工程學院《井巷工程》課程設計
某煤礦二水平東運輸大巷斷面設計、爆破說明書
及爆破圖表編制
學生姓名
學院：專業班級：
專業課程： 井巷工程
指導教師
2023年 12 月 18 日
《井巷工程》課程設計任務書
題目：某煤礦年設計生產能力90萬t噸，為瓦斯礦井，採用立井多水平開拓方式，採用**分列式通風，井下最大湧水量為450m3/h。
第二水平東運輸大巷長度1600m，服務年限為25年；通過的流水量為 240m3/h ，風量為 40m3/s ；採用xk8-9/132a型蓄電池式電機車，牽引 1.5 t礦車運輸。巷道內鋪設一趟直徑φ為200mm的壓氣管和一趟直徑φ為100mm的供水管。
設計的大巷穿過較穩定岩層，岩石堅固性係數=4～6。該礦實行「三八」工作制，計畫月進尺140m，每月實際工作30d，掘支平行作業，每一掘進班完成乙個迴圈。預計正規迴圈率為0.
9，炮眼利用率為0.9。
設計內容：
1、選擇合適的巷道斷面形狀。
2、設計雙軌直線段的巷道斷面。確定巷道淨寬、拱高、牆高、淨斷面面積、淨周長，並進行風速校核。選擇合適的支護方式，確定支護引數。最後確定巷道的掘進斷面尺寸。
3、布置巷道內水溝和管線。
4、計算巷道掘進工程量和材料消耗量。
5、繪製巷道斷面施工圖，編制巷道特徵表和每公尺巷道掘進工程量和材料消耗表。
6、根據設計的斷面圖，編制爆破作業圖表。包括爆破原始條件，三個方向的炮眼布置圖、裝藥量及起爆順序、預期爆破效果表。
設計要求：
1、在規定的時間內認真、獨立地完成計算、繪圖、編寫說明書等全部工作。作到分析論證清楚、論據確鑿，並積極採用切實可行的先進技術，力爭使設計成果達到較高水平。
2、要通過計算確定的，必須有必要的計算步驟和過程。要參照有關規範和經驗確定的，請說明確定理由。設計參照依據：
《煤礦安全規程》、《煤礦井巷工程質量驗收規範》、《煤礦巷道斷面和交岔點設計規範》、《煤礦礦井採礦設計手冊》、《井巷工程》等。
3、說明書用a4紙列印，要求內容完整，格式符合安全工程學院井巷工程課程設計撰寫模板。圖紙繪製用cad，繪圖比例用1：50，紙型為a4。
圖紙格式要求按示例一，示例二；線型、線寬及圖例，參照採礦設計手冊採礦製圖部分要求。
4、提交的設計成果包括：設計說明書及有關圖紙（巷道斷面施工圖，炮眼布置圖）。
第一部分巷道斷面設計
第一節選擇巷道斷面形狀與支護方式
煤礦年設計生產能力90萬t噸，第二水平東運輸大巷長度1600m，服務年限為25年。採用900mm軌距的雙軌運輸的大巷，其淨寬在3m以上。巷道穿過較穩定的岩層，在簡化設計同時既有利於施工和安全生產又具有明顯經濟利益的條件下，設計該巷道採用直牆圓弧拱行斷面，採用鑽眼爆破掘進。
該巷道設計選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護，區域性需加強支護地段鋪設鋼筋網。
第二節巷道淨斷面尺寸確定
一、確定巷道淨寬度b
查《井巷工程》[1]表3-2知xk8-9/132a電機車體寬a1=1354mm,高h=1550mm，1.5t礦車寬1150mm、高1300mm。
根據《煤礦安全規程》[2]，取巷道行人路寬c=846mm>800mm，非行人路一側安全間隙寬a=400mm。查《井巷工程》[1]表3-3取本巷雙軌中線距b=1600mm
故巷道淨寬度：
b=a1+b+c11-1)
=(400+1354/2)+1600+(1354/2+846)=4200mm
二、確定巷道淨高度
（一）確定巷道拱高 h0
圓弧拱行巷道拱高h0=b/3=4200/3=1400mm。
（二）確定巷道壁高h3
1.按管道裝設要求確定h3
h3≥h5+h7+hb (1-2)
式中h5——道砟面至管子底高度，按《煤礦安全規程》[2]取h5=1800mm.
h7——管子懸吊件總高度，取h7=900mm.
hb——道砟面高度，為220mm.
r——巷道圓弧半徑，r=0.541667b=2275mm.
m1——機車距管子距離，m1=200mm.
b1——非人行側軌道中心距巷道中心線距，b1=1023mm.
則h3≥1800+900+220=2846mm
2.按人行高度1800mm要求計算
h3≥1800+hb1-3)
式中 j——為距巷道壁的距離。要求距巷道壁j處的巷道有效高度不小於1800mm，一般取j=200mm。
則h3≥1800+220+=1645mm
3.按裝置上緣至拱壁最小安全間隙計算
h3≥h+hc1-4)
式中hc——道床總高度，查《井巷工程》[1]表3-10選30kg/m鋼軌，再查表3-5得hc=410mm.
c′——運輸裝置上緣與拱壁間距c′≥700mm，一般取c′=700mm.
b2 —— 人行側軌道中心距巷道中心線距, b2=577mm
則h3≥1550+410+=2835mm.
經計算上述三式最大值是2846mm，考慮一定富餘量，確定本巷道的壁高為2920mm.
則巷道高度h=h3-hb+h0=2920-220+1400=4100mm.
三、確定巷道淨斷面面積s和淨周長p
由《井巷工程》[1]表3-8得圓弧拱行巷道的淨斷面積，
s=b(0.24b+h21-5)
式中h2——道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2920-220=2700mm
故s=4200(0.24*4200+2700)=15573600mm2≈15.58m2
巷道淨斷面周長
p=2.27b+2h21-6)
故p=2.27*4200+2*2700=14934mm≈14.95m
第三節風速校核巷道淨斷面面積
查《井巷工程》[1]表3-9，該巷道的允許最大風速vmax=8m/s,已知通過大巷風量q=40m3/s,代入風速驗算式得v===2.57設計的大巷淨斷面積，風速規定，並有相應的富餘量，可以使用。
第四節巷道水溝尺寸選擇及管線布置
為了排除井下湧水及其他汙水，創造文明生產的環境，設計排水溝尺寸如下：
已知該巷道湧水量為240m3/h查《井巷工程》[1]表3-12得水溝尺寸寬b=500mm，高b=500mm，深h=500mm，為矩形斷面水溝，淨斷面0.225m2，掘進斷面0.272m2。
每公尺材料消耗，蓋板：鋼筋2.036kg，混凝土0.323m3。水溝：混凝土0.152kg。
根據生產需要，巷道內敷設一趟直徑φ為200mm的壓氣管和一趟直徑φ為100mm的供水管，壓氣管和供水管吊在行人路一側，電力電纜掛在非行人路一側，通訊電纜掛在管子上方。
第五節確定巷道掘進斷面尺寸
一、選擇支護引數
採用錨噴支護，根據巷道淨寬4200mm，穿過較穩定岩層、服務年限為25年等條件，確定選用錨固可靠、錨固力大並能快速安裝的樹脂錨桿。錨桿杆體為20mm螺紋鋼，每個空安裝兩個樹脂藥捲，錨固長度≥700mm，設計錨桿預緊力≥50kn,錨固力≥120kn。錨桿長度2.
0m，呈方形布置，其間距0.8mx0.8m。
錨桿托盤長度為10mm厚、120mmx120mm的拱形托板。
噴射混凝土設計厚度t1=100mm,設計強度為c18,分兩次噴射，每次噴50mm厚。故支護厚度t=t1=100mm。
巷道區域性需加強支護地段，在首次噴射50mm厚混凝土後鋪設6mm的鋼筋網，網格尺寸為100mmx100mm，形成錨噴網聯合支護。
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