巷道断面设计、爆破说明书及爆破图表编制

巷道断面设计、爆破说明书及爆破图表编制学生姓名：学院：专业班级：专业课程：指导教师：2014年 5 月30 日《井巷工程》课程设计任务书题目：某煤矿年设计生产能力90万t吨，为瓦斯矿井，采用立井多水平开拓方式，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/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 220 m3/h ，风量为 34m3/s ；采用XK8-9/132A蓄电池式电机车，牵引3.0 t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f=4～6。

该矿实行“三八”工作制，计划月进尺140m，每月实际工作30d，掘支平行作业，每一掘进班完成一个循环。

预计正规循环率为0.9，炮眼利用率为0.9。

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。

6、根据设计的断面图，编制爆破作业图表。

包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、装药量及起爆顺序、预期爆破效果表。

设计要求：1、在规定的时间内认真、独立地完成计算、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．3、说明书用稿纸手写（或打印），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，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，炮眼布置图）第一部分 巷道断面设计第一节 选择巷道断面形状与支护方式根据设计要求，年产90万吨的矿井的第一水平运输大巷，服务年限在25a 以上，采用900mm 轨距双轨运输的大巷，又穿过中等稳定的岩层，故选用钢筋砂浆锚杆和喷射混凝土支。

在简化设计同时既有利于施工和安全生产又具有明显经济效益的条件下，设计该巷道采用直墙半圆拱形断面,采用钻眼爆破方法掘进。

第二节 巷道净断面尺寸确定一、确定巷道净宽度B查《井巷工程》书本表3-1得，XK8-9/132A 蓄电池机车的宽度A 1=1354mm,高度h=1550mm ；3t 矿车宽1320mm,高1300mm 。

根据《煤矿安全工程》，取巷道人行道宽度c=840mm,非人行一侧宽a=400mm.又巷道双轨中线距b=1600mm, 两电机车之间的距离为：1600-(1354/2+1354/2)=246mm >200mm,故巷道净宽度B=(400+1354/2)+1600+(840+1354/2)=4194mm ，取B=4200mm 。

二、确定巷道净高度H（一）确定巷道拱高 h 0半圆拱h 0=R=B/2=4200/2=2100mm 。

（二）确定巷道壁高h 3 1.按管道装设要求确定h 3式中, h 5为渣面至管子低高度，按《煤矿安全工程》取h 5=1800mm ；7h 为管子悬吊件总高度，取7h =900mm ；D 为压气管法兰盘直径，D=335mm ，2b =B/2-c 1=3900/2-1367=593mm ，故：2.按人行高度要求确定h 3222753)2/(b D m K R h h h h b +++--++≥mmh 1304)5932/335360(19502009001800223=++--++≥223)(1800j R R h h b ---+≥式中, j 为距巷道壁的距离。

距壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm 。

j ≥100mm,一般取j=200mm,故：3.根据1.6m 高度人行宽度要求确定h 3h 3取1600mm综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高h 3=1700mm 。

则巷道高度H=h 3-b h +h 0=1700+1950-200=3450mm三、确定巷道净断面面积S 和净周长P半圆拱断面的净断面面积：S=B （0.39B+h 2）=4200×（0.39×4200+1500） =13179600mm 2=13.2㎡式中, h 2为道碴面以上巷道壁高，h 2= h 3-h b =1700-200=1500㎜净周长: P=2.57B+2h 2=2.57×4200+2×1500=13794mm=13.8m第三节 风速校核巷道净断面面积由《煤矿安全规程》第2章第101条规定巷道的最大风速：石门巷道v max =8m/s ；运输巷道v max =6m/s ，v min =0.25m/s 。

已知通过大巷的风量Q=34m ³/s,故： V=Q/S=34/13.2=2.58m/s <8m/s设计的大巷断面面积、风速没有超过规定，可以使用。

第四节 巷道水沟尺寸选择及管线布置在本设计中，已知通过本巷道的水量为220m ³/h,现采用水沟坡度为0.3%，根据《煤矿设计手册》可知：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1.633kg ，混凝土0.0276m 3，水沟用混凝土0.133 m ³。

管子悬吊在人行道一侧，通信电缆挂在管子上方。

第五节 确定巷道掘进断面尺寸一、选择支护参数采用锚喷支护，根据巷道净宽4.2m 、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务时mmh 1140)2001950(19502001800223=---+≥间为25年以上等条件，得锚喷支护参数:a、锚杆长度： L=n(1.1+B/10)=1.1×(1.1+4.2/10)=1.672m,取L=1.7m；b、锚杆间距： a≥0.5×1.7=0.85mc、锚杆直径： d=L/110=1.7/110= 0.155m,取d=16mm；综上所述，锚杆直径d=16mm,锚杆长度L=1.7m,锚杆间距a=0.85mm。

喷射混凝土层厚度T1=100mm，锚杆外露长度50mm。

故支护厚度T=T1=100mm。

二、选择道床参数据本巷道通过的运输设备，选用30kg/m钢轨，其道床参数hc 和hb，分别为360mm和200mm，则到渣面至轨面：ha =hc-hb=360-200=160mm。

采用木轨枕。

三、确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4200+2×100=4400mm巷道计算掘进宽度B2= B1+2δ=4400+2×75=4550mm巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3450+200+100=3750mm巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3750+75=3825mm巷道设计掘进断面面积S1=B1(0.39B1+hb)=4400×(0.39×4400+1700)=15.0㎡巷道计算掘进断面面积S2=B2(0.39B2+hb)=4550×(0.39×4550+1700)=15.8㎡四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积 V1=S2×1=15.8×1=15.8m3；每米巷道墙脚计算掘进体积 V3=0.2×（T+δ）×1=0.2×（0.1+0.075）×1=0.04m3；每米巷道拱与墙喷射材料消耗 V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]×1=[1.57×（4.55-0.10）×0.10+2×1.70×0.10]×1=1.04m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗 V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗） V= V2+ V4=1.04+0.02=1.06m3；每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）式中，P1,为计算锚杆消耗周长, P1,=1.57B2=1.57×4.55=7.14m；MMPN'+'='1)2/(21M 、M ,为锚杆间距、排距M=M ，=0.8mM P 2'1=8.0214.7⨯=4.4625m ，取为4m, 所以 N=8.0142+⨯=11.3根。

折合重量为11.3×[(I+0.05)π(d/2)2]=11.3×[(1.70+0.05)×3.14×0.00064×7850]=31.20kg 。

其中，I 为锚杆深度，I=1.7m ，0.05m 为露出长度；d 为锚杆直径，d=0.016m ，错误!未找到引用源。

为锚杆材料密度，ρ=37850mkg每排锚杆数为N ,×0.8=11.3×0.8≈9根。

每米巷道锚杆注孔砂浆消耗为：V 0 = N ,I(S K -S M )，=11.3×1.7×3.14×(0.042×0.042-0.016×0.016)=0.023/m 3其中S K ，S m 分别为锚杆孔和锚杆的断面积 每米巷道粉刷面积: S n =1.57B 3+2h 2,=1.57×4.35+2×1.50=9.83㎡其中B 3为计算净宽，B 3=B 2-2T=4.55-2×0.10=4.35m 。

第六节 绘制巷道断面施工图巷道断面施工图见附图1-1表1-1运输大巷特征表1-2 运输大巷每米工程量及材料消耗第二部分爆破说明书及爆破图表编制第一节爆破工程的原始条件该煤矿年设计生产能力90万t吨，为瓦斯矿井，采用立井多水平开拓方式，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/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220m3/h ，风量为 34m3/s ；采用半圆拱型巷道断面，巷道净宽4.2m，墙高1.22m，巷道净高3.45m，巷道掘进宽度4.4m，掘进高度3.75m。

该大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=4～6。

第二节爆破器材选择一、炸药根据《煤矿安全规程》可知该矿为低瓦斯、有水涌出矿井,炸药采用不低于一级煤矿许用硝铵类炸药,采用2号煤矿许用硝铵类炸药。