以泥岩为主。
实测围岩松动圈:
砂岩lp=0.4~0.5m;
泥岩lp=1.0~1.4m。
试设计运输直线段断面,计算单位工程掘进工程量和材料消耗量,并绘制巷道断面施工图。
第一节巷道断面选择及其他计算
一.选择巷道断面形状
年产0.9Mt矿井的第二生产水平东运输大巷,服务年限一般在20a以上;
采用900mm轨距双轨运输大巷,一般巷道宽度要在4.0m以上;
巷道所穿过的围岩松动圈lp=1.0~1.4m为一般稳定围岩。
故决定选择锚喷支护,直墙半圆拱断面。
二.确定巷道断面尺寸
1)确定巷道净宽度B
查表1-1知,ZK10-9/550架线式电机车宽1360mm,高1600mm;
3.0t底卸式矿车宽1200mm,高1400mm。
故选A1=1360mm,根据《煤矿安全规程》并参照标准设计,选取巷道人行巷宽度c=860mm;
非人行巷一侧宽a=440mm,查表1-2知,双轨轨道中心线距b=1600mm,则两电机车之间距离为:
1600-(1360/2+1360/2)=240mm。
故巷道净宽度:
B=a1+b+c1=(440+1360/2)+1600+(1360/2+1360/2)
=1120+1600+1540=4260mm。
2)确定巷道拱高h0
半圆巷道拱高:
h0=B/2=4260/2=2130mm
半圆拱半径:
R=h0=2130mm。
3)确定巷道壁高h3
①按架线电机车导线弓子要求确定h3
由表1-13,半圆拱行巷道壁高公式得
h3≥h4+ho-
式中:
h4——从轨高面起电机车架线高度,按《煤矿安全规程》规定取h4=2000mm;
ho——道床总高度,查表1-7选用24kg/m钢轨,再查表1-9得
ho=360mm,道砟高度hb=200mm;
n——导电弓子距拱壁安全距离,取n=300mm;
k——导电弓子宽度之半,k=718/2=359mm,取k=360mm;
b1——轨道中线与巷道中心线间距
b1=B/2-a1=4260/2-1120=1010mm
故h3≥2000+360-≥1147mm
②.按管道安设要求确定h3
按导电弓子距管子距离的要求,由表1-13得:
h3≥h5+h7+hb-式中:
h5--砟面至管子底高度,按《煤矿安全规程》规定,选取h5=1800mm;
h7——管子悬吊件总高度,取h7=900mm;
m——导电弓子管子的间距,取m=300mm;
D——压气管法兰盘直径,对Ф=200mm管子,D=325mm;
b2——轨道中心线与巷道中心线间距
b2=B/2-c1=4260/2-1540=590mm;
故h3≥1800+900+200-≥1310mm;
按电机车距管子距离要求,由表1-13得:
h3≥h5+h7+hb-
式中:
A1——电机车最大宽度
A1=1360mm
m——电机车距管子间安全距离
取
m1=200mm
.
其它符号同前。
故h3≥1800+900+200-≥1538mm
架线式电机车运算,按上述要求计算即可确定巷道壁高h3,可不必作其它要求的计算。
综上计算,并考虑一定的富余量,故确定h3=1800mm.则巷道净高:
H=h3-hb+h0=1800-200+2130=3730mm
4)确定巷道净断面积S和净周长P
由表1-10得:
S=B(0.39B+h2)
式中h2——砟面以上巷道壁高
h2=h3-hb=1800-200=1600mm
故S=4026×
(0.39×
4.26+1.6)=13.9m2
P=2.57B+2h2=2.57×
4.26+2×
1.6=14.1m
5)用风速校核巷道净断面积
查表1-6得:
允许最高风速:
Vm=8m/s
设计规范允许最高风速:
Vm=6m/s
已知通过巷道风量:
Q=32m/s
代入公式(1-5)得:
V=Q/S=32/13.9=2.3m/s
则V<
Vm
6)设计支护参数
巷道穿过的岩层松动圈Lp=1.0~1.4m,属巷道分类法Ⅲ类一般稳定围岩。
为留有足够的安全系数,取松动圈厚度高限1.4m作为设计的依据;
并用组合拱理论设计支护参数如下:
选用快硬水泥锚杆,端头锚固长度400mm,锚杆直径φ16mm,锚杆长度1500mm,间排距0.7×
0.7m锚杆布置到墙角。
喷层厚度100mm
7)选择道床参数
根据巷道通过的运输设备,已选用24kg/m钢轨,其道床参数:
hc=360mm
hb=200mm
砟面至轨面高度:
ha=hc-hb=360-200=160mm
采用钢筋混凝土轨枕
8)确定巷道掘进断面尺寸
由表1-10计算公式得:
巷道设计掘进宽度:
B1=B+2T=4260+2100=4460mm
巷道计算掘进宽度:
B2=B1+2&
=4460+275=4610mm
巷道设计掘进高度:
H1=H+hb+T=3730+200+100=4030mm
巷道计算掘进高度:
H2=H1+δ=4030+75=4105mm
巷道设计掘进断面积:
S1=B1(0.39B1+h3)=4.46(0.39×
4.46+1.8)=15.8㎡
巷道计算掘进断面积:
S2=B2(0.39B2+H3)=4.61(0.39×
4.61+1.8)=16.6㎡。
三.布置巷道内水沟和管线
已知通过巷道的流水量为170m3/h水沟坡度3%。
水沟宽400m,深400m,净断面积0.16㎡掘进断面积0.203㎡每米水沟盖板用钢筋1.633kg,用混凝土0.0276m3
每米水沟用混凝土0.133m3管子悬吊在人行道一侧,动力电缆挂在非人行道一侧,通讯电缆挂在管子上方。
四.计算巷道掘进工程量及材料消耗量
每米巷道拱和墙计算掘进体积
V1=S2×
1=16.6×
1=16.6m3
每米巷道墙角计算掘进体积
V3=0.2(T+δ)×
1=0.2×
(0.1+0.075)×
1=0.04m3
每米巷道拱和墙喷射混凝土材料消耗
V2=[1.57(B2-T1)T1+2h3T1]×
1
=[1.57×
(4.61-0.1)×
0.1+2×
1.8×
0.1]×
1=1.07m3
每米巷道墙角喷射混凝土消耗
V4=0.2T1×
0.1×
1=0.02m3
每米巷道喷射混凝土消耗
V=V2+V4=1.07+0.02=1.09m3
每米巷道锚杆消耗量
N=(P1+M)/(M·
M′)
P1——计算锚杆消耗周长
P1=1.57B2+2h3=1.57×
4.61+2×
1.8=10.8m
M——锚杆间距
M=0.7m
M′——锚杆排距
M′=0.7m
N=(10.8+0.7)/0.7×
0.7=24根
折合重量为:
W=N[(L+0.1)∏(D/2)r]
=24[(1.4+0.1)×
3.1416×
(0.016/2)×
7850=56.8
L—锚杆有效长度
L=1.4m
0.1为锚杆露出长度
D——锚杆直径
D=0.016m
r——锚杆材料容量
r=7850kg/m3
每排锚杆数量:
n=N×
0.7≈17根
每米巷道锚杆快硬水泥卷消耗量
24根×
3卷/根=72卷
(每个水泥卷规格:
直径×
长×
重=φ37×
200mm×
108g)
每米巷道粉刷面积:
Sn=1.57B3+2h2
B3——计算净宽度
B3=B2-2T=4.61-2×
0.1=4.41mm
Sn=1.57×
4.41+2×
1.6=10.1m2。
第二节绘制巷道断面施工图及材料消耗
绘制巷道断面施工图,编制巷道特征表和每米巷道掘进工作量及材料消耗表。
根据以上计算,按1:
50比例绘制巷道断面图并编制工程量及材料消耗量表。
二水平运输大巷每米工程量及材料消耗量
围
岩
类
别
围岩
松动
圈/m
计算掘进
工程量/m3
锚
杆
数
量
/根
材料消耗
粉
刷
面
积
/m
喷射混凝土/m3
锚杆
巷
道
墙
脚
钢
筋
/Kg
快硬水泥卷/个
Ⅲ
1.0~1.4
16.6
0.04
24
1.09
56.8
72
10.1
二水平运输大巷特征
围岩类别
围岩松动圈m
断面/m3
设计掘进尺寸/mm
喷射厚度/mm
锚杆/mm
净
周
长/m
净断面
设计掘进
宽
高
形式
外露长度
排列方式
间
排
距
离
长
度
直
径
1.0~1.4
13.9
15.8
4460
4030
100
快硬
正方形
700
1500
Φ16
14.1
第二章
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