1、工程學(xué)院井巷工程課程設(shè)計某煤礦二水平東運(yùn)輸大巷斷面設(shè)計、爆破說明書及爆破圖表編制學(xué)生姓名： 學(xué) 院： 專業(yè)班級： 專業(yè)課程： 井巷工程 指導(dǎo)教師： 2015年 12 月 18 日井巷工程課程設(shè)計任務(wù)書題目：某煤礦年設(shè)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(fēng)，井下最大涌水量為450m3/h。第二水平東運(yùn)輸大巷長度1600m，服務(wù)年限為25年；通過的流水量為 240m3/h ，風(fēng)量為 40m3/s ；采用XK8-9/132A型蓄電池式 電機(jī)車，牽引 1.5 t礦車運(yùn)輸。巷道內(nèi)鋪設(shè)一趟直徑為200mm的壓氣管和一趟直徑為100mm的供水管。設(shè)計的大巷穿過較穩(wěn)定巖層

2、，巖石堅固性系數(shù)=46。該礦實行“三八”工作制，計劃月進(jìn)尺140m，每月實際工作30d，掘支平行作業(yè)，每一掘進(jìn)班完成一個循環(huán)。預(yù)計正規(guī)循環(huán)率為0.9，炮眼利用率為0.9。設(shè)計內(nèi)容：1、選擇合適的巷道斷面形狀。2、設(shè)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(jìn)行風(fēng)速校核。選擇合適的支護(hù)方式，確定支護(hù)參數(shù)。最后確定巷道的掘進(jìn)斷面尺寸。3、布置巷道內(nèi)水溝和管線。4、計算巷道掘進(jìn)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(jìn)工程量和材料消耗表。6、根據(jù)設(shè)計的斷面圖，編制爆破作業(yè)圖表。包括爆破原始條件，三個方向的炮眼布置圖、裝藥量及起爆順序、預(yù)期爆

3、破效果表。設(shè)計要求：1、在規(guī)定的時間內(nèi)認(rèn)真、獨(dú)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(jìn)技術(shù)，力爭使設(shè)計成果達(dá)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(guān)規(guī)范和經(jīng)驗確定的，請說明確定理由。設(shè)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(diǎn)設(shè)計規(guī)范、煤礦礦井采礦設(shè)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(xué)院井巷工程課程設(shè)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、線寬及圖例，參照采礦設(shè)計手冊采礦制圖部分要求

4、。4、提交的設(shè)計成果包括：設(shè)計說明書及有關(guān)圖紙（巷道斷面施工圖，炮眼布置圖）。15第一部分 巷道斷面設(shè)計第一節(jié) 選擇巷道斷面形狀與支護(hù)方式煤礦年設(shè)計生產(chǎn)能力90萬t噸，第二水平東運(yùn)輸大巷長度1600m，服務(wù)年限為25年。采用900mm軌距的雙軌運(yùn)輸?shù)拇笙?，其凈寬?m以上。巷道穿過較穩(wěn)定的巖層，在簡化設(shè)計同時既有利于施工和安全生產(chǎn)又具有明顯經(jīng)濟(jì)利益的條件下，設(shè)計該巷道采用直墻圓弧拱行斷面，采用鉆眼爆破掘進(jìn)。該巷道設(shè)計選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護(hù)，局部需加強(qiáng)支護(hù)地段鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。第二節(jié) 巷道凈斷面尺寸確定一、確定巷道凈寬度B查井巷工程1表3-2知XK8-9/132A電機(jī)車體寬A1=1354m

5、m,高h(yuǎn)=1550mm，1.5t礦車寬1150mm、高1300mm。根據(jù)煤礦安全規(guī)程2，取巷道人行道寬c=846mm800mm，非人行道一側(cè)安全間隙寬a=400mm。查井巷工程1表3-3取本巷雙軌中線距b=1600mm. 故巷道凈寬度：B=a1+b+c1 (1-1)=(400+1354/2)+1600+(1354/2+846)=4200mm二、確定巷道凈高度H （一）確定巷道拱高 h0圓弧拱行巷道拱高h(yuǎn)0=B/3=4200/3=1400mm。（二）確定巷道壁高h(yuǎn)31.按管道裝設(shè)要求確定h3h3h5+h7+hb (1-2)式中h5道砟面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程2取h5=1800mm. h7管

6、子懸吊件總高度，取h7=900mm. hb道砟面高度，為220mm. R巷道圓弧半徑，R=0.541667B=2275mm. m1機(jī)車距管子距離，m1=200mm. b1非人行側(cè)軌道中心距巷道中心線距，b1=1023mm.則h31800+900+220=2846mm2.按人行高度1800mm要求計算h31800+hb+ (1-3) 式中 j為距巷道壁的距離。要求距巷道壁j處的巷道有效高度不小于1800mm，一般取j=200mm。則h31800+220+=1645mm3.按設(shè)備上緣至拱壁最小安全間隙計算h3h+hc+ (1-4)式中hc道床總高度，查井巷工程1表3-10選30kg/m鋼軌，再查表

7、3-5得hc=410mm. C運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距C700mm，一般取C=700mm. b2 人行側(cè)軌道中心距巷道中心線距, b2=577mm則h31550+410+=2835mm.經(jīng)計算上述三式最大值是2846mm，考慮一定富余量，確定本巷道的壁高為2920mm.則巷道高度H=h3-hb+h0=2920-220+1400=4100mm.三、確定巷道凈斷面面積S和凈周長P由井巷工程1表3-8得圓弧拱行巷道的凈斷面積，S=B(0.24B+h2) ( 1-5)式中h2道砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=2920-220=2700mm故S=4200(0.24*4200+2700)=1557360

8、0mm215.58m2巷道凈斷面周長P=2.27B+2h2 (1-6)故P=2.27*4200+2*2700=14934mm14.95m第三節(jié) 風(fēng)速校核巷道凈斷面面積查井巷工程1表3-9，該巷道的允許最大風(fēng)速vmax=8m/s,已知通過大巷風(fēng)量Q=40m3/s,代入風(fēng)速驗算式得v=2.57m/s設(shè)計的大巷凈斷面積，風(fēng)速規(guī)定，并有相應(yīng)的富余量，可以使用。第四節(jié) 巷道水溝尺寸選擇及管線布置為了排除井下涌水及其他污水，創(chuàng)造文明生產(chǎn)的環(huán)境，設(shè)計排水溝尺寸如下：已知該巷道涌水量為240m3/h查井巷工程1表3-12得水溝尺寸寬B=500mm，高B=500mm，深H=500mm，為矩形斷面水溝，凈斷面0.

9、225m2，掘進(jìn)斷面0.272m2。每米材料消耗，蓋板：鋼筋2.036kg，混凝土0.323m3。水溝：混凝土0.152kg。根據(jù)生產(chǎn)需要，巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為200mm的壓氣管和一趟直徑為100mm的供水管，壓氣管和供水管吊在人行道一側(cè)，電力電纜掛在非人行道一側(cè)，通訊電纜掛在管子上方。第五節(jié) 確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸一、選擇支護(hù)參數(shù)采用錨噴支護(hù)，根據(jù)巷道凈寬4200mm，穿過較穩(wěn)定巖層、服務(wù)年限為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，每個空安裝兩個樹脂藥卷，錨固長度700mm，設(shè)計錨桿預(yù)緊力50kN,錨固力120kN。錨桿長度2.0m，呈方形布

10、置，其間距0.8mx0.8m。錨桿托盤長度為10mm厚、120mmx120mm的拱形托板。噴射混凝土設(shè)計厚度T1=100mm,設(shè)計強(qiáng)度為C18,分兩次噴射，每次噴50mm厚。故支護(hù)厚度T=T1=100mm。巷道局部需加強(qiáng)支護(hù)地段，在首次噴射50mm厚混凝土后鋪設(shè)6mm的鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為100mmx100mm，形成錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。二、選擇道床參數(shù)根據(jù)巷道通過的運(yùn)輸設(shè)備，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=380-220=160mm.采用鋼筋混凝土軌枕。三、確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度:B1=B+2T (1-7)=42

11、00+2*100=4400mm巷道計算掘進(jìn)寬度B2=B1+2=4400+2*75=4550mm (1-8)巷道設(shè)計掘進(jìn)高度H1=H+hb+T=4100+220+100=4420mm (1-9)巷道計算掘進(jìn)高度H2=H1+=4420+75=4495mm (1-10)故巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面積：S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3 (1-11)=0.24*42002+1.27*4200*100+1.57*1002+4400*2920=17630700mm2取S1=17.63m2巷道計算掘進(jìn)斷面積：S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3

12、 (1-12)=0.24*42002+1.27*4200*100+1.57*1002+0.24*100+0.1*4200+0.01+4550*2920=18069144mm2取S2=18.06m2.四、計算巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量由表3-8計算公式得：每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積V1=S2*1 (1-13)=18.06m3每米巷道墻腳計算掘進(jìn)體積V3=0.2（T+）*1 (1-14)=0.2*(0.1+0.075)*1=0.04m3 每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2=(1.27B+1.57T+0.24)T1+2h3T1*1 (1-15)=(1.27*4200+1.57*100+0.24)*100

13、+2*2920*100*1=1.134m.3每米巷道墻腳噴射材料消耗 V4 =0.2T1*1 (1-16) =0.2*0.1*1=0.02m3每米巷道噴射材料消耗V=V2+V4 (1-17)=1.1227+0.02=1.154m3每米巷道錨桿消耗為N=(P1-0.5M)/MM (1-18)式P1計算錨桿消耗周長P1=1.27B+3.14T+0.24+2h3 (1-19)=1.27*4.2+3.14*0.1+0.24+2*2.92=11.728m。式中M、M錨桿間距、排距，M=M=0.8m。故N=(P1-0.5M)/MM (1-20)=（11.728-0.5*0.8）/0.8/0.8=17.7根

14、折合質(zhì)量為：G=17.7*l(d/2)2 (1-21)式中l(wèi)錨桿長度，l=2.0m;d錨桿直徑，d=20mm;錨桿材料密度，=7850kg/m3經(jīng)計算得G=87.26kg。由于每跟錨桿安裝2個樹脂藥卷，則每米巷道樹脂藥卷消耗：M=2*N=2*17.7=35.4支。每排錨桿數(shù)為：N*0.8=17.7*0.8=14.1615根每排樹脂藥卷數(shù)：M*0.8=35.4*0.8=28.3229支,取30支每米巷道粉刷面積：Sn=1.27B3+2h2+0.24 (1-22)式中B3為計算凈寬，B3=B2-2T (1-23)=4550-200=4350m故Sn=1.27*4.35+2*2.8+0.24=11.

15、555m2第六節(jié) 繪制巷道斷面施工圖一、巷道斷面施工圖見圖1-1表6-1運(yùn)輸大巷特征圍巖類別斷面面積/m2設(shè)計掘進(jìn)尺寸/mm噴射厚度/mm錨桿/mm凈 周 長/m凈面積設(shè)計掘進(jìn)寬高型式外露長度排列方式間距排距錨桿長直徑a15.5817.6344004420100樹脂錨桿50方形80080020002011.56表6-2 運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗圍巖類別計算掘進(jìn)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a18.060.03517.71.1487.2635.49.39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該煤礦年設(shè)計生

16、產(chǎn)能力90萬噸，為瓦斯礦井，井下最大涌水量450m3/h.第二水平東運(yùn)輸大巷長度1600m，服務(wù)年限為25年；大巷穿過較穩(wěn)定巖層，巖石堅固系數(shù)=46。采用直墻圓弧拱斷面，巷道凈寬4200mm、凈高4100mm。巷道內(nèi)壁有100mm厚的混凝土噴層。第二節(jié) 爆破器材選擇一、炸藥根據(jù)煤礦巖層特性有少量瓦斯涌出，以及考慮安全性選用二級煤礦許用膠狀乳化炸藥（35200g）更為可靠。二、雷管采用煤礦許用毫秒延期8號電雷管。三、鑿巖機(jī)具的型號為了方便及安全性等考慮可以選擇鑿巖機(jī)選擇CGJ2型鑿巖臺車，CGJ2鑿巖臺車優(yōu)點(diǎn)如下：1.高效性：鉆速快，質(zhì)量高。2.靈活性：退進(jìn)自由，速度，推動力可控制；可鑿不同方向

17、的炮眼。3.普遍性：實用于鉆任何炮眼，可鉆較深、直徑大的炮眼。4.環(huán)保性：能大力改善工作環(huán)境，消除油霧水氣，噪音小。根據(jù)巖層特點(diǎn)，選用防爆型組合釬子，且規(guī)格為L=3500mm， =38mm；釬頭的規(guī)格為一字型釬頭，直徑與釬頭吻合為4045mm .四、起爆器材發(fā)爆器（放炮器）：井下使用。1.直流電源（1.5V干電池）；2.交流器（直流電源交流高壓電）；3.整流線路（交流高壓電直流高壓電）；4.充電器（直流高壓電）；5.充電電壓指示（主電容電壓達(dá)到額定電壓后，發(fā)光，可以放炮）；6.毫秒限時開關(guān)及放電回路；（毫秒限時開關(guān)接通電爆網(wǎng)路的時間為36ms，隨后釋放主電容的電荷）.7.防爆外殼。巷道掘進(jìn)電爆

18、網(wǎng)絡(luò)的起爆電源，主要采用防爆型電容式發(fā)爆器。電容式發(fā)爆器所能提供的電流不太大，一般只用于起爆串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電雷管MFB系列煤礦用電容式發(fā)爆器（簡稱發(fā)爆器）適用于具有甲烷、煤塵爆炸性氣體混和物的煤礦井下，在周圍環(huán)境溫度為-2040，相對濕度為95%左右時作起爆電雷管之用。也可適用于其他礦業(yè)、開山、采石及消除障礙等爆破工程中作起爆電雷管之用。此次施工選用型號為MFB-80A的電容式發(fā)爆器，引發(fā)能力為80/發(fā)，峰值電壓為950/V，主電容量為40*2/F，輸出沖能27/A2ms，供電時間4-6/ms，最大外阻260/第三節(jié) 爆破參數(shù)的設(shè)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1、掏槽方法：由于巖石堅固性系數(shù)f=46，故采用直眼掏槽中的三角柱掏槽2、炮眼直徑：CGJ-2氣腿式鑿巖機(jī)的鉆孔直徑范圍為40-45,以及該巷道為巖巷掘進(jìn)，故采用42作為炮眼直徑。3、深度：根據(jù)公式：l (2-1)式中l(wèi)炮眼深度，m；L計劃月進(jìn)度，m； N每月實際用與掘進(jìn)的天數(shù)，N=30d； k正