井巷工程礦山工程設(shè)計(jì)書

1、井巷工程礦山工程設(shè)計(jì)書1設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)是“井巷工程”課教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過本設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2設(shè)計(jì)條件2.1 地質(zhì)條件礦山第一水平石門大巷所通過巖層的普氏系數(shù)f=24,為穩(wěn)定性較差巖層，涌水量360m3/h，風(fēng)量60m3/s。主井與副井所通過巖層f=46，中等穩(wěn)定，風(fēng)量均按80mVs考慮。2.2 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦山年產(chǎn)量120萬t，其第一水平服務(wù)年限20a。2.3 井筒裝備主井為雙箕斗井，箕斗容積2.5m3，型號為FJD2.5(5.5)型。主井內(nèi)鋪設(shè)300mm排水管2條，并設(shè)有梯子間。副井為雙罐籠井，采用3單層罐籠

2、(YJGG2.2型)。副井內(nèi)鋪設(shè)有200mm供風(fēng)管2條，100mm供水管1條，2條動力電纜，3條照明和通訊電纜，設(shè)有梯子間。2.4 運(yùn)輸設(shè)備及裝備石門運(yùn)輸巷為雙軌運(yùn)輸大巷，內(nèi)設(shè)水溝，鋪設(shè)有120mm供風(fēng)管2條，80mm供水管1條，動力電纜1條，照明和通訊電纜3條電機(jī)車型號：ZK10-600/550;礦車型號：YCC1.2(6)。3主井3.1選擇井筒斷面形狀選擇圓形，圓形斷面受理?xiàng)l件好，通風(fēng)阻力小，適用于井筒服務(wù)年限大于15年的礦山，該礦服務(wù)年限較長，故選用圓形井筒，穿過中等穩(wěn)定性巖層，選用整體澆注混凝土支護(hù)。3.2選擇罐道形式及材料選用剛性罐道，采用22號槽鋼制成罐道(長X寬=220mrK17

3、6mr)i罐道梁的材料為金屬罐梁，選用28a號工字鋼(長X寬=280mmX122mrl3.3確定凈斷面尺寸箕斗型號：FJD2.5(5.5)，其最大外形尺寸：長X寬X高=1236mmX1452mX4831mm井筒各構(gòu)件平面尺寸計(jì)算：箕斗布置及其相應(yīng)尺寸：Lmo2hbox-(LA)2式中：L箕斗兩側(cè)罐道梁中心線間的距離，mmmo箕斗兩罐道間的間距，mm一般情況下moA2c2tA箕斗的寬度，mm取A=1452mmc罐道寬度，mm取c=65mmt罐道卡與罐耳之間的間距，mm一般取t=10mmh罐道的高度，mm根據(jù)型號取h=220mmbo罐梁的寬度，根據(jù)28a號工字鋼，取bo=122mmx罐道梁中心線至

4、箕斗外邊緣的距離。故L=1452+2*65+2*10+2*220+122mm=2164mmx=1/2(2164+1452)mm=1808mm梯子間的布置及其結(jié)構(gòu)尺寸：M600600s色2N=H-J式中：M從4號罐梁中心線起6號罐梁的長度，mm600梯子孔寬度，mms梯子孔邊至4號罐梁的板壁厚度，梯子間取s=71mma24號罐梁寬度，mm根據(jù)28a號工字鋼，取a2=122mmN6號罐梁到井筒中心線的距離，mmJ5號罐梁到井筒中心線的距離，mm般取J=400mmH5、6號罐梁中心線之間的距離，mm梯子孔前后長度不得小于700mm梯子梁寬度一般為100mm.故：H=2*(700+100)mm=160

5、0mmM=600+600+71+122/2mm=1332mmN=1600-400=1200MM用解析法確定井筒直徑由各部件的平面幾何關(guān)系，建立方程，求R、e(M1b-Be)2N2R2222122x2(尹e)2(RD2)2式中：B箕斗的長度，mm;根據(jù)型號，取B=1236mme箕斗中心線到井筒中心線的距離，mmi箕斗最突出部分距罐道梁邊的安全距離，mm取i=150mm箕斗最突出部分與井壁間的安全距離，mm取2=200mm井筒半徑，mm凈直徑D=2R.則：聯(lián)立方程代入數(shù)據(jù)得需150122/21236/2e)212002R2(1236/2e)2(R200)2求得：R=2200mme=300mm則：直

6、徑D=2R=4400mm由井筒凈直徑小于6.5m。則應(yīng)按0.5m進(jìn)級，故D=4.5m3.4風(fēng)速驗(yàn)算QVvmaxS0式中：Q通過井筒的風(fēng)量，m3/s;取Q=80m3/sv井筒內(nèi)實(shí)際風(fēng)速，m/sS0井筒內(nèi)通風(fēng)有效斷面積，m；井內(nèi)設(shè)梯子間時(shí)，s。sAA梯子間等面積，A可取2.0m2vmax主井井筒允許的最高風(fēng)速,m/s3.5選擇支護(hù)方式及支護(hù)參數(shù)該井筒穿過中等穩(wěn)定巖層即皿類圍巖，服務(wù)年限大于20年，故采用整體澆注混凝土支護(hù)，井壁厚度為T=300mm3.6計(jì)算各部分尺寸 把2條300mm非水管布置在梯子間右側(cè)，管路用U型螺紋卡固定在罐梁上。 井筒凈周長：P=2*3.14*2.25=14.13m井筒凈斷

7、面積：S11/4*3.14*4.5215.9m2井筒設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面數(shù)：S21(D2T)220.42m243.7計(jì)算材料消耗(每米井筒)每米井筒的掘進(jìn)體積：M=S2*1=20.42m2*1m=20.42m每米井筒澆注混凝土消耗材料：V2=(S-SJ*1=(20.42-15.9)*1=4.52m3每米井筒粉刷面積：Sn二P*仁14.13*1=14.13m2圍巖類別斷面面積/m2澆注混凝土厚度/m凈周長/m凈面積設(shè)計(jì)掘進(jìn)III15.920.4230014.13井筒每米工程量和材料消耗圍巖類別掘進(jìn)工程量/m3材料消耗(混凝土材料)/m3粉刷面積/m2III20.424.5214.133.8按1:50繪制

8、井筒斷面圖4副井4.1 選擇井筒斷面形狀服務(wù)年20年，選擇圓形斷面井筒，承受地壓性能好，通風(fēng)阻力小。選擇罐道形式及材料罐道采用經(jīng)久耐用的鋼性罐道，采用22號槽鋼制成罐道，其長*寬=220*176mm罐道梁的材料為金屬罐梁，選用28a號工字鋼，其長*寬=280*122mm確定凈斷面直徑（1）3#單層罐籠YJGG2.2型，尺寸：長*寬=2200mm*1350mm可乘人數(shù)為15人。剛性罐道罐耳長*寬=200mm*65mm井筒各構(gòu)件平面尺寸計(jì)算：梯子間的布置及其結(jié)構(gòu)尺寸（與主井相同）則M=1332mmN=1200mmJ=400mm罐籠布置及其相應(yīng)尺寸：式中：L12.3號罐道梁中心線間距離。mmL21.

9、2號罐道梁中心線間距離。mmL1m02hb0L2m02hb0m0=A+2c2tA罐籠的寬度，mm取A=1350mmc罐耳的寬度，mm取c=65mmt罐道卡與罐耳之間的間距，mm一般取t=10mm。h罐道的高度，mm根據(jù)所選型號可取h=220mmbo罐梁的寬度，mm根據(jù)28a號工字鋼取bo=122mm故：L1=1350mm+2*65mm+2*10mm+2*220mm+122mm=2062mmL2=L1=2o62mm用解析法確定井筒直徑：由各構(gòu)件的平面幾何關(guān)系建立方程，求R，e222(L1eM)2N2R2222(eK)2(B/2)2(R1)2式中：e2號罐道梁到井筒中心線間的距離K罐籠外邊緣到2號

10、罐梁中心線的距離K=Abo/2ct=135omm+122/2mm+65mm+1omm=1486mmB罐籠的寬度，B=22oomm。1罐籠最突出部分與井壁間的安全距離，mm取1=2oommR井筒半徑，凈直徑D=2R。故：222(2o62e1332)212oo2R2(e1486)2(22oo/2)2(R2oo)2解得：R=285omme=52omm則凈直徑D=2R=2850mm*2=5700mm=5.7m井筒直徑小于6.5m,則應(yīng)按0.5m進(jìn)級故：D=6m4.2 風(fēng)速驗(yàn)算vQ/S0式中：Q通過井筒的風(fēng)量，m3/s，取Q=80m3/s.v井筒內(nèi)實(shí)際風(fēng)速，m/sSo井筒內(nèi)通風(fēng)有效斷面積m2井筒內(nèi)設(shè)梯子

11、間時(shí),S0SAA梯子間等面積，取A=2.0m2Vmax副井井筒允許的最高風(fēng)速，m/S4.3 選用支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)該井筒穿過中等穩(wěn)定巖層即皿類圍巖，服務(wù)年限大于20年,故采用整體澆注混凝土支護(hù)，井壁厚度為T=300mm4.4 計(jì)算各部分尺寸 兩條200mm供風(fēng)管，一條100mm供水管布置在梯子間右側(cè)，管路用U型螺桿卡固定在罐道梁上，2條動力電纜及照明電纜布置在梯子間左側(cè)。通訊電纜布置在右側(cè)管路上方。 井筒凈周長,P=2R2*3.14*6/218.84m井筒凈斷面,S11/4D21/4*3.14*6228.26m2井筒設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面積22S21/4(D2T)1/4*3.14*(60.6)34.19

12、m4.7計(jì)算材料消耗(每米井筒)每米井筒掘進(jìn)體積，V,S2*134.19m2*1m34.19m3每米井筒澆注混泥土消耗材料，23V2(S2S)*1(34.1928.26)m*1m5.93m每米井筒粉刷面積，SnP*128.26*1m28.26m2圍巖類別斷面面積/m2澆注混凝土厚度/mm凈周長/m凈面積設(shè)計(jì)掘進(jìn)III28.2634.1930018.84井筒每米工程量和材料消耗圍巖類別掘進(jìn)工程量/m3材料消耗(混凝土用量)/m3粉刷面積/m2III34.195.9328.26(8)按1：50繪制井筒斷面圖4.8按1:50繪制井筒斷面圖5石門5.1選擇巷道斷面形狀礦山年產(chǎn)120噸礦井的第一水平大巷

13、，服務(wù)年限20年，采用600mm軌距雙軌運(yùn)輸?shù)拇笙?，其凈寬度?米以上，穿過穩(wěn)定性較差巖層，選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護(hù)，半圓形斷面5.2選擇巷道凈斷面尺寸確定巷道凈寬度BZK10-600/500電機(jī)車寬Ai=1060mm,高h(yuǎn)=1550mm,YCC1.2(6)礦車寬1050mm,高1200mm巷道行人寬度c=800mm非行人巷道一側(cè)寬a=400mm查表知該巷雙軌中線距b=1300mm則兩電機(jī)車之間距離為1300mm-(1060/2+1060/2)mm=240mm故巷道凈寬度：B3|bC|(3001060)mm1300mm(800)mm=3460mm取B=3500mm確定巷道拱高h(yuǎn)0半圓

14、拱形巷道拱高h(yuǎn)0=B/2=3500mm/2=1750mm半圓拱半徑R=h0=1750mm確定巷道壁高h(yuǎn)3按架線式電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h3h3h4he,(Rn)2(Kd)2式中h4軌道起電機(jī)車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4=2000mm;hc道床總高度查表2.9選30kg/m鋼軌再查表2.11得入=410道砟高度hb=220mmn導(dǎo)電弓子距拱壁安全間距取n=300K導(dǎo)電弓子寬度之半，K=718mm/2=359m取K=360mmbi軌道中線與巷道中線間距bi=B/2-ai=3500mm/2-(300+1060/2mm=920mm故h,2000mm410mm,(1750300)2(360920)2

15、mm2410mm681mm1729mm按管道裝設(shè)要求確定h3h3h5h7hbJr2(Km*b?)2h5砟面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1800mmh7管子懸吊件總高度，取h7=900mmm導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300mmD壓氣管法蘭盤直徑，取D=335mmb2軌道中線與巷道中線間距，b2=B/2-C1=3500/2-(1060/2+800)=420mmhs180090022017502(3603003352420)mm=2920-1227=1693mm按人行高度要求確定h3h31800hb_R2(Rj)2式中j距壁j處的巷道有效高度不小于1800mmj100mm，一般取j=200m

16、m故hs1800mm220mm,17502(1750200)2mm=1208mm綜上計(jì)算，確定該巷道壁高h(yuǎn)s=1730mm。則巷道高度Hh3hbh01730mm220mm1750mm3260mm確定巷道凈斷面面積S和凈周長P凈面積SB(0.39Bh2)式中h2道碴面以上巷道壁高h(yuǎn)2h3hb1730mm220mm1510mmS=3500(0.39*3500+1510)mm2=10062500mm2=10.1m2P=2.57B+2h2=2.57*3500+2*1510=12015mm=12.0m5.3布置巷道內(nèi)水溝和管線5.4計(jì)算巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗量每米巷道拱與墻計(jì)算掘進(jìn)體積M=SX仁12.

17、44卅每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)體積V3=0.2(T+)X31=0.2(0.1+0.075)=0.04m每米巷道拱與墻噴射材料消耗U二1.57(B2-T1)T1+2h3X1=0.935m3每米巷道墻腳噴射材料消耗U=0.2TiX1=0.2X0.1X仁0.02m3每米巷道噴射材料消耗V=V+V4=0.935+0.02=0.955m3每米巷道錨桿消耗N比竺aa式R-計(jì)算錨桿消耗周長R1.57B22h31.57*3.852*1.739.50ma、a錨桿間距、排距,a=a=0.8m,故“9.5.5*.814.22根0.8*0.8折合質(zhì)量為：14.221（號）2=56.78kgL-錨桿深度，L=2mD-錨桿直

18、徑，D=18mmP-錨桿材料密度，p=7850（kg/m3）每排錨桿數(shù)為NX0.8=14.22*0.8=11.4根，取11根。每米巷道粉刷面積Sn157B32h2B3B22T3.852*0.13.65m故Sn=1.57B3+2h2=1.57X3.65+2X1.51=8.80m25.5按1:50繪制巷道斷面圖，按1:25繪制水溝斷面圖5.6施工組織設(shè)計(jì)1）選擇以耙斗式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線，用活動錯車場調(diào)車法進(jìn)行調(diào)車。裝巖時(shí)耙斗式裝載機(jī)安置在對稱浮放道岔的端部，距離工作面6-10m。采用1臺2.5t電機(jī)車，對稱浮放道岔調(diào)車,2臺5t蓄電池機(jī)車運(yùn)輸，軌道鋪設(shè)與打眼平行作業(yè)。 火工器材選擇：

19、選用直徑32mm質(zhì)量150g2號煤礦銨梯炸藥藥卷；起爆電雷管采用8號，130ms延遲的毫秒電雷管；采用礦用防爆型電容式發(fā)爆器，用串聯(lián)方式起爆。 炮孔布置：采用光面爆破多次爆破的方法。掏槽眼時(shí)采用多向（楔形），掏槽眼布置在斷面的中央偏下。周邊眼一般布置在巷道斷面輪廓線上，頂眼和幫眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上，并且稍向輪廓線外偏斜，一般不超過100mm光面爆破周邊眼間距與其最小抵抗線存在著以下關(guān)系：K=E/W式中：K炮眼密集系數(shù)，一般為0.81.0，取K=0.8E周邊眼間距，一般取400600mm由巷道通過IV類圍巖，取E=500mmW最小抵抗線。故：W=E/K=500mm

20、/0.8=625mm輔助眼要均勻布置在掏槽眼與周邊眼之間，其間距取700mm炮眼方向一般垂直于工作面，裝藥長度系數(shù)為0.5。光面爆破的周邊眼爆破參數(shù)巖層情況巖石堅(jiān)固性系數(shù)/f炮眼直徑/mm炮眼間距/mm最小抵抗線/mm炮眼密集系數(shù)裝藥量/（kg/m）穩(wěn)定性較差巖層(24)425006250.80.15根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，煤礦巖石巷道掘進(jìn)采用光面爆破時(shí)掏槽眼，輔助眼,控制光爆層的輔助眼和周邊眼（頂，幫）的每眼裝藥數(shù)量的比例大致為4:321 裝藥結(jié)構(gòu)與起爆順序掏槽眼和輔助眼采用反向裝藥方式；周邊眼采用單段空氣柱式裝藥結(jié)構(gòu)；炮眼的填塞，裝藥之前必須吹洗炮眼，將眼中的巖粉和水吹洗干凈。起爆順序：應(yīng)按掏槽眼一

21、一輔助眼一一幫眼一一頂眼一一底眼的順序先后起爆。 電爆網(wǎng)路計(jì)算i=l=U/（R線+nr）i準(zhǔn)I-網(wǎng)絡(luò)總電流i-通過每個電雷管的電流AU-起爆電源電壓V取V=900vR線-網(wǎng)絡(luò)主線電阻考慮爆破作業(yè)安全規(guī)程規(guī)定距離不小于150m時(shí)取R線=7.0X0.15=1.1n-串聯(lián)電雷管個數(shù)取n=46r-每個電雷管的全電阻取r=4歐I準(zhǔn)-式要求通過每個電雷管的準(zhǔn)爆電流按爆破作業(yè)安全規(guī)程規(guī)定取I準(zhǔn)=2.5Al=900v/(46*4+1.1)=4.86A2.5A編制爆破作業(yè)圖爆破原始條件名稱數(shù)量名稱數(shù)量巷道的掘進(jìn)斷面/m212.44炮眼數(shù)目/個46巖石堅(jiān)固性系數(shù)24雷管數(shù)目/個45炮眼深度/m2.6/2.4總裝藥

22、量(2號煤礦銨梯炸藥)/kg29.55裝藥量及起爆順序眼號眼名眼數(shù)/個眼深/m裝藥量起爆順序聯(lián)線方式裝藥結(jié)構(gòu)單孔小計(jì)卷數(shù)/個質(zhì)量/kg卷數(shù)/個質(zhì)量/kg1-6掏62.71.0426.3I串連槽眼65聯(lián)續(xù)反輔向7-2助142.50.76010.II裝0眼455藥32-34幫62.20.3121.8II44-眼40I4635-頂92.50.3452.7IV43眼4021-底112.50.7558.2V31眼4555.7管理制度掘進(jìn)隊(duì)的管理制度：為了充分利用工時(shí)，提高施工速度和質(zhì)量，做到安全生產(chǎn)，降低材料成本消耗，除了要有先進(jìn)的技術(shù)裝備和合理的勞動組織外，還要加強(qiáng)施工管理工作。為了充分發(fā)揮掘進(jìn)隊(duì)的設(shè)

23、備、技術(shù)優(yōu)勢，搞好生產(chǎn)管理工作，必須健全和堅(jiān)持以崗位責(zé)任制為中心的各項(xiàng)管理制度。1) 工種崗位責(zé)任制。工種崗位責(zé)任制要求人員固定、崗位固定、任務(wù)固定、設(shè)備固定、完成時(shí)間固定。其特點(diǎn)是任務(wù)到組、固定崗位、責(zé)任到人，根據(jù)井巷施工特點(diǎn)及工作性質(zhì)，將每個小班的人員劃分成若干作業(yè)組，每個小組或個人按照循環(huán)圖表規(guī)定的時(shí)間，使用固定的工具或設(shè)備，在各自崗位上保質(zhì)保量地完成任務(wù)。掘進(jìn)工作面的崗位責(zé)任制可以參考表7.3。2）技術(shù)交底制。工程開工前應(yīng)由工程技術(shù)人員就施工組織設(shè)計(jì)（或作業(yè)規(guī)程、施工技術(shù)、安全措施等）進(jìn)行技術(shù)交底，從而使每個職工對自己所施工巷道的性質(zhì)、用途、規(guī)格質(zhì)量要求、施工方案、施工設(shè)備及安全措施等有比較全面的了解。3）施工原始資料積累制。班組要有工人出勤、主要材料消耗、班組進(jìn)度、工程量、正規(guī)循環(huán)作業(yè)完成情況等原始記錄資料；對隱蔽工程應(yīng)做好原始記錄（包括隱蔽工程圖）；對砂漿、混凝土應(yīng)做取樣試驗(yàn)，關(guān)有試壓證明書；錨桿應(yīng)有錨固力檢驗(yàn)記錄，等等。為配合竣工驗(yàn)收，還應(yīng)提供巷道的實(shí)測平面圖，縱、橫斷面圖，井上、下對照圖，井下導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)圖及有關(guān)測量記錄成果表，地質(zhì)素描圖，巖層柱狀圖等。這些資料是施工的重要成果和評定工程質(zhì)量的重要依據(jù)，