井巷工程设计

某煤矿年设计生产能力60万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用分列式通风，井下最大涌水量为400m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；通过的流水量为     190 m3/h      ，风量为    45       ；采用 ZK10—6/250               直流架线电机车牵引     3.0t     矿车运输。巷道内铺设一趟直径Φ为200mm的压气管和一趟直径Φ为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数=4~6。

设计内容：

1.选择合适的巷道断面形状。

2.设计双轨直线段的巷道断面。

确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。

3.布置巷道内水沟和管线。

4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。

5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。

设计要求：

1. 在规定的时间内认真、地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。

2. 要通过计算确定的，必须有必要的计算步骤和过程。要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。设计参照依据：《煤矿安全规程》、《煤矿井巷工程质量验收规范》、《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》、《煤矿矿井采矿设计手册》、《井巷工程》东兆星等．徐州：中国矿业大学出版社，2009。

3.说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。图纸绘制用CAD，绘图比例用1：50，打印输出比例为1：1，纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。

4.提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图）。

5.设计时间：2012-2013学年第2学期第17周（开采1131、1132班）。

一 选择断面形状

   年产60万吨的第一水平运输大巷。一般服务年限在十五年以上。采用600mm轨距双轨运输大巷。又穿过稳定岩层。选用半圆拱形断面。

二 确定巷道净断面尺寸

   查表知ZK10—6/250电机车宽A=1060mm，高h=1550mm.  3.0t矿车宽1200，高1400.

根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=840mm、非人行道一侧宽a=400mm。又查表6-4知该双轨中线距b=1500mm，则两电机车之间距离为

故巷道净宽为

（二）确定巷道拱高h0

半圆拱形巷道拱高：

R=h=1900mm

（三）确定巷道壁高h3

1.按架线式电机车导电弓子确定h3

由80页，表6－6中半圆拱形巷道壁高公式得：

h4——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》188页，第365条，取h4=2000mm；

hc——道床总高度。选用30Kg/m钢轨，查88页，表6－12得hc=380mm，道渣高度hb=220mm；

n——导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；

K——导电弓子宽度之半，查67页，表5－4中，K=718/2=359，取K=360mm；

b1——轨道中线与巷道中线间距

故

=2080.60mm

2.按管道装设要求确定

式中——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取=1800mm；

    ——管子悬吊件总高度，取＝900mm;

    m——导电弓子距管子间距，取m=300mm；

    D——压气管法兰盘直径，D=335mm；

     ——轨道中线与巷道中线间距， 

故=1554.49mm

3.按人行高度要求确定

式中为距离巷道壁的距离。距墙壁处的巷道有效高度不小于1800mm。100mm，一般取=200mm。

故

得h3=848.53mm

综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道道壁高度为1495mm。

则巷道高度

（四）确定巷道净断面积和净周长

由表公式得净断面积

式中——道砟面以上巷道壁高， 

则

净周长

（五）用风速校核巷道净断面积

查表可知vmax=8m/s，已知通过大巷风量最大值Q=45m/s代入式得；

设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。

（六）确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸

1.选择支护参数

    采用锚喷支护，根据巷道净宽、穿过中等稳定岩层、服务年限为25年以上等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度700mm，设计锚杆预紧力40，锚固力。锚杆长度,成方形布置，其间排距，托板为厚的方形钢板。混凝土层厚，分两次喷射，每次各喷厚。故支护厚度。

2.选择道床参数

根据巷道通过的运输设备，已选30kg/m钢轨，其道床参数，分别是410mm和220mm，道砟面至轨面高度。采用钢筋混凝土轨枕。

3.确定巷道掘进断面尺寸

由表计算公式得：

巷道设计掘进宽度： 

巷道计算掘进宽度： 

巷道设计掘进高度： 

巷道计算掘进高度： 

巷道设计掘进断面面积： 

巷道计算掘进断面面积： 

三.布置巷道内水沟和管线。

已知通过巷道的水量为190m³/s，现采用水沟坡度为3%，查表6-13得水沟深度为400mm，水沟宽度为400mm，净面积为，掘进断面面积为。，每米水沟盖板用钢筋、混凝土，水沟用混凝土。

管子悬吊在人行道一侧，电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和材料消耗量。

有表3—8计算公式得：

每米巷道拱与墙计算掘进体积： m³

每米巷道墙角计算掘进体积： m³

每米巷道墙与拱喷射材料消耗： m³

每米巷道墙角喷射材料消耗： m³

每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）：m³

每米巷道锚杆消耗： 

式中   ——计算锚杆消耗周长， 

——锚杆间排距，a=0.8m；

故根

折合重量为：

式中   ——锚杆长度， 

      ——锚杆直径， 

      ——锚杆材料密度， 

由于每个锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗，支。

每排锚杆数为： 

每排树脂药卷数： 

每米巷道粉刷面积： 

式中——计算净宽， 

故

五.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。         

                          运输大巷特征

围岩类别

成绩：

教师签字：

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