《井巷設(shè)計(jì)與施工》課程設(shè)計(jì)說明書前言礦產(chǎn)資源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)賴以可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，它為許多重要工業(yè)部門提供原料和能源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)增長(zhǎng)，造成能源資源日益枯竭，環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。因此，采取措施，改變資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的現(xiàn)狀，提高資源開發(fā)利用率，努力研究和探索礦產(chǎn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)并舉的新技術(shù)，是我國(guó)礦業(yè)發(fā)展以及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展亟待完成的任務(wù)。巖石平巷設(shè)計(jì)與施工在礦區(qū)新井建設(shè)和生產(chǎn)礦井的開拓工程中占有很重要的地位，也將是礦產(chǎn)資源開采技術(shù)改革的重點(diǎn)。《井巷設(shè)計(jì)與施工》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用學(xué)科,要通過實(shí)習(xí)、課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，才能使學(xué)生較好地掌握其內(nèi)容。采礦專業(yè)的學(xué)生，經(jīng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，并學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課程和《井巷設(shè)計(jì)與施工》第一篇巷道及硐室工程后，即可具備了巷道課程設(shè)計(jì)的條件。本次課程設(shè)計(jì)是《井巷設(shè)計(jì)與施工》課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，其任務(wù)是設(shè)計(jì)巷道斷面施工圖和編制巷道施工技術(shù)措施。通過設(shè)計(jì)來鞏固我們所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，使自己掌握巷道斷面施工圖和巷道施工技術(shù)措施的設(shè)計(jì)內(nèi)容和編制方法，使我們對(duì)一次分析和解決工程技術(shù)問題能力的得到的基本訓(xùn)練，并進(jìn)一步提高自我的運(yùn)算和繪圖能力，培養(yǎng)自己獨(dú)立閱讀資料、掌握技術(shù)信息和編寫技術(shù)文件的能力。設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照所學(xué)理論知識(shí)的要求，不僅有理論分析得出數(shù)據(jù)，還參考了大量文獻(xiàn)，結(jié)合工程類比法得出結(jié)論。但設(shè)計(jì)說明書中的一些參數(shù)是借鑒相關(guān)參考書，或者依據(jù)工程類比法借鑒其他礦山的實(shí)踐數(shù)據(jù)，同時(shí)，由于時(shí)間緊迫，以及部分?jǐn)?shù)據(jù)各參考書不盡相同，說明書中難免存在一些缺點(diǎn)和不足，懇請(qǐng)讀者不吝批評(píng)和教。編者2014年1月目錄設(shè)計(jì)條件 5第一部分巷道斷面施工圖設(shè)計(jì)一選擇巷道斷面形狀 6二道床參數(shù)選擇 72.1鋼軌型號(hào)的選取 72.2軌枕規(guī)格的選取 72.3道碴高度的確定 8三確定管線布置位置 83.1管道布置 83.2電纜布置 9四確定巷道斷面尺寸 94.1巷道凈寬度B的確定 94.2巷道凈高度H的確定 104.2.1拱高h(yuǎn)0的確定 104.2.2壁高h(yuǎn)3的確定 10五巷道風(fēng)速驗(yàn)算 145.1巷道凈斷面積的確定 145.2風(fēng)速驗(yàn)算 15六支護(hù)參數(shù)的選擇 156.1理論計(jì)算法參數(shù)設(shè)計(jì) 166.1.1錨桿長(zhǎng)度L計(jì)算 166.1.2 176.1.3 176.2經(jīng)驗(yàn)法參數(shù)設(shè)計(jì) 18七確定水溝參數(shù) 187.1水溝布置 187.2水溝坡度和流速 197.3水溝斷面形狀及參數(shù) 197.4水溝蓋板 19八確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸 198.1巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面 198.2巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面 20九編制巷道斷面特征表以及每米巷道工程量表 209.1巷道斷面特征表 209.2每米巷道工程量表 21十繪制巷道斷面施工圖 22第二部分巷道施工技術(shù)措施一鉆眼工作 231.1鉆眼機(jī)具的選擇 231.1.1 231.1.2 241.1.3 241.2爆破器材的選擇 251.2.1 251.2.2 261.2.3 261.3爆破參數(shù)的確定 261.3.1 261.3.2 271.3.3 271.3.4 271.3.5工作面炮眼布置 281.3.6設(shè)計(jì)爆破網(wǎng)絡(luò)，裝填結(jié)構(gòu) 301.4編制爆破圖表 311.5鉆眼爆破工作組織 321.2鉆眼爆破工作的技術(shù)要求及安全措施 32二巷道掘進(jìn)的通風(fēng)工作 332.1確定通風(fēng)方式 332.2選擇局扇和風(fēng)筒 342.2.1 342.2.2風(fēng)筒選擇 352.3通風(fēng)設(shè)備的布置 352.4通風(fēng)管理工作 352.4.1保證工作面有足夠的新鮮風(fēng)量 352.4.2保證局扇安全運(yùn)轉(zhuǎn) 362.4.3降低局扇噪音 36三巖石裝運(yùn)工作 363.1巖石裝運(yùn)工作的重要性，計(jì)算每一循環(huán)出矸量 363.1.1巖石裝運(yùn)工作的重要性 363.1.2計(jì)算每一循環(huán)出矸量 373.2裝巖機(jī)型號(hào)和數(shù)量的確定 373.3確定巷道掘進(jìn)調(diào)車和運(yùn)輸方式 383.4裝巖機(jī)與調(diào)車設(shè)備在巷道中的布置 38四支護(hù)工作 394.1臨時(shí)支護(hù)方式確定及其施工 394.2巷道永久支護(hù) 394.2.1永久支護(hù)施工所用的設(shè)備及其數(shù)量 394.2.2永久支護(hù)與掘進(jìn)工作在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系 414.3永久支護(hù)的施工工藝、技術(shù)措施及質(zhì)量要求 414.3.1永久支護(hù)的施工工藝、技術(shù)措施 414.3.2錨噴質(zhì)量要求 41五巷道掘進(jìn)的輔助工作 425.1作面壓風(fēng)和水的供應(yīng) 425.1.1壓風(fēng)供應(yīng) 425.1.2工作面壓風(fēng)管、供水管的布置 425.2工作面排水 435.3工作面供電 435.4工作面測(cè)量工作 445.5其它輔助工作 45六編制巷道施工循環(huán)圖表 456.1確定循環(huán)作業(yè)方式 456.2確定一循環(huán)各工序的工作量 .0%時(shí)，再用與電源電壓適應(yīng)的驗(yàn)電筆檢查；檢驗(yàn)無電后，方可進(jìn)行導(dǎo)體對(duì)地放電?？刂圃O(shè)備內(nèi)部安裝有放電裝置的，不受此限。所有開關(guān)的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電，防止擅自開蓋操作，開關(guān)把手在切斷電源時(shí)必須閉鎖，并懸掛“有人工作，不準(zhǔn)送電”字樣的警示牌，只有執(zhí)行這項(xiàng)工作的人員才有權(quán)取下此牌送電。(2)操作井下電氣設(shè)備應(yīng)遵守下列規(guī)定：非專職人員不得擅自操作電氣設(shè)備；手持式電氣設(shè)備的操作手柄和工作中必須接觸的部分必須有良好的絕緣。(3)容易碰到的、裸露的帶電體及機(jī)械外露的轉(zhuǎn)動(dòng)和傳動(dòng)部分必須加裝護(hù)罩或遮欄等防護(hù)設(shè)施。(4)電氣設(shè)備不應(yīng)超過額定值運(yùn)行，防爆電氣設(shè)備入井前，檢查其“防爆合格證”，“產(chǎn)品合格證”，“煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志”及安全性能；檢查合格并簽發(fā)合格證后，方準(zhǔn)入井。(5)移動(dòng)變電站和設(shè)備列車上的機(jī)電設(shè)備突出部分同巷道支護(hù)間的距離不應(yīng)小于0.25米，同運(yùn)輸機(jī)的距離為0.7米(檢修方便)。5.4工作面測(cè)量工作掘進(jìn)巷道時(shí)，用中線指示巷道的掘進(jìn)方向，用腰線控制巷道的坡度。工作面上的炮眼布置，應(yīng)以巷道中線為基準(zhǔn)，準(zhǔn)確地定出周邊眼、輔助眼和掏槽眼的位置，并做好標(biāo)志。腰線通常設(shè)在巷道無水溝側(cè)的墻上，距軌面標(biāo)高為1.0m。腰線可用傾斜儀掛在腰線上來延長(zhǎng)。中線的測(cè)量普遍使用激光指向儀。它操作簡(jiǎn)單，定向準(zhǔn)確，節(jié)省時(shí)間，深受現(xiàn)場(chǎng)歡迎，其輸入電壓為127V礦用安全電壓。在巷道掘進(jìn)中，激光指向儀牢固地固定在距工作面100m以外的巷道頂板的中心線位置上，根據(jù)巷道斷面形狀和大小，激光指向儀安置方式和安裝位置如圖2-9、圖2-10所示。經(jīng)調(diào)整對(duì)正后，激光束投影到工作面上，即為中線位置。以此來確定炮眼位置和巷道掘進(jìn)方向。隨著巷道前進(jìn)，定期向前移動(dòng)指向儀并重新安裝和校正。圖2-9激光指示儀安置圖圖2-10平巷激光指示儀的安裝位置圖5.5其它輔助工作鋪設(shè)臨時(shí)軌道與工作面距離直接影響著膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)與工作面的距離，以及裝巖機(jī)裝巖效率的發(fā)揮。軌道末端距工作面的距離應(yīng)保持在4~12m,。由于臨時(shí)軌道通常采用24kg/m,鋼軌，每節(jié)長(zhǎng)8m，因此每掘進(jìn)8m,左右應(yīng)鋪接一節(jié)，鋪軌作業(yè)在鉆車打眼時(shí)進(jìn)行。管路（壓風(fēng)管、水管、風(fēng)筒）的接長(zhǎng)與裝巖、轉(zhuǎn)運(yùn)同步進(jìn)行。確定循環(huán)作業(yè)方式要實(shí)現(xiàn)巷道的快速、高效、低耗和安全施工，除了正確選擇合理的施工作業(yè)方式外，還要采取科學(xué)的方法進(jìn)行施工的組織與管理。巷道掘進(jìn)的循環(huán)方式，根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體條件采用每班完成2個(gè)循環(huán)的方式。每個(gè)小班完成的循環(huán)次數(shù)為整數(shù)，即一個(gè)循環(huán)不跨班完成，否則不便于工序之間的銜接，施工管理比較困難，也不利于正規(guī)循環(huán)作業(yè)。關(guān)于日工作制度的確定，該巷道掘進(jìn)采用“三八”工作制，即每天3個(gè)班，每班工作時(shí)長(zhǎng)為8h。6.2.1掘進(jìn)工程量一次循環(huán)掘進(jìn)工程量由巷道的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積和一次爆破循環(huán)進(jìn)尺決定，其中設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積為21.12m2，炮眼長(zhǎng)度為1.80m，計(jì)算出一次循環(huán)所排出的矸石量為。6.2.2支護(hù)的工作量噴射混凝土的體積為：；錨桿支護(hù)的面積為；由錨桿的間距和排距為1.0m，計(jì)算所需錨桿為根；總錨桿長(zhǎng)度為：；掘進(jìn)循環(huán)的總時(shí)間T可按下式計(jì)算：式中：—循環(huán)總時(shí)間，min；—交接班時(shí)間，min；—裝巖工作時(shí)間，min；—鉆眼工作時(shí)間，min；—鉆眼與裝巖不平行作業(yè)系數(shù)，此處取0.5；—裝藥、連線時(shí)間，min；—放炮通風(fēng)時(shí)間，min；其中，、在循環(huán)工作中基本是常數(shù)，此處取10min，取20min。6.3.1裝巖時(shí)間的計(jì)算式中：—設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面積，㎡；—炮眼平均深度，由上述炮眼及裝藥量表可知：；—炮眼利用率，由上述知=0.85；—實(shí)測(cè)裝巖機(jī)生產(chǎn)率，m3/h(實(shí)體)。其中，取21.12㎡，由上述可知取90m3/h，效率為60%，并設(shè)礦巖松散系數(shù)為1.8。將以上數(shù)值代入，則：，則取整70min；6.3.2單獨(dú)鉆眼時(shí)間的計(jì)算式中：—鉆巷道上部炮眼所需的時(shí)間，min；—鉆巷道下部炮眼所需的時(shí)間，min；—炮眼數(shù)目，個(gè)；—炮眼平均深度，m；—同時(shí)工作鉆機(jī)臺(tái)數(shù)；—每臺(tái)鑿巖機(jī)的鉆速，m/min；—鉆眼與裝巖不平行作業(yè)系數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)確定，當(dāng)組織順序作業(yè)時(shí)為1，當(dāng)組織平行作業(yè)時(shí)，一般為0.5左右。其中，的值為51個(gè)，的值為1.85m，的值為4臺(tái)，的值為0.2m/min,由于氣腿式鑿巖機(jī)易于實(shí)現(xiàn)鉆裝平行作業(yè)，因此采用平行作業(yè)，的值為0.5。取整60min。由于炮孔較多，故裝藥、連線時(shí)間為為40min；打錨桿眼時(shí)間為30min；找頂、安裝錨桿時(shí)間為20min；初噴的時(shí)間為30min；移動(dòng)錯(cuò)車場(chǎng)、重車線釘?shù)赖臅r(shí)間為30min；移電纜開關(guān)的時(shí)間30min，移動(dòng)錯(cuò)車場(chǎng)在重車線釘?shù)篮鸵齐娎|開關(guān)可以和鑿巖工作平行作業(yè)。（以上部分?jǐn)?shù)據(jù)缺少計(jì)算公式，參考其他煤礦的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。則每班總循環(huán)時(shí)間為10+70*2+40*2+20*2+30*2+20*2+30*2=430min，除此之外，為了防止難以預(yù)見的工序延長(zhǎng)，提高循環(huán)圖表完成的概率，應(yīng)考慮增加10%的備用時(shí)間，故循環(huán)總時(shí)間為，即為7.88h，取整為8h。為了便于倒班，施行“三八”工作制，對(duì)于鑿巖時(shí)間以及鉆眼時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)，掘進(jìn)過程中也有時(shí)間余地，并保證足夠的時(shí)間靈活安排，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況等。另外噴混凝土班的工作時(shí)間,可借鑒課件巷道施工方法及其工作隊(duì)的組織與管理表，并參考其他礦山數(shù)據(jù)，?。簻?zhǔn)備時(shí)間90min，復(fù)噴成巷需要300min，清理需要90min。七、施工勞動(dòng)組織勞動(dòng)組織是掘進(jìn)工作中的一個(gè)重要問題，組織的合理與否的標(biāo)志是每個(gè)人的技術(shù)專長(zhǎng)是否能充分發(fā)揮，工時(shí)是否得以充分利用，是否有利于各工種之間的團(tuán)結(jié)協(xié)作。本巷道勞動(dòng)組織形式采用綜合掘進(jìn)隊(duì)，即將巷道施工中的主要工種（掘進(jìn)、支護(hù)）以及輔助工種（機(jī)電維修、運(yùn)輸、通風(fēng)、管路等）組織在一個(gè)掘進(jìn)隊(duì)內(nèi)，各工種既有明確分工，又要密切配合協(xié)作，共同完成各項(xiàng)施工任務(wù)。其特點(diǎn)是指揮統(tǒng)一，有利于培養(yǎng)工人一專多能。同時(shí)，巷道掘進(jìn)采用正規(guī)循環(huán)作業(yè)方式，即掘進(jìn)、支護(hù)工作面上按照作業(yè)規(guī)程與循環(huán)圖表的規(guī)定，在一定時(shí)間，以一定人力和技術(shù)設(shè)備，保質(zhì)保量的完成規(guī)定的全部工序和工程量，并保證有序地、周而復(fù)始地進(jìn)行生產(chǎn)。日工作制度采用“三八”工作制，即每天安排三班，一個(gè)班在作業(yè)的同時(shí)，另外兩個(gè)班休息并等待接班，每個(gè)班配備工長(zhǎng)、班長(zhǎng)及維修工各一名。工長(zhǎng)負(fù)責(zé)全面工作，班長(zhǎng)負(fù)責(zé)掘進(jìn)迎頭工作，維修工負(fù)責(zé)設(shè)備的操縱和故障的排除，每個(gè)工作人員必須明確自己的崗位和協(xié)同關(guān)系，嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程進(jìn)行安全施工。表2-18掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)人員配置表工種班次合計(jì)一二三出勤在冊(cè)打眼工333912裝藥工22268檢查員11135放炮員11135通風(fēng)工11134裝巖工333912運(yùn)輸工333912支護(hù)工5551520驗(yàn)收員11135鋪軌工4441216運(yùn)料工5551520機(jī)修工11135班長(zhǎng)11133工長(zhǎng)11133合計(jì)32323296130八、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2-19技術(shù)經(jīng)指標(biāo)情況表序號(hào)指標(biāo)項(xiàng)目單位指標(biāo)數(shù)值1全月工作日數(shù)天262月進(jìn)尺m2403月循環(huán)總數(shù)個(gè)1804日進(jìn)尺m9.185日循環(huán)數(shù)個(gè)66每班進(jìn)尺m3.067每班循環(huán)數(shù)個(gè)28每循環(huán)進(jìn)尺m1.539月循環(huán)率%86.6710掘進(jìn)直接工效率m3/工0.5011每米巷道炸藥消耗量kg/m27.0612每米巷道雷管消耗量個(gè)/m32.6813每米巷道水泥消耗量kg/m1162九、繪制巷道施工布置圖9.1巷道施工斷面圖9.2巷道施工縱剖面圖9.3巷道臨時(shí)支護(hù)斷面圖9.4巷道永久支護(hù)斷面圖【參考文獻(xiàn)】[1]崔云龍.簡(jiǎn)明建井工程手冊(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