巷道断面及爆破设计

巷道断面及爆破设计

设计：

设计课题

某煤矿，年设计生产能力1.2Mt，低瓦斯矿井，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=4～6，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。该巷道采用锚喷支护，锚杆型号为Φ18×1600mm，间排距为1000 ×1000mm，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说明书。

一、选择巷道断面形状

年产1.2Mt矿井的第一水平运输大巷，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，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，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《煤矿安全规程》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h0

半圆拱形巷道拱高h0＝B/2＝4200／2=2100mm。半圆拱半径R ＝h0=2100mm。

(三)确定巷道壁高h3

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=h 3-h b +h 0=1800－200＋2100=3700㎜

(四)确定巷道净断面积S 和净周长P

S=B ×h 2+3.14×h 02/2

式中B —巷道净宽，由上面计算得知，B=4200㎜=4.2m;

h 2—渣面以上巷道壁高，h 2= h 3-h b =1800-200=1600㎜=1.6m;

h 0--巷道拱高，由上面计算得知，h 0=2100㎜=2.1m;

故 S=B ×h 2+3.14×h 02÷2

=4.2×1.6＋3.14×2.12÷2

=13.6m 2

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

本巷道采用锚网喷支护，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）结合本人多年煤矿实际经验得锚喷支护参数：

锚杆采用Φ18×1600mm螺纹钢锚杆，使用一卷K2333和一卷Z2360树脂药卷全长锚固，锚杆间排距：1000×1000mm；顶板破碎时，可以缩小顶锚杆的间排距。

喷射混凝土层厚T1=120mm，而锚杆露出长度T2＝50mm，故支护厚度T＝T l＝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