1、河南工程學院井巷工程課程設計某煤礦第二水平東運輸大巷斷面及爆破設計學生姓名： 王雋龍 學生學號： 2013101042 學 院： 安全工程學院 專業(yè)班級： 安全工程1342班 專業(yè)課程： 井巷工程 指導教師： 2015年 12 月 24 日井巷工程課程設計任務書題目：某煤礦年設計生產(chǎn)能力90萬t噸，為瓦斯礦井，采用立井多水平開拓方式，采用中央分列式通風，井下最大涌水量為360m3/h。第二水平東運輸大巷長度1200m，服務年限為25年；通過的流水量為150m/h ，風量為34m/S；采用ZK106/250電機車牽引1.5 t礦車運輸。巷道內(nèi)鋪設一趟直徑為150mm的壓氣管和一趟直徑為80mm的

2、供水管。設計的大巷穿過中等穩(wěn)定巖層，巖石堅固性系數(shù)=46。該礦實行“三八”工作制，計劃月進尺120m，每月實際工作30d，實行掘支平行作業(yè)，每一掘進班完成一個循環(huán)。預計正規(guī)循環(huán)率為0.9，炮眼利用率為0.9。設計內(nèi)容：1、選擇合適的巷道斷面形狀。2、設計雙軌直線段的巷道斷面。確定巷道凈寬、拱高、墻高、凈斷面面積、凈周長，并進行風速校核。選擇合適的支護方式，確定支護參數(shù)。最后確定巷道的掘進斷面尺寸。3、布置巷道內(nèi)水溝和管線。4、計算巷道掘進工程量和材料消耗量。5、繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道掘進工程量和材料消耗表。6、根據(jù)設計的斷面圖，編制爆破作業(yè)圖表。包括爆破原始條件，三個方向

3、的炮眼布置圖、裝藥量及起爆順序、預期爆破效果。設計要求：1、在規(guī)定的時間內(nèi)認真、獨立地完成計算、繪圖、編寫說明書等全部工作。作到分析論證清楚、論據(jù)確鑿，并積極采用切實可行的先進技術，力爭使設計成果達到較高水平。2、要通過計算確定的，必須有必要的計算步驟和過程。要參照有關規(guī)范和經(jīng)驗確定的，請說明確定理由。設計參照依據(jù)：煤礦安全規(guī)程、煤礦井巷工程質(zhì)量驗收規(guī)范、煤礦巷道斷面和交岔點設計規(guī)范、煤礦礦井采礦設計手冊、井巷工程等。3、說明書用A4紙打印，要求內(nèi)容完整，格式符合安全工程學院井巷工程課程設計撰寫模板。圖紙繪制用CAD，繪圖比例用1：50，紙型為A4。圖紙格式要求按示例一，示例二；線型、線寬及圖

4、例，參照采礦設計手冊采礦制圖部分要求。4、提交的設計成果包括：設計說明書及有關圖紙（巷道斷面施工圖，炮眼布置圖）。第一部分 巷道斷面設計第1節(jié) 選擇巷道斷面形狀與支護方式年產(chǎn)90萬噸礦井的運輸大巷，服務年限在25年。采用600mm軌距雙軌運輸大巷，穿過穩(wěn)定巖層（f=46），掘進方法采用鉆眼爆破。支護方式選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護，局部需加強支護地段鋪設鋼筋網(wǎng)，形成錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護，圓弧拱形斷面。第2節(jié) 巷道凈斷面尺寸確定一、確定巷道凈寬度B因采用ZK106/250電機車，查井巷工程第三版表3-2得電機車寬A1=1060mm、高h=1550mm，1.5t礦車寬1050mm、高1550mm。

5、根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取巷道人行道寬C=840mm800mm，非人行巷道一側安全間隙寬a=400mm，查井巷工程第三版表3-3知本巷道雙軌中線距b=1300mm則兩電機車之間的距離為1300-（1060/2+1060/2）=240200mm。該距離大于煤礦安全規(guī)程所規(guī)定的兩列對開電機車安全間隙不小于0.2m，故巷道凈寬B=a1+b1+c1 (1-1)B=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=930+1300+1370=3600mm二、確定巷道凈高度H(一)確定巷道拱高h0圓弧拱形巷道拱高：h0=B/3=3600/3=1200mm (1-2)圓弧拱形巷道半徑R因h0=(1/3

6、)B時R=0.541667B (1-3)R=0.5416673600=1950mm(二)確定巷道壁高h31、按架線式電機車導電弓子要求確定h3由井巷工程第三版表3-6中圓弧拱形巷道壁高公式得： (1-4)h4軌面起電機車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4=2000mm；hc道床總高度。查井巷工程第三版表3-10選用30kg/m鋼軌，再查表3-5得hc=410mm，道碴高度hb=220mm；n導電弓子距拱壁安全間距，取n=300mm；k導電弓子寬度之半，K=718/2=359，取K=360mm；b1軌道中線與巷道中線間距b1=B/2-a1=3600/2-930=870mm。 (1-5)2000+41

7、0-(1-6)2410+750-11002060mm2、按管道裝設要求確定h3 (1-7)式中h5道碴面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800mm；h7管子懸吊件總高度，取h7900mm；查井巷工程第三版表3-5道碴高度hb=220mm；m導電弓子距管子間距，取m=300mm；D壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm；b2軌道中線與巷道中線間距，b2=B/2-c1=3600/2-1370=430mm； (1-8)1800+900+220+750-14912179mm3、按人行高度要求確定h3 (1-9)式中j為距離巷道壁的距離。距墻壁j處的巷道有效高度不小于1800mm。一般取j=200mm。

8、1800+220+750-8611909mm綜上計算，并考慮一定的余量、確定本巷道壁高度為h3=2200mm。則巷道高度H=h3-hb+h0=2200-220+1200=3180mm按0.1m進級原則，取H=3200mm。三、確定巷道凈斷面積S和凈周長P由井巷工程第三版表3-8知凈斷面面積S=B(0.24B+h2) (1-10)式中 h2道碴面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2200-220=1980mm (1-11)則S=3600（0.243600+1980）10-6=10.24m2。凈周長S=2.27B+2h2=2.273600+21980=12.132m。 (1-12)第三節(jié) 風速校核巷

9、道凈斷面面積查井巷工程第三版表3-9可知Vmax=8m/s已知通過風量最大值34m/s代入式得：V=Q/S=34/10.24=3.32m/s8m/s (1-13)設計的大巷凈斷面面積，風速沒有超過規(guī)定，可以使用。第4節(jié) 巷道水溝尺寸選擇及管線布置已知通過巷道的水量為150m3/h，設計水溝坡度為3，查井巷工程第三版表3-12得：水溝深400mm，水溝寬400mm，水溝凈斷面積0.160m2，水溝掘進斷面積0.203m2，每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水溝用混凝土0.133m3。壓風管和供水管懸吊在人行道一側，電力電纜掛在非人行到一側，通訊電纜掛在管子上方。第5節(jié) 確

10、定巷道掘進斷面尺寸1、 選擇支護參數(shù)本巷道采用錨噴支護根據(jù)巷道凈寬3600mm、穿過中等穩(wěn)定巖層、服務年限25年等條件，確定選用錨固可靠、錨固力大并能快速安裝的樹脂錨桿。錨桿桿體為20mm螺紋鋼，每個孔安裝兩個樹脂藥卷，錨固長度700mm，設計錨桿預緊力50kN，錨固力120kN。錨桿長度2.0m，呈方形布置，其間排距0.8m0.8m。錨桿托盤為10mm厚，120mm120mm的拱形托板。噴射混凝土設計厚度T1=100mm，設計強度為C18，分兩次噴射，每次各噴50mm厚。故支護厚度T=T1=100mm。巷道布局需加強支護地段，在首次噴射50mm厚混凝土之后鋪設6mm的鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為100

11、mm100mm，形成錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護。二、選擇道床參數(shù)根據(jù)巷道通過的運輸設備，已選用30kg/m鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb分別為410mm和220mm，道砟面至軌面高度ha=hc-hb=410-220=190mm。采用鋼筋混凝土軌枕。三、確定巷道掘進斷面尺寸巷道設計掘進寬度：B1=B+2T=3600+200=3800mm (1-14)巷道計算掘進寬度：B2=B1+2=3800+275=3950mm (1-15)巷道設計掘進高度：H1=H+hb+T=3200+220+100=3520mm (1-16)巷道計算掘進高度：H2=H1+=3520+75=3595mm (1-17)巷道設計掘進斷面面積：S

12、1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3=11.95m2 (1-18)巷道計算掘進斷面積：S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3=12.24m2 (1-19)四、計算巷道掘進工程量和材料消耗量每米巷道拱與墻掘進體積：V1=S21=12.24m3 (1-20)每米巷道墻角計算掘進體積：V1=0.2（T+）1=0.035m3 (1-21)每米巷道拱與墻噴射材料消耗：V2=(1.27B+1.57T+0.24)T1+2h3T1=0.913m3 (1-22)每米巷道墻角噴射材料消耗：V4=0.2T11=0.02m3 (1-23)每米巷道噴射

13、材料消耗（不包括損失）：V=V2+V4=0.913+0.02=0.933m3 (1-24)每米巷道錨桿消耗為： (1-25)式中 P1計算錨桿消耗周長：P1=1.27B+3.14T+0.24+2h3=9.29m (1-26)M，M錨桿間距、排距“M=1.0m=8.79根折合質(zhì)量為： (1-27)式中 l錨桿長度，l=2.0m；d錨桿直徑，d=20mm；錨桿材料密度，=7850kg/m3。G=43.34kg由于每根錨桿安裝2個樹脂藥卷，則每米巷道樹脂藥卷消耗M=2N=17.4支。每排錨桿數(shù)為：N1.0=8.591=8.599根每排樹脂藥卷數(shù)：M1.0=17.1818支每米巷道粉刷面積：Sn=1.

14、27B3+2h2+0.24式中，B3為計算凈寬：B3=B2-2T=3750mm故 Sn=1.273.750+21.980+0.24=8.97m2第六節(jié) 繪制巷道斷面施工圖見附圖1-1 運輸大巷斷面施工圖表1-1運輸大巷特征圍巖類別斷面面積/m2設計掘進尺寸/mm噴射厚度mm錨桿/mm凈 周 長/m凈面積設計掘進寬高型式外露長度排列方式間距排距錨桿長直徑10.2411.9538003520100樹脂錨桿50方形1000100020002014.0表1-2 運輸大巷每米工程量及材料消耗圍巖類 別計算掘進工程量/m3錨桿數(shù)量材料消耗/mm粉刷面積/m2巷道墻腳噴射材料/m3錨桿鋼筋/kg樹脂藥卷/支

15、12.240.0358.790.93343.3417.48.97第二部分 爆破說明書及爆破圖表編制第一節(jié) 爆破工程的原始條件設計的施工井巷為第二水平東運輸大巷，巷道斷面形狀為半圓拱形，巷道凈寬3600mm，凈高3100mm；掘進寬度為3800mm，掘進高度3420mm。大巷穿過中等穩(wěn)定巖層，巖石堅固性系數(shù)=46。井下最大涌水量為150m3/h.為瓦斯礦井。第二節(jié) 爆破器材選擇一、炸藥根據(jù)圍巖性質(zhì)、瓦斯情況及含水性等因素選取炸藥，本巷道選擇使用三級煤礦許用乳化炸藥RJ-1。二、雷管煤礦安全規(guī)程規(guī)定在穿過含有瓦斯或離瓦斯不遠的工作面爆破時，電雷管的總延期不能超過130ms，因此在含有瓦斯的礦井之能

16、選用瞬發(fā)電雷管或總延期不能超過130ms的毫秒延期電雷管，本巷道選擇煤礦許用毫秒延期8號電雷管。三、鑿巖機具的型號在煤礦巖巷中，一般采用以風壓為動力的各種鑿巖設備和設施，包括鑿巖機，纖頭，釬桿和鉆架等。本巷道采用風動鑿巖機氣腿式鑿巖機YTP-26，釬桿采用中空六角形B25，釬頭使用十字形釬頭。四、起爆器材煤礦井下均采用電力起爆法，是通過由電雷管、導線、和起爆電源（專用發(fā)爆器）三部分組成起的起爆網(wǎng)絡來實現(xiàn)的。第三節(jié) 爆破參數(shù)的設計與計算 一、掏槽方法、炮眼直徑、深度、數(shù)目、單位炸藥消耗量由于本巷道中硬及以上巖石故采用直線掏槽，直線掏槽有炮眼深度不受巷道斷面限制，打眼角度容易掌握同時也便于使用高效

17、鑿巖機和鑿巖臺車等優(yōu)點。炮眼直徑取40mm。1、炮眼深度由公式 (2-1)l炮眼深度，mL計劃月進度，L=120mN每月實際掘進天數(shù)，N=30dk正循環(huán)率，k=0.9n每日完成掘進循環(huán)數(shù) 次，n=3炮眼利用系數(shù)，取=0.9。帶入式子求得炮眼深度l1.64m。取l=1.7m。2、單位炸藥消耗量查井巷工程第三版表4-2所選煤礦許用炸藥得出該炸藥消耗量換算系數(shù)為1.06，可知單位炸藥消耗量q=1.78kg/m33、炮眼數(shù)目 估算公式 (2-2)式中 N炮眼數(shù)目 q單位炸藥消耗量，q=1.78kg/m3 S巷道掘進斷面積，S=11.95m2 m每個藥卷長度，取長度m=0.16m a裝藥系數(shù)，即裝藥長度

18、與炮眼長度之比，取a=0.4 P每個藥卷的重量，取P=0.125kg由式子計算得：估算炮眼數(shù)目二、炮眼的名稱、位置、個數(shù)、深度、角度及炮眼編號掏槽眼：由巖石的堅硬程度和斷面大小，故炮眼兩兩對稱地布置在巷道斷面中央位置偏下距底版1.2m的位置上，4個炮眼1個空眼采用菱形掏槽，掏槽眼深度超出其他炮眼深度200-300mm，深度為2.0m。各對掏槽眼布置在同一個水平面上，a取100mm，b取200mm。輔助眼：輔助眼要成圈且均勻布置在掏槽眼與周邊眼之間，一般垂直于工作面，間距為500700mm，裝藥系數(shù)為0.40.5，個數(shù)為27個，角度為水平和垂直方向都為90o，深度為1.7m。周邊眼：眼口布置在巷

19、道設計掘進斷面的輪廓線上，炮眼稍向輪廓線外偏斜，眼底偏斜量不超過100mm。炮眼深度為1.7m。周邊眼的間距與其最小抵抗線存在著一定的比例關系。即 (2-3)式中 K炮眼密集系數(shù)，一般取0.81.0； E周邊眼間距，一般取0.40.6m； W最小抵抗線，即最外一圈輔助眼與周邊眼的距離，m。3、 各類炮眼的裝藥結構、裝藥量、炮泥填塞長度、連線方法和起爆順序1、裝藥量計算：(1)掏槽眼：每眼裝藥卷數(shù)=炮眼深度裝藥系數(shù)藥卷長度=2.00.40.165卷掏槽眼裝藥量=0.12554=2.5kg(2)輔助眼：每眼裝藥卷數(shù)=炮眼深度裝藥系數(shù)藥卷長度=1.70.40.165卷輔助眼裝藥量=0.125528=

20、17.5kg(3)周邊眼：每眼裝藥卷數(shù)=炮眼深度裝藥系數(shù)藥卷長度=1.70.40.165卷周邊眼裝藥量=0.125528=17.5kg掏槽眼裝藥量為2.5kg，輔助眼裝藥量16.875kg，周邊眼裝藥量17.5kg。連線方法采用串聯(lián)方式，起爆順序按掏槽眼、輔助眼、幫眼、頂眼、底眼的順序先后起爆。設計總裝藥量=2.5+17.5+17.5=37.5kg理論炸藥消耗量= qSL=38.1kg理論雷管消耗量=3.12SL=3.1211.882.00.9=66.7個設計的總裝藥量小于循環(huán)理論炸藥消耗量，符合要求。設計的雷管消耗量為60，小于定額要求。2、連線方法和起爆順序巖巷掘進一般采用發(fā)爆器起爆，所以

21、雷管多采用串聯(lián)方式，連接簡單，不易遺漏，可用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的工作面。因為該礦井為瓦斯礦井，所以爆破的所有炮眼都反向裝藥，連線方式為串聯(lián)，起爆順序為掏槽眼第一圈輔助眼第二圈輔助眼第二圈輔助眼幫眼頂部眼底眼。第四節(jié) 爆破作業(yè)安全措施一、鉆眼安全技術措施1、操縱中必須精力集中，發(fā)現(xiàn)不正常的聲音或震動，應立即停機進行檢查，并及時排除故障，方準繼續(xù)作業(yè)；2、換釬、檢查風鉆加油時，應先封閉風門，方準進行，在進行中不得碰觸風門以免發(fā)生傷亡事故；3、鉆眼機具要扶穩(wěn)，鉆桿與鉆孔中心必須在一條線上；鉆機運轉過程中，嚴禁用身體支撐風鉆的轉動部分；4、經(jīng)常檢查風鉆有無裂紋，螺栓有無松動，長套和彈簧有無松動是否

22、完整，確認無誤后方可使用；5、工作時必須戴好風鏡、口罩和安全帽。二、爆破安全技術措施1、裝藥時必須采取連續(xù)裝藥，藥卷間不得留有間隙，裝藥剩余部分使用黃土泥封填，封泥長度不得小于0.5m，嚴禁用塊狀材料或可燃性材料做封泥，無封泥炮孔嚴禁放炮，嚴禁放糊炮和明火放炮。2、裝藥時，每裝好一個炮眼，其雷管腳線，必須及時擰成短路，嚴禁拖在刮板運輸機上，不得與電纜、電線等導體接觸。3、放炮母線必須用絕緣的雙線，嚴禁用金屬管或大地做回路，不得有明接頭。4、放炮聯(lián)線串聯(lián)，嚴禁并聯(lián)或串并聯(lián)。5、采用分組裝藥時，一組裝藥必須一次起爆。嚴禁在一個采煤工作面使用兩臺放炮器同時進行放炮。6、有下列情況之一者，不準裝藥放炮

23、(1)風量不足或無風時；(2)放炮地點附近20m范圍內(nèi)風流中瓦斯?jié)舛冗_到1及以上時或局部瓦斯?jié)舛冗_到2及以上時；(3)炮眼內(nèi)出現(xiàn)水異狀，溫度驟高、驟低有顯著瓦斯涌出，煤巖變松，透老空等情況時；(4)炮眼質(zhì)量不合格或數(shù)量不足時，放炮時安全員、放炮員、班組長三者缺一人時。7、放炮時放炮員和班組長派責任心強人員在工作面的運輸巷和回風巷站崗警戒，所有人員必須撤到安全地方躲炮。放炮員必須最后離開放炮地點，并發(fā)出警號，在支架完整避開電氣設備的地方放炮。放炮前先發(fā)出信號至少再等5s，方可放炮。放炮時，警戒人離放炮下口不得少于50m，所有人員不得進入回風巷。8、處理拒爆、殘爆、瞎炮時，嚴格按照煤礦安全規(guī)程第三百四十