某煤矿运输大巷断面设计及施工组织设计

某煤矿运输大巷断面设计及施工组织设计课程设计报告设计课题:某煤矿运输大巷断面设计及施工组织专业班级: 10级采矿工程(2)班呼伦贝尔学院工程技术学院呼伦贝尔学院工程技术学院井巷工程课程设计任务书指导教师:张建华教研室主任:孙志文2012年12月22 日工程技术学院井巷工程课程设计成绩评定表专业:采矿工程班级:2010级2班学号: 2010171217 姓名: 李栋2012年12月22日前言随着我国经济快速、稳定的增长，煤炭工业新一轮的发展时机已经到来，非煤地下工程相关的建设项目正在迅速增多。

这些都推了井巷工程相关理论和施工技术的进一步发展。

《井巷工程》课程设计是学生学习中的重要技能学习环节。

通过课程设计，巩固和加深课堂理论知识并使之与实际相结合，以培养学生运用所学知识独立解决航道施工中主要问题的能力和掌握巷道断面设计的基本方法与设计技能，并初步结合生产实际锻炼解决在生产上锁遇到的实际问题，以培养学生科学的思维方法和工程技术人员应具备的基本技能。

井巷工程断面设计是采矿工程学生的专业课程中的一个部分，旨在培养学生对巷道的空间概念的理解，以及一些具体的设计过程。

主要为巷道的断面设计，施工方案，劳动组织及循环图表，技术经济指标和安全技术措施。

可以采用的技术有光面爆破，一次成巷，液压支架。

所参考的书籍有《井巷工程》煤炭工业出版社2007.3，以及煤矿安全规程，所查找的部分数据依据《井巷工程》煤炭工业出版社2007.3。

目录一矿井及设计巷道概况 (1)二巷道断面设计 (2)2.1巷道断面设计依据 (2)2.2巷道断面设计 (3)三巷道施工 (9)3.1施工方案的确定 (9)3.2凿岩爆破工作 (9)3.3装岩与调车 (12)3.4支护方法 (12)四劳动组织及循环图表 (15)4.1劳动组织配备 (15)4.2施工组织，施工进度表 (17)五技术经济指标 (18)5.1各项费用 (18)5.2成巷成本 (19)六安全技术措施 (20)6.1打眼放炮措施 (20)6.2支架操作工安全措施 (20)6.3打锚杆，安装锚杆的措施 (20)6.4所有工种必须遵守的安全措施 (20)6.5凿岩应注意的问题 (21)6.6爆破注意安全事项 (21)6.7 灾害应急措施及避灾路线 (22)致谢 (24)参考文献 (25)一矿井及设计巷道的概况该煤矿，煤层赋存稳定，属于低瓦斯矿井，煤炭属于不易自燃煤质，井下最大涌水量为280m3/h，运输大巷流水量为150 m3/h。

矿井开拓方式为单斜水平开拓。

该巷道为水平主要运输大巷，服务年限较长，一般为20年。

井田走向长2.7km，倾向宽1～2.5km，井田面积5.8km2，年生产能力为90万t，中央并列式通风，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=3～5。

选用P-30B耙斗装载机，日进尺为1.7m，采用ZK10-6/250架线式电机车牵引1t矿车运输，需要通过的风量为48 m3/s。

巷道内敷设一直径为100mm的压风管和一直径为50mm的水管。

二巷道断面设计巷道是井下生产的动脉，巷道断面设计合理与否，直接影响煤巷生产的安全和经济效益。

巷道断面设计的原则是在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，以取得最佳的经济效果。

2.1巷道断面的设计依据(1)巷道层位的地质资料。

(2)巷道的服务年限、用途及通风、排水、防火、卫生等方面的要求。

(3)运输设备类型、规格尺寸及其他巷道的关系。

(4)巷道内的装备、管道和电缆的规格尺寸、数量及架设检修要求。

(5)其他巷道、硐室对巷道的位置要求。

(6)支护材料供应的情况、施工技术及其装备。

2.1.1巷道的名称和用途名称：主要水平运输大巷。

用途：运人，进风，排水，敷设电缆，瓦斯监控探头，井下通讯。

2.1.2通过巷道的运输设备类型及特征运输设备：ZK10－6/250架线式电机车，1吨矿车。

特征：ZK10－6/250的电机车宽=1060mm,高=1550mm，轨距选用600mm，1吨矿车宽=880mm，高=1150mm。

2.1.3通过巷道的管线敷设情况，风量大小及排水量大小。

巷道内敷设一趟直径为100mm的压风管和一趟直径为50mm水管，通过巷道的风量为48m3/s,通过第一水平东翼运输大巷的流水量为150m3/s。

2.1.4对巷道坡度的要求根据巷道的运输，排水等因素，采用水沟坡度为3‰。

2.1.5其他要求通风：中央分列式。

开拓方式：斜井单斜水平开拓。

2.2巷道断面设计2.2.1选择巷道断面形状、支护类型、支护参数巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作用在巷道上的地压大小和方向、巷道的用途及服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考临近矿井同类巷道饿断面形状及维护情况等。

年产90万吨矿井的主要水平运输大巷，一般20年以上，采用600mm轨距双轨运输大巷，岩石坚固性系数f=3～5,穿过中等稳定岩层，故选用等强树脂锚杆，挂金属网与喷射混凝土联合支护，采用半圆拱形断面。

2.2.2确定断面尺寸1)确定巷道净宽度B查表知ZK10—6/250电机车宽A1=1060㎜，高h=1550㎜；1吨矿车宽880㎜，高1150㎜。

根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C=900㎜，非人行道一侧宽a=400m.又查表得知本巷双轨中心线b=1300㎜，两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240㎜﹥200mm故巷道净宽度B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+900）=3660㎜。

2)确定巷道拱高h0半圆拱巷道拱高h 0=B/2=3660/2=1830㎜，半圆拱半径R= h 0=1830㎜ 确定巷道壁高h 3(1)按架线电机车导电弓子要求确定h 3，由查表得半圆拱巷道壁高公式得 h 3>=h 4+h c - (R-n)2-(k+b 1)2式中h 4—轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》h 4=2000mm,h c －道床总高度，查表选30kg/m 的钢轨，得h=410mm,道碴高度h C =220mm;k －导电弓子宽度之半，k=718/2=359,取k=360; n －导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mm;b 1－轨道中线与巷道中线间距，b 1=B/2-a1=3600/2-930=870mm 故h 3>=2000+410- (1710-300)2-(360+870)2=1720mm (2)按管道装设要求确定h3式中h 5—道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mmh 7—管子悬吊件总高度，取h7=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;b 2—轨道中线与巷道中线间距，b 2=B/2-c 1=3660/2-1370=370mm; 故h 3>=1800mm+900mm+220mm-17102-(360+300+335/2+370)2 =1218mm(3)按人行高度要求确定h 3式中j 为距巷道壁的距离。

距墙壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm.j ≥222753)2/(b D m K R h h h h b +++--++≥223)(1800j R R h h b ---+≥100mm,一般取j=200mm.故h3>=1800mm+220mm- 18002-(1800-200)2 mm=1600mm综上计算，并考虑一定余量，确定本巷道壁高为h3=1820mm,则巷道高度H=h3-h b+h0=1820mm-220mm+1800mm=3400mm2.2.3确定巷道断面尺寸，掘进断面及风量校核。

1) 断面尺寸：由表得净断面面积S=B（0.39B+h2）式中h2—道碴面以上巷道壁高，h2=h3-h b=1820-220=1600mm,故S=3660（0.39×3660+1600）mm2=11080284mm2≈11.1m2 净周长P=2.57B+2h2=2.57×3660+2×1600=126062mm≈12.6m2)掘进断面巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3660+2×100=3860㎜巷道计算掘进宽度B2= B1+2δ=3860+2×75=4010㎜巷道设计掘进高度H1=H+h b+T=3400+220+100=3720㎜巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3720+75=3795㎜巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39*B1+h3）=3860×（0.39×3860+1820）=12836044㎜2，取S1=12.84㎡巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39*B2+h3）=4010（0.39×4010+1820）=13767975m㎡，取S2=13.77㎡3)用风速校核巷道净断面积查表得知V max=8m/s,已知通过大巷风量Q=48m3/s,代入下式得V/S=48/11.1=4.33m/s<8m/s设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。

4)支护参数确定选用锚固可靠，锚固力大的树脂杆体，杆体直径为18mm,每孔安装两个树脂药卷，锚固长度≥700mm，设计锚杆预紧力≥40kN，锚固力≥80kN.锚杆长度2.0m，其间排距0.8m*0.8m,托板为8mm厚150mm×150mm的方形钢板，喷射混凝土层厚T1=100mm,分两次喷射，每次各喷50mm厚，故支护厚度T=T1=100mm。

2.2.4道床参数、水沟布置和管线敷设1)道床参数根据巷道通过的运输设备，选用30kg/m的钢轨，道床参数h c,h b 分别是410mm和220mm，道碴面至轨面高度h a=h c-h b=410-220=190mm，采用钢筋混凝土轨枕。

2)水沟布置已知通过本巷道的水量为150m3/h，采用水沟坡度为0.3%0，查表得：水沟深400㎜、水沟宽400㎜，水沟净断面面积0.16㎡；水沟掘进断面面积0.203㎡，每米水沟盖板用钢筋1.663kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。

3)管线敷设管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。

2.2.5巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表查表得计算公式：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=13.77×1=13.77m3；每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2×(T+δ)×1=0.2×(0.1+0.075)=0.035m2每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2-T）T1+2h×3T]×1=[1.57（4.01-0.10）0.10+2×1.82×0.10]×1=0.984m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗V 4=0.2T ×1=0.2×0.1×1=0.02m 3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V 2+ V 4=0.984+0.02=1.004m 3； 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） 式中，P 1为计算锚杆消耗周长 ，P 1=1.57B 2+2h 3=1.57×4.01+2×1.82=9.9985m ；a 、a ’锚杆间距、排距a=a ’=0.8m 。