《井巷工程》课程设计必备指导书
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井巷及隧道工程课程设计指导书第一部分:巷道断面施工图设计(一)选择巷道断面形状:作用在巷道上的地压和方向在选择巷道断面形状中起主要作用,巷道断面内管线布置的方便性、巷道用途及服务年限、支护材料与方式、巷道施工方法、通风阻力等因素也影响巷道断面形状的选择;(二)选择巷道断面参数1)巷道净宽度确定。
根据年产量,查《井巷工程》(赵兴东主编,以下表都是该教材中的表格)表1-7、1-1确定电机车型号、轨距,并选定矿车型号。
这些轨距都应该一致。
双轨时,按公式1-1计算换算2运输设备间的间隙。
计算巷道的净宽。
2)巷道拱高度确定。
根据公式1-2、至1-7,分别计算巷道净高度及所选择的拱形的高度,并确定拱形的画图尺寸。
3)轨道参数确定。
根据采用的运输设备,查表1-7、1-8,选择钢轨类型,按图1-6计算道床结构参数4)确定墙高。
分别按架线要求、行人要求和管路要求确定墙高。
参考P17-18。
(三)验算风速v=Q/S净巷道通过的风速要小于许可风速,见表1-10。
(四)选择支护类型及参数根据表7-25等选择巷道的支护类型及参数。
(五)确定水沟参数根据图1-8和涌水量要求,参考P18计算水沟断面尺寸,要满足P14的坡度规定。
(六)确定巷道掘进断面尺寸参考P18计算巷道掘进断面尺寸及工程量。
(七)编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗量表。
(八)绘制巷道断面施工图(1︰50)类似下图,绘制巷道断面施工图第二部分巷道施工技术措施(一)钻眼爆破工作1.选择钻眼机具:选择凿岩方式、台车或凿岩机型号,选择钎子的规格、钎头的形状和直径;确定工作面同时工作的凿岩机数量;(列表说明所选用机具的技术特征)。
一般2.5m(宽)×3m(高)及其以下的巷道,选择7655凿岩机2台;2.8~4.0m(宽)×3.5~5.0m(高)的巷道,选择7655凿岩机3台;比此更宽大的巷道,可能选择2机头或者3机头的凿岩台车,或者几台凿岩台车。
井巷工程课程设计说明书学生姓名:专业班级:学号:学院:指导教师:年月日目录1. 设计的目的 (1)2. 设计的条件 (1)2.1地质条件 (1)2.2生产能力及服务年限 (1)2.3井筒装备 (1)2.4运输设备及装备 (1)3. 设计内容 (1)3.1主井的设计 (1)3.2副井的设计 (8)3.3石门的设计 (13)3.4施工组织设计 (19)3.5管理制度 (27)4. 参考文献 (29)1. 设计的目的本课程设计是 “井巷工程”课教学的重要环节,通过本设计,使学生熟悉设计的程序和方法,培养学生独立分析和解决问题的能力,为毕业设计打下基础。
2. 设计的条件 2.1 地质条件矿山第一水平石门大巷所通过岩层的普氏系数24f =~,为稳定性较差岩层,涌水量3360/m h ,风量360m s / 。
主井与副井所通过岩层46f =~,中等稳定,风量均按380 m s /考虑。
该矿井属于低瓦斯井。
2.2 生产能力及服务年限矿山年产量120万t ,其第一水平服务年限20a 。
2.3 井筒装备主井为双箕斗井,箕斗容积32.5m ,型号为 2.55.5FJD ()型。
主井内铺设300mm Φ排水管2条,并设有梯子间。
副井为双罐笼井,采用3#单层罐笼( 2.2YJGG -型)。
副井内铺设有200mm Φ供风管2条,100mm Φ供水管1条,2条动力电缆,3条照明和通讯电缆,设有梯子间。
2.4 运输设备及装备石门运输巷为双轨运输大巷,内设水沟,铺设有供风管2条,80mm Φ,供水管1条,动力电缆1条,照明和通讯电缆3条。
电机车型号:10600550ZK -/; 矿车型号: 1.26YCC ()。
3. 设计内容根据已知条件设计主、副井井筒和石门运输巷道。
3.1 主井的设计(1)选择井筒断面形状:根据条件:设计服务年限20a ,主井与副井所通过岩层中等稳定。
而根据文献[1]可知:圆形断面具有服务年限长,承受地压性能好,通风阻力小、维护费用少以及便于施工等优点,故选择圆形作为井筒断面形状;另外,由于主井所通过的岩层为中等稳定,需要考虑支护,这里选用被广泛采用的整体灌注混凝土支护,据文献[2]可知其具有强度较高,便于机械化施工的优点;(2)选择罐道形式及材料:罐道是提升容器在井筒中运行的导向装置,它必须具有一定的强度和刚度,以减小提升容器的摆动。
井巷工程课程设计说明书 The final edition was revised on December 14th, 2020.目录目录 (1)第一部分掘进技术设计第一章巷道断面及支护支架第一节选择巷道断面形状 (3)第二节巷道断面尺寸的确定 (3)第三节风速校核巷道净断面积 (4)第四节选择支护参数 (4)第五节选择道床参数 (4)第六节巷道水沟尺寸选择及管线布置 (4)第七节确定巷道掘进断面积 (4)第八节道岔参数计算 (5)第二章巷道施工方法第一节施工方法的选择 (5)第二节施工程序 (5)第三章巷道掘进通风第一节确定通风方式 (7)第二节掘进通风设备选择 (7)第四章装岩与调车第一节装岩工作 (8)第二节调车工作 (8)第五章巷道支护第一节确定永久支护材料、结构型式、规格和质量的要求 (8)第二节永久支架架设方法及施工组织措施 (8)第三节计算永久支护每米巷道材料消耗 (8)第六章掘进期间辅助工作第一节临时支架工序的时间安排和安全措施 (8)第二节轨道及管路(压风管、水管、风筒)接长的时间安排 (9)第三节简述压气供应和工作面排水方式 (9)第四节掘进测量工作 (9)第七章掘进循环图表的编制第一节选择合理的施工作业方式和循环方式 (9)第二节确定循环进尺 (9)第三节确定各工序和循环时间 (10)第四节编制循环图表及综合工作队组成、人员配备 (10)第八章巷道掘进第一节主要技术指标第二节主要经济指标第二部份图表(见附图)1.主石门工作面炮眼布置图2.交岔点平面图3.主石门断面图4.运输大巷断面图5.交岔点最大宽度断面图6.曲线段巷道断面图某煤矿年设计能力为,为高瓦斯矿井,采用中央分列式通风,其最大涌水量为320m3/h。
通过该矿第一水平(东、西)两翼运输大巷的涌量分别为140m3/h和200m3/h,主石门与运输大巷穿过的岩层为(稳定性较好)岩层,岩石的坚固系数(f=4~6),主石门的通风量为34m3/s,(东、西)两翼运输大巷通风量为17m3/s。
前言《井巷工程》课程设计是学习采矿工程专业的重要技能。
课程设计的目的在于通过设计巩固和加深,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巷道施工之中问题的能力和掌握巷道设计中的基本方法和基本能力,并初步结合生产实际锻炼,解决在生产上所得到的实际问题,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。
依据:设计巷道断面且接作为井下巷道施工依据,也是进行井巷工程预算的依据。
容:根据所给的初始条件,选择适当的断面形状及相适应的支护方式。
其次根据巷道过的设备尺寸和支护参数等确定净x面积尺寸,并计算x井工程量。
然后x量水沟和管缆。
最后绘制断面施工图,编制巷道特征表和材料消耗表。
要求:在满足安全生产和施工要求的条件下,力求提高断面的利用率,取得最佳经济效果,严格按照有关规定进行设计。
目录前言 (1)设计原始条件 (1)第一部分:巷道断面施工图设计 (2)1.1选择断面形状 (2)1.2选择巷道断面尺寸 (2)1.2.1净宽确定(B0) (2)1.2.2净高确定 (2)1.2.3确定巷道净断面积S和净周长P. (4)1.3验算风速 (4)1.4确定水沟参数及管线布置 (4)1.4.2管线布置 (5)1.5选择支护类型及参数(见2.4节) (5)1.6确定巷道推进断面尺寸 (5)1.7编制巷道断面特征和每米巷道材料消耗表见表1-1、1-2 (6)1.8绘制巷道断面施工图(见大图) (6)2.1钻眼爆破工作 (7)2.1.1选择钻眼机具 (7)2.1.2选择爆破器材 (7)2.1.3确定爆破参数 (8)2.1.4钻眼爆破工作组织 (9)2.1.5钻眼爆破工作的技术要求及安全措施 (11)2.2巷道推进的通风工作 (12)2.2.1确定通风方式 (12)2.2.2选择局扇和风筒 (12)2.2.3通风设备的布置 (13)2.2.4通风管理工作 (13)2.3装岩工作 (13)2.3.1每一循环出钎量(实体) (13)2.3.2装岩机型号和数量的确定 (14)2.3.3确定巷道调平和运输方式 (14)2.3.4装岩机与调平设备在巷道中的布置 (14)2.4支护工作 (14)2.4.1临时支护方式的确定及施工 (14)2.4.2巷道永久支护 (15)2.5巷道掘进的辅助工作 (16)2.5.1工作面压风和水的供应 (16)2.5.2工作面排水 (16)2.5.3工作面供电 (17)2.5.4工作面测量工作 (17)2.5.5其他辅助工作 (17)2.6编制巷道施工循环图表 (17)2.6.1确定循环作业方式 (17)2.6.2确定一循环各工序的工作量 (18)2.6.3确定一循环各工序所需时间 (18)2.6.4编制循环图表 (19)2.7施工劳动组织 (19)2.8人员配备和分工 (20)2.9技术经济指标 (20)参考文献 (21)致 (21)设计原始条件1.巷道用途:双轨水平运输大巷2.设备:ZK7-6/250架线式电机车,YGC2(6)矿车(固定式车厢)3.年产量30万吨4.最大涌水量400m3/h5.通过巷道风量30m3/h6.巷道尺度500m7.围岩类别:V类第一部分:巷道断面施工图设计1.1选择断面形状作为主要水平运输大巷,一般服务年限在10年以上,采用双轨铁路运输,某净宽在3m以上,又巷道有多条管线布置,而且穿过围岩为V类岩石,极长稳定,对支护要求较高,综合多种因素的影响。
1.设计的目的本课程设计是“井巷工程”课教学的重要环节,通过本设计,使学生熟悉设计的程序和方法,培养学生独立分析和解决问题的能力,为毕业设计打下基础。
2.设计条件及服务年限2.1地质条件矿山第一水平石门大巷所通过岩层的普氏系数f=2~4,为稳定性较差岩层,涌水量400m3/h ,风量60m3/s 。
主井与副井所通过岩层f=4~6,中等稳定,风量均按80 m3/s考虑。
该矿井属于低瓦斯井。
2.2生产能力及服务年限矿山年产量200万t,其第一水平服务年限30a。
2.3井筒装备主井为双箕斗井,箕斗容积2.5m3,型号为FJD2.5(5.5)型。
主井内铺设Φ300mm排水管2条,并设有梯子间。
副井为双罐笼井,采用3#单层罐笼(YJGG-2.2型)。
副井内铺设有Φ200mm 供风管2条,Φ100mm供水管1条,2条动力电缆,3条照明和通讯电缆,设有梯子间。
2.4运输设备及装备石门运输巷为双轨运输大巷,内设水沟,铺设有供风管2条,Φ80mm供水管1条,动力电缆1条,照明和通讯电缆3条。
电机车型号:ZK14-9/550;矿车型号:MG1.7-9。
3.主井3.1选择井筒断面形状选圆形,因为圆形断面受力条件好,通风阻力小,并且符合当代施工工艺,便于施工支护,适用于井筒服务年限大于15年的矿山,该矿服务年限较长,故选用圆形井筒。
3.2选择罐道形式及材料:选用槽钢组合罐道,材料为18号槽钢,其断面尺寸为200mm×200mm。
(书308)主罐梁选用28a号工字钢,其高×宽=280mm×122mm;次罐梁为20a工字钢,其高×宽=200mm×100mm;梯子梁主梁选20a工字钢,高×宽=200mm×100mm;梯子小梁选用14号工字钢,高×宽=140mm×80mm。
(手册3表附-6-1)3.3确定净断面尺寸:1)箕斗布置及其相应尺寸,mm箕斗型号:FJD2.5(5.5),其最大外形尺寸:长×宽×高=1236mm×1452mm×4831mm002L m h b =++1()2x L A =+ 式中: L —─箕斗两侧罐道梁中心线间的距离0m —─箕斗两罐道间的间距;一般情况下0m =A+2c=1452+2×62=1576A —─箕斗的宽度;取A =1452a —─罐道宽度;取a=62(设计3,1149页) h —─罐道的高度;根据型号取 h=2000b —─同一根罐道梁双侧安装罐道时,两罐道底面的间距,等于罐道梁的宽度加上两垫板的厚度t 。
湖南安全技术职业学院课程设计题目:四矿±0水平运输大巷直线段掘进工程设计学生姓名:专业班级:指导老师:系主任:评阅人:2015年6月目录0绪言 00.1主要设计条件 00.2设计内容 00.3任务目的和意义 (1)0.4 设计思路 (1)0.5 设计成果 .................................................. 错误!未定义书签。
1 水平运输大巷直线段断面设计 (2)1.1 确定巷道断面形状 (2)1.2 确定巷道净断面尺寸 (2)1.2.1巷道净宽的确定 (2)1.2.2 巷道净高度的确定 (5)1.2.3 计算巷道的净断面积 (6)1.2.4 巷道风速演算 (6)1.3 计算巷道设计掘进断面积和计算掘进断面积 (7)1.3.1 巷道支护设计 (7)1.3.2 道床参数的选择 (7)1.3.3 断面面积计算 (7)1.4 巷道断面内水沟设计和管线布置 (8)1.4.1 水沟设计 (8)1.4.2 管线布置 (8)1.5 巷道特征与材料消耗表 (8)2 运输大巷爆破工艺设计 (9)2.1 钻眼爆破 (9)2.1.1 凿岩设备和工器具的选择 (9)2.1.2 掏槽方式的选择 (9)2.1.3 爆破参数的选择 (9)2.1.4 炮眼间距与装药系数 (18)2.2 爆破说明书和爆破图表的编制 (18)2.2.1 爆破说明书的编制 (18)2.2.2 绘制爆破作业图表 (19)3 水平运输大巷施工工艺设计 (21)3.1 巷道掘进必须坚持正规循环作业 (21)3.2 编制循环作业图表 (21)3.2.1 确定掘进队的工作制度 (21)3.2.2 确定作业方式,循环方式和循环进尺 (21)3.2.3 确定各工序循环进尺循环作业时间 (22)3.2.4 掘进队组织形式和人员配备 (24)3.2.6 掘进队机械设备和工器具配备 (25)3.2.7 编制循环作业图表 (26)参考文献 ............................................................. 错误!未定义书签。
《井巷工程》课程设计说明书姓名李志魁学号120120201158专业班级采矿工程2班指导教师张晓光目录1、设计的目的及设计任务 (2)2、课题 (2)3、选择巷道断面形状 (2)4、确定巷道净断面尺寸 (3)4.1确定巷道净宽度B (3)4.2确定巷道拱高h0 (3)4.3确定巷道壁高h3 (3)4.3.1按架线式电机车导电弓子要求确定h3 (3)4.3.2按管道装设要求确定h3 (4)4.3.3按人行高度要求确定h3 (5)4.4确定巷道净断面积S和净周长P (5)4.5用风速校核巷道净断面积 (5)4.6选择支护参数 (6)4.7选择道床参数 (6)4.8确定巷道掘进断面尺寸 (6)5、布置巷道内水沟和管缆 (7)6、计算巷道掘进工程量及材料消耗量 (7)7、附录 (9)8、总结 (10)参考文献 (12)1、设计的目的及设计任务本课程设计是《井巷工程》课学习的重要一环节,是我们对该课程所学的基础知识、基本理论及方法全面系统的掌握,并进行井巷设计和施工设计;在设计过程中通过利用各种工具书及参考文献资料,以团队协作的来解决相关问题。
提高我们独立思考、认真处事、相互交流、合理解决设计中出现问题的能力,使我们对《井巷工程》课有更深层次的学习和掌握,对所学的知识和技能达到学以致用的目的。
2、课题某煤矿设计生产能力为2.4Mt/a,高瓦斯矿井,中央分列式通风。
井下最大涌水量450m³/h,通过第二生产水平东运输大巷的涌水量为170m³/h,通过的风量为80m³/s。
采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引5.0t底卸式矿车运输。
巷道内敷设一趟Φ200mm的压气管(法兰盘Φ335mm),一趟Φ100mm的供水管。
大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩,主要以泥岩为主(f=5)。
试设计双轨直线巷道断面,采用半圆拱型断面。
3、选择巷道断面形状因该矿年产240万t矿井第二水平运输大巷,一般服务年限在30年以上,采用900mm轨距双轨运输大巷,其净宽在4m以上,又穿过砂岩、泥岩,主要以f=5的泥岩为主,故应选用锚喷支护。
井巷工程实验指导书实验一岩石巷道炮掘参数确定一、实验目的1、通过课程实验,更加深对该课程教学内容的理解,培养学生的实践动手能力。
该实验要求学生理解掏槽眼作用及原理,了解各类掏槽方法及特点;重点掌握巷道掘进中各类炮眼位置、作用及布置,并了解电爆网络的联接方法及巷道掘进的施工过程;2、掌握钻眼爆破的基本原理,并初步具有选择爆破参数和支护参数能力;3、掌握根据巷道用途、围岩性质等进行巷道掘进设计的方法;4、了解机械化掘进及生产线;5、掌握各类掘进方法的应用条件及掘进效果。
二.实验模型及用具1、岩巷、煤巷、半煤岩巷炮眼布置光电模型;2、电爆网络连接方式模型图;3、现代化矿井声光电模型;三.实验过程1、演示并说明岩巷、煤巷、半煤岩巷中各类炮眼布置及特点,重点说明掏槽眼的布置及各类炮眼的作用;2、用模型图说明电爆网络连接方式。
重点说明各类连接方式的特点及操作过程;重点说明三种并联方式及各自特点、区别;重点说明两种混联的组成及连接过程。
3、针对电控模型说明掘进机的截割过程、掘进特点、机械化掘进生产线的组成、生产过程、机械化掘进的应用条件;四、实验结果1 绘制炮掘工作面各类炮眼布置三视图;2 绘制三类电爆网络连接方式示意图(共七种);3 绘图说明机械化掘进生产作业线的组成。
制订人:刘过兵审核人:田多批准人:王玉怀 2007年9月实验二凿岩机的使用一、实验目的1、掌握凿岩机的分类情况及适用条件;2、掌握凿岩机的工作原理;3、掌握凿岩机的使用技术4、掌握凿岩机使用注意事项二、实验仪器及用具风动凿岩机三、实验内容1、结合凿岩机实物,讲解凿岩机的分类及其适用条件。
2、结合凿岩机实物,分析凿岩机的工作原理。
3、风动凿岩机的使用技术。
4、使用凿岩机的注意事项。
四、实验结果1、凿岩机的分类情况及适用条件?2、风动凿岩机的工作原理?3、风动凿岩机的使用技术及注意事项?制订人:刘过兵审核人:田多批准人:王玉怀 2007年9月。
《井巷工程》课程设计辅导资料第一章运输大巷直线段断面设计一、巷道断面设计内容和步骤巷道净宽、净高设计——巷道净断面积计算——风速验算——支护参数的确定——轨道型号和道床参数的选择——巷道设计掘进面积和计算掘进面积的,py计算——水沟布置及水沟断面设计——巷道断面管线布置——绘制巷道断面图——编制巷道断面特征表和每米巷道工程量表。
二、巷道断面设计示例计算过程详见教材P76~80.第二章设计巷道掘进爆破说明书一、爆破说明书内容1、爆破原始资料(原始条件)井巷名称、用途、位置、断面形状和尺寸、岩层性质、地质条件以及瓦斯情况等;2、选用的钻眼爆破器材包括炸药、雷管的品种、凿岩机具的型号、性能等;3、爆破参数的计算选择包括掏槽方法、炮眼的直径、深度、数目、单位消耗量;4、爆破网路的设计和计算;5、安全措施。
爆破说明书的内容要符合《煤矿安全规程》第三百一十七条的规定:1、炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸,炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号,并用正面图、平面图和剖面图表示。
2、炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度,使用炸药、雷管的品种,装药量、封泥长度、连线方法和起爆顺序。
3、必须编入采掘作业规程,并及时修改补充。
爆破工必须依照说明书进行爆破作业。
二、爆破图表的编制1、表一:爆破原始条件雷管:应注明采用毫秒电雷管;炸药应采用乳化炸药(Φ34、长180mm、重200克)2、表二:装药及起爆顺序(1)表格增加“合计”一栏,填写炮眼总数、炮眼总长度和总装药量三项内容。
(2)根据规程要求,锚喷巷道必须采用光面爆破,周边眼装药结构建议采用单段空气柱装药,在表格中应体现出来。
3、表三:预期爆破效果(1)炮眼利用率:循环进尺÷炮眼平均长度×100%;(2)每循环爆破实体岩石 = 巷道设计掘进断面积×循环进尺;(3)单位炸药消耗量:炸药总消耗量÷每循环爆破实体岩石;炸药消耗量(q)不得超过炸药消耗定额。
矿山安全技术与监察专业《井巷工程》课程设计指导书入学文化:高中学制:三年周数:一周湖南安全技术职业学院安全技术系二0一一年十二月井巷工程课程设计是在《井巷工程》课程结束后进行的一个实践性教学环节,是对一次综合性专业设计训练。
通过课程设计可对《井巷工程》及相关课程所学内容进行融会贯通,使所学知识得到进一步巩固和加强,培养学生在设计方案选择、设计计算、工程绘图、文献查阅、运用有关施工标准和规范等方面的基本技能,同时提高独立分析问题和解决问题的能力。
第一章设计条件与任务一、设计条件1.共计五个矿,均为煤矿,年生产能力分别为:一矿30万吨、二矿45万、三矿60万吨、四矿90万吨,五矿12万吨;2.瓦斯等级,均属于高瓦斯矿井,采用中央分列式通风;3.地质情况,巷道周围100米内无大断层;井下每小时最大涌水量为:一矿200m3、二矿300 m3、三矿240 m3、四矿350 m3、五矿150 m3;岩石坚固系数为:一矿f=4-5、二矿f=6-8、三矿f=7-9、四矿f=6-7、五矿f=9-10;4.主要运输设备,各矿采用ZK7-6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输;5.通风情况,各矿设计巷道要求每秒通过风量分别为:一矿25m3、二矿30 m3、三矿40 m3、四矿50 m3、五矿20 m3;巷道内敷设一趟200毫米的压风管和一趟100毫米的水管;5采用“三八”作业制。
二、分组方法学号为1-10的学生设计一矿;学号为11-20的学生设计二矿;学号为21-30的学生设计三矿;学号为31-40的学生设计四矿;学号为41-55的学生设计五矿。
三、设计题目**矿水平运输大巷直线段掘进施工设计四、设计任务(1)设计水平运输大巷直线段的断面;(2)设计运输大巷爆破方案;(3)选择运输大巷支护方案。
根据设计任务书给定的基本条件,用简洁的文字进行总结叙述。
第二章井巷断面形设计巷道断面设计,主要是选择巷道断面形状和确定尺寸大小,它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。
设计出的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据,也是进行井巷工程概预算的依据。
因此,巷道断面设计合理与否,直接影响煤矿生产的安全和经济效益。
巷道断面设计的基本原则是:在满足安全和使用要求的条件下,力求提高断面利用率,缩小断面,降低造价,便于快速施工。
巷道断面形状按其轮廓线可分为折边形和曲边形两类。
前者如矩形、梯形和不规则形;后者如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形、顶底拱形、椭圆形和圆形等,如图所示。
巷道断面形状的选择,主要取决于下列因素:(1) 巷道穿过岩层的性质,矿压的大小和方向;(2) 巷道的服务年限和用途;(3) 支护方式和支护材料。
这三个因素之间是互相联系的,通常是根据前两个因素选择出支护和支架材料以后,就能得出巷道断面的形状。
在稳定或中等稳定、地压较大的岩层中,开掘断面小、服务年限不长的巷道,选用木支架,或服务年限较长,用工字钢或π形支架支护的巷道,多采用梯形或矩形断面。
在不稳定、地压大的岩层中,或服务年限长而用混凝土、砖或金属支架支护时,巷道多采用拱形断面;当围岩特别松软、底鼓严重时,则常采用带底拱的封闭拱形、椭圆形或圆形断面。
当巷道通过薄煤层时,为了保护顶板岩层的完整和便于开掘,巷道断面的形状常采用不规则形,如半梯形、半拱形等。
采用锚喷支护的巷道,断面形状选择较灵活,此时主要考虑巷道的服务年限和地压大小;采用综合掘进机掘进的巷道,其巷道断面形状由破岩机构决定。
巷道断面形状确定以后,就要确定巷道的断面尺寸。
巷道断面尺寸是根据通过巷道中运输设备的类型和数量、运行速度、轨道数目、支护材料及结构形式和各种安全间隙等来确定的。
最后,还必须用通过该巷道的风量来校验,应满足通风要求。
第三章井巷断面尺寸计算确定(包括设备选型)主要任务是井巷净断面的选择确定、井巷断面积计算与校核、井巷支护的选择与确定、道床、罐道参数确定、井巷掘进尺寸计算与确定、井巷水沟、管缆布置及其他计算一、巷道净宽度的确定拱形巷道的净宽度是指直壁内侧的水平距离。
对梯形巷道,当其内设置运输机械或者通行矿车、电机车时,净宽度是指运输设备顶面的巷道宽度;当巷道内不设置也不通行运输设备时,则净宽度是指其净高1/2处的水平距离。
二、巷道净高度的确定巷道净高度必须保证车辆运行的安全和行人的方便。
《煤矿安全规程》规定:主要运输巷道和主要风道净高(架线式电机车运输巷道除外),自轨面起不得小于2.0 m,采区(包括盘区)内的上下山和平巷的净高不得小于2.0 m,薄煤层内不得小于1.8 m。
架空线的悬挂高度,自轨面起不得小于下列规定:有行人的巷道内、车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方为2.0 m;不行人的巷道内为1.8 m;在井底车场内,从井底到乘人车场为2.2 m。
三、风量演算井下在用巷道都要通风,当通过巷道的风量按需要确定后,巷道断面越小,风速就越大。
风速过大,不仅会扬起煤尘,影响工人健康和降低生产效率,而且易引起煤尘爆炸事故。
为此,《煤矿安全规程》规定了各种用途巷道允许通过的最大风速用风速验算巷道断面尺寸的公式如下:v=QS≤[v](5-1)式中v——巷道通过的风速,m/s;Q——通过巷道的风量,m3/s;S——巷道净断面面积,m2;[v]——巷道允许通过的最大风速,m/s。
第四章爆破设计一、凿岩爆破(1)凿岩设备和工具的选择;(2)炮眼布置和爆破参数的选择设计:炮孔布置方式、最小抵抗线、孔底距、孔口距、排距、炮孔倾角、炮孔直径和深度、崩矿层的厚度;计算一次崩落量和每米炮孔的崩落量;(3)根据凿岩机的凿岩台效,确定工作面的凿岩时间和所需要的凿岩机台数;(4)炸药的选择,单位炸药消耗量的决定,装药量的计算,装药设备的选择,装药方法,起爆器材和起爆方法,爆破网路的设计计算;二、通风(1)通风系统、线路、方式和制度;(2)防尘措施;(3)风量计算和通风时间。
三、出渣与运搬(1)出渣设备和运搬设备的选择;(2)出渣管理和制度;(3)二次爆破方法;(4)确定出渣设备台效和工作面出渣时间。
四、地压管理巷道支护材料和方式,支护厚度等的详细计算。
五、作业循环(1)简要说明所采用的掘进工作队形式和人员组成。
(2)根据前面的计算,编制完成一个掘进作业循环的图表,计算一个掘进循环的时间,计算掘进效率。
掘进循环图按下表方式编制。
第五章循环图表的编制循环图表的编制,就是要将一个循环中各个工序的工作持续时间和其相互在时间上的衔接关系用图表的形式表示出来,以指导巷道施工。
一、合理选择施工作业方式和循环方式首先应根据设计的巷道断面和地质条件、施工任务以及施工技术水平和设备等因素,选择并确定巷道施工的作业方式。
在我国目前条件下,应尽可能采用一次成巷多工序平行作业,但随着掘进机械化水平的提高,以钻眼和装运岩石为主要工序的顺序作业也应予以考虑。
循环方式,一般条件下可采用每班一个循环或每班2~3循环,若断面大、地质条件差的巷道,亦可实行一日一循环。
施工中应尽量做到小班循环次数为整数,即一个循环不要跨班(日)完成,否则易造成工序之间互不衔接,施工管理困难,这对实现正规循环作业是不利的。
因此,当求得的小班循环次数非整数时,应调整为整数。
调整方法应以尽量提高工效和缩短辅助作业时间为原则。
关于工作制度,目前我国煤矿多数都采用“三八”作业制,但有的煤矿在组织岩巷快速施工时,因劳动强度大,辅助工作量多,也常采用“四八交叉”作业制,这种作业制度对提高劳动生产率、加快掘进速度是有利的。
二、确定循环进尺掘进循环进尺与掘进循环次数是密切相关、互相制约的。
只要循环进尺确定了,则每个循环的工作量也就确定了,同时也就确定了每个循环所需的时间,从而可求得每小班的循环次数。
但是,循环进尺决定于炮眼深度,因此还必须根据钻眼爆破效果的合理性来确定。
根据我国目前的钻眼爆破技术条件,一般以1.5~2.0 m的炮眼深度较为合理。
当然,随着高效率凿岩机和爆破器材的应用,可进一步采用2.5~3.0 m 的中深孔爆破,这对提高掘进速度更为有利。
三、确定各工序和循环时间当确定了炮眼深度,也就知道了各主要掘进工序的工作量,然后可根据设备情况、工作定额(或实测数据)计算各工序所需要的作业时间。
在所需的全部作业时间中,扣除能够与其他工序平行作业的时间,便是一个循环所需要的时间,即T=T1+T2+(t1+t2)+T3+T4一般情况下,交接班时间T1为20 min;爆破通风时间T4为15~20 min。
装药联线时间T3与炮眼数目和同时参加装药联线的工人组数有关,即T3=N tA (11-3)式中N——工作面炮眼总数;t——一个炮眼装药所需时间;A——在工作面同时装药的小组数。
钻眼时间:t1+t2=NLmv(11-4)式中L——炮眼平均长度,m;m——同时工作的凿岩机台数;v——凿岩机的实际平均钻速,m/h。
装岩时间:T2=SLη·sin αnP(11-5)式中S——巷道掘进断面积,m2;η——炮眼利用率,一般为0.8~0.9;P——装载机实际生产率(指实体岩石);n——同时工作的装载机台数;α——炮眼的平均倾角。
将以上各式代入式(11-2)得:T=T1+T2+t2+T3+T4=T1+T2+(t1+t2)+T3+T4=T1+SLη·sin αnP+NLmv+NtA+T4(11-6)在实际工作中,为了防止难以预见的事故及短时间停工而打乱循环,应考虑留有10%的备用时间,故循环时间为T=1.1(T1+SLη·sin αnP+NLmv+NtA+T4) (11-7)从式(11-7)还可以看出,如先确定循环时间,也可以求出相应的平均炮眼深度。
即L=0.9T-(T1+NtA+T4)Nmv+Sη·sin αnP(11-8)平均炮眼深度为L1=L·sin α·m(11-9)通过以上的计算及初步确定的数据,即可着手编制循环图表。
编制出来的循环图表还要在实践中进一步检验修改,使之不断完善,才能真正起到指导施工的作用掘进工作面循环图表第六章支护方案选择与设计一、木支架巷道中常用的木支架是梯形支架,由顶梁、棚腿和背板、木楔等组成,其结构如图10-1所示。
顶梁承受顶板岩石给它的垂直压力和由棚腿传来的水平压力,为压弯构件。
棚腿承受顶梁传给它的轴向压力和侧帮岩石给它的横向压力,也是压弯构件。
背板将岩石压力均匀地传给主要构件梁与腿上,并能阻挡岩石垮落。
根据围岩的稳定程度,背板可密集或间隔布置。
木楔的作用是使支架与围岩紧固在一起,防止爆破崩倒支架,木楔应向工作面方向打紧。
撑柱的作用是加强支架在巷道轴线方向上的稳定性。
二、金属支架金属支架常用11~16号矿用工字钢或18~24 kg/m钢轨制成。
其结构和梁、腿结合形式如图10-3所示。