武漢理工大學礦物資源工程專業
《井巷與隧道工程》
課程設計說明書
學生姓名
班級學號
指導教師
二〇一一年一月
第一部分平巷斷面設計
[設計題目]
雲南某礦中段運輸巷道,設計年通過能力為90萬噸,**分列式通風。通過該該巷道的湧水量為 m3/h,通過風量為 m3/s,採用架線式電機車牽引噸礦車運輸,該大巷穿過岩層以細砂岩、粉砂岩為主,岩層中等穩定,岩石堅固性係數f=4~6,岩層內水文地質簡單,有少量節理裂隙水,對巷道施工有一定影響,現場實測圍岩鬆動圈為0.8m。
巷道內設兩條動力電纜、三條通訊及照明電纜,敷設一趟直徑為200 mm的壓風管和一趟直徑為100 mm的水管,該巷道主要用於通風、出礦、排水、行人,請對該巷道進行斷面設計,並計算單位工程掘進工程量和材料消耗量,繪製巷道斷面施工圖。
[設計要求]
1、必須以認真的態度,獨立完成。
2、所選資料要有依據,設計符合規範,計算正確。
3、繪圖清楚規範,**設計合理,採用計算機繪圖。
4、各項技術措施要切合實際,具有針對性。
【注意事項】
學號尾數為單號的同學請設計成半圓拱形,雙號的同學請設計成圓弧拱形。礦資0801班設計湧水量160m3/h,通過風量40 m3/s;礦資0802班設計湧水量180m3/h,通過風量35 m3/s;礦資0803班設計湧水量200m3/h,通過風量45 m3/s。
一、巷道斷面設計依據
《採礦手冊》(井巷工程卷)、《井巷工程》,國家有關礦山建設、生產、安全的規定。
二、巷道斷面設計應滿足的條件
1、保證人員通行安全。
2、按照通過的運輸裝置等技術要求和《規程》的有關規定鋪設軌道,以保證通過的運輸裝置安全執行,並合理地布置通過巷道斷面的管路及電纜等。
3、巷道斷面通過最大風量時,不得超過《規程》規定的最高風速。
4、按通過的水量大小,合理設定水溝。
5、巷道斷面不得小於《規程》規定的最小淨斷面和最小淨高度。
6、滿足其它要求,如在巷道一側堆放坑木、材料或安裝其它裝置等。
三、巷道斷面形狀選擇考慮的主要因素
1、應綜合考慮巷道圍岩的性質,礦壓的大小和方向;
2、巷道的服務年限、用途及位置;
3、巷道的支護方式和支架材料。
在一般情況下,根據前兩個因素決定支護方式和支架材料,再根據充分發揮其力學效能的原則,確定巷道的斷面形狀。
四、巷道斷面尺寸確定的相關規定
巷道斷面尺寸應根據巷道內執行車輛或設定其它運輸裝置的最大輪廓尺寸以及架設管線、行人、裝置的運送、安裝、檢修和施工要求等因素,按要求計算機其淨斷面積。計算出的巷道淨斷面積必須按照《規程》的規定,進行風速驗算。
各種用途巷道的容許風速
風速按下式驗算:
v=q/ s靜 v≤vm
式中 v——巷道中的風速,m/s;
q——通過巷道的風量,m3/s;
s靜——巷道淨斷面積,m2;
vm——《規程》規定的巷道容許風速,m/s。
如果設計出的巷道淨斷面積不能滿足通風要求,則應重新調整巷道的淨斷面積尺寸。
巷道淨斷面確定後,還應進行支護引數的設計,選擇道床引數,確定水溝和管線的布置,計算巷道掘進工程量及材料消耗量。最後,應根據設計結果編制巷道特徵表和每公尺巷道掘進工程量及材料消耗量表,並按1:50的比例尺繪製巷道斷面施工圖。
五、巷道斷面設計的內容和步驟
(一)選擇巷道斷面形狀
半圓形、圓弧形。
(二)確定巷道斷面尺寸
1、巷道淨寬度b0
2、巷道拱高h0
3、巷道壁高h3
(1)按架線電機車導電弓子要求確定
(2)按管道裝設要求確定:
①按導電弓子距管子距離的要求
h3≥h5+h7+ hb-
②按電機車距管子距離要求
h3≥h5+h7+ hb-
(3)按行人要求確定
4、確定巷道淨斷面積s
s半= b0(0.39 b0+h2); s圓= b0(0.24 b0+h2)
5、用風速校核巷道淨斷面積
v=q/s
6、確定巷道掘進斷面尺寸
巷道設計掘進寬度b1= b0+2t
巷道計算掘進寬度b2= b1+2δ
巷道計算淨寬度b3= b2-2t
巷道設計掘進高度h1= h3+h0+t
巷道計算掘進高度h2= h1+δ
巷道設計掘進斷面積s1半=b1(0.39b1+ h3);
s1圓=0.24b02+1.27b0t+1.57t2+b1h3
巷道計算掘進斷面積s2半=b2(0.39b2+ h3)
s2圓=0.24b02+1.27b0t+1.57t2+b2h3
(三)水溝及管線布置
水溝坡度、水溝尺寸、工程量的選擇、管線布置方式。
(四)巷道掘進工程量及材料消耗量
每公尺巷道拱與牆計算掘進體積v1=s2×1
每公尺巷道牆腳計算掘進體積v3=0.2(t+δ)×1
每公尺巷道拱與牆噴射材料消耗
v2半=[1.57(b2-t1)t1+2h3t1]×1
v2圓=[(1.27b0 +1.57t+0.24)×t1+2h3t1]×1
每公尺巷道牆腳噴射材料消耗v4=0.2 t1×1
每公尺巷道噴射材料消耗(不包括損失)
v=v2+v4
每公尺巷道錨桿消耗(僅拱部打錨桿)
根) 每排錨桿數:n=0.8(根)
每公尺巷道錨桿注孔砂漿消耗:v0=nlsa
每公尺巷道粉刷面積:sn半=1.57b3+2h2;
sn圓=1.27b3+2h2+0.24;
(五)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及材料消耗表。
第二部分豎井斷面設計
[設計題目]
某礦年產量180萬噸,服務年限60年,豎井開拓。井筒穿過岩石的堅固性係數f≤6~8,該井為主要提公升井,提公升高度為500公尺,多中段提公升,選用4a#雙層雙罐籠,井筒內鋪設φ300壓風管一條,φ250排水管兩條,φ150供水管及放水管路各一條,四條動力電纜,三條通訊電纜,並設梯子間,井筒通過風量182 m3/s,試設計豎井井筒斷面並繪製斷面圖。
[設計要求]
1、必須以認真的態度,獨立完成。
2、所選資料要有依據,設計符合規範,計算正確。
3、繪圖清楚規範,**設計合理,採用計算機繪圖。
4、各項技術措施要切合實際,具有針對性。
武漢理工大學
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