巷道断面及爆破设计全解

巷道断面及爆破图表设计

生产技术开发部

2010年12月28日

公司概况

白乃庙铜业公司白乃庙铜矿位于四子王旗白音朝克图镇，1976年建成投产，当时采、选矿石规模16.5万吨/年，1992年扩大到33万吨/年，目前正在扩建200

万吨/年、计划2014年完成。公司有完整采、选系统，其他供电、供水、运输、排尾等设施齐全。年设计生产能力90Mt，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m3/h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为180 m3/h，采用ZK10-9/550-7C架线式电机车牵引1.5t 矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=8～10，需通过的风量为42 m3/s。巷道内敷设一趟直径为259mm的压风管和一趟直径为108mm的水管。该巷道采用砼喷支护，喷砼厚度120mm。

根据以上资料，设计运输大巷直线段的断面并编制爆破图表。

一、选择巷道断面形状

年产90Mt矿井的水平运输大巷，一般服务年限在15--20a以上，根据其电机车可知，采用900mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m 以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用喷射混凝土支护，半圆拱形断面。

二、确定巷道断面尺寸

(一)确定巷道净宽度B

查《井巷工程》表3-4知ZK10—9/550-7Ｃ电机车宽A1＝13５0mm、高h＝1600mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。

根据《矿山安全规程》并参照标准设计，取巷道人行道宽C＝840mm、非人行道侧宽a=400mm。又查表3－3知1.5t矿车巷道双轨

中线距b ＝1300mm ，则两电机车之间距离为：

1300－（1350/2+1350/2）=－50㎜＜200㎜，故轨道中心距应选1600㎜。

验算：1600－（1350/2+1350/2）=250㎜＞200㎜ 故巷道净宽度，

B=a1+b+c1=（400+1350/2）+1600+（1350/2+840）=4190㎜，选巷道为净宽度4200㎜ (二)确定巷道拱高h 0

半圆拱形巷道拱高h 0＝B/2＝4200／2=2100mm 。半圆拱半径R ＝

h 0=2100mm 。

(三)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 由表3－6中半圆拱形巷道壁高公式得：

34c h h +h 式中 h 4—轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取

h 4=2000mm ；

h c —道床总高度。查表3—11，选用24kg/m 钢轨，再查表

3—13得h c =360mm ，道渣高度h b ＝200mm ；n —导电弓子距拱壁安全间距，取n ＝300mm ；

K —导电弓子宽度之半K=718/2；=359 取K=360mm ； b 1一轨道中线与巷道中线间距， b 1=B/2-a 1＝4200/2-1075＝1025mm ；

故 h3≥2000+360－／（2100－300）2 －（360+1025）2

=1210㎜

2. 按管道装设要求确定h 3

1）按电弓子距管子距离的要求，由表3—6得：

357b h h h h ≥++

式中 h 5—渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mm ； h 7—管子悬吊件总高度，取h 7=900mm ； m —导电弓子距管子间距，取m=300mm ； D —压气管直径，题给D=259mm ； b 2—轨道中线与巷道中线间距， b 2=B/2-c 1=4200/2-1515=585㎜。

故：h3≥1800+900+259／21002 －（360+300+259/2+585）2 =2959－1588=1371㎜

2）按电机车距管子距离的要求，由表3—5得：

357b h h h h ≥++式中 A 1—电机车最大宽度，A 1=1350mm ；

m 1一电机车距管子安全距离取m 1=200 mm ；

故：h3≥1800+900+200－／21002 －（1350/2+200+259/2+585）2 =1528㎜

因是架线电机车运输巷，故按上述要求即可确定h 3，不必再用其它要求计算。

综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h 3＝1800mm ，

道渣面高度为h b 200㎜。则巷道净高度：

H=h3-h b+h0=1800－200＋2100=3700㎜

(四)确定巷道净断面积S和净周长P

S=B×h2+3.14×h02/2

式中B—巷道净宽，由上面计算得知，B=4200㎜=4.2m;

h2—渣面以上巷道壁高，h2= h3-h b =1800-200=1600㎜=1.6m;

h0--巷道拱高，由上面计算得知，h0=2100㎜=2.1m;

故S=B×h2+3.14×h02÷2

=4.2×1.6＋3.14×2.12÷2

=13.6m2

净周长： P=3.14×B÷2＋B＋ 2h2

=3.14×4.2÷2＋4.2＋2×1.6=14m

(五)用风速校核巷道净断面积

用风速对断面进行校核：

查《井巷工程》表3－10，知V m＝8m/s；查设计规范V m=6m/s，已知通过大巷风量Q=42m3/s，代入下式得：

V=Q/S=42÷13.6=3.10＜6m/s＜8m/s

设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。

(六)选则支护参数

本巷道采用砼喷支护，根据巷道净宽 4.2m、穿过中等稳定岩层即属III类围岩、服务年限大于10年等条件，查《井巷工程》表4－10（a）得砼喷支护参数：

喷射混凝土层厚T1=120mm。

(七)选择道床参数

根据本巷道通过的运输设备，己选用24kg/m钢轨，其道床参数h c、h b、分别为360㎜和200㎜，渣面至轨顶高度h a＝h c-h b=360-200=160㎜。采用钢筋混凝土轨枕。

(八)确定巷道掘进断面尺寸

由《井巷工程》表3－6计算公式得：

巷道设计掘进宽度B1=B+2T＝4200+2×120＝4440mm

巷道计算掘进宽度B2＝B1+2δ＝4440+2×75=4590mm

巷道设计掘进高度 H1＝H+h b+T＝3700+200+120＝4020mm

巷道计算掘进高度H2＝H1十δ＝4020＋75＝4095mm

巷道设计掘进断面积：

S1= B1×h3＋3.14×（B1÷2）2÷2

=4.44×1.8+3.14×（4.44÷2）2÷2

=15.68㎡

巷道计算掘进断面积：

S2= B2×h3＋3.14×（B2÷2）2÷2

=4.59×1.8+3.14×(4.59÷2)2÷2

=16.5㎡

三、布置巷道内水沟和管线

已知通过本巷道的水量为180m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查《井巷工程》表3－14得：水沟深500mm、水沟宽500mm，水沟净断面