坑道工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-. z坑道工程設(shè)計(jì) ：廖坤 專業(yè)：勘查技術(shù)與工程勘察方向 *：63100922 2013年5月15日 目錄坑道斷面設(shè)計(jì) .2采用工程類比法對(duì)級(jí)圍巖進(jìn)展初級(jí)支護(hù)設(shè)計(jì).5鉆爆說明書.5壓縮空氣量計(jì)算 .11通風(fēng)及風(fēng)量計(jì)算.12圍巖分級(jí).14完畢語(yǔ).17坑道工程課程設(shè)計(jì)一、坑道斷面設(shè)計(jì)1、*坑道運(yùn)輸設(shè)備如下：架線式機(jī)車ZK14外形尺寸：長(zhǎng)寬高=490013351550，軌距900，ZK10外形尺寸：長(zhǎng)寬高=450013601550，軌距900，單位均為mm；6m3礦車長(zhǎng)寬高=525020101645，4m3礦車長(zhǎng)寬高=370015501330，人行道寬度c為800-1000mm；非人行道側(cè)運(yùn)輸設(shè)備

2、與直墻間的平安距離a為300mm；采用雙軌運(yùn)輸，雙軌之間平安距離300mm；圍巖壓力中等水平，采用三心圓拱斷面形式，高跨比統(tǒng)一取1/4，h4軌面至集電弓子的高度1800-2200mm；ha道渣面至軌面的高度160mm；道碴高度220mm，試確定坑道凈斷面和掘進(jìn)斷面規(guī)格，并繪圖、標(biāo)注，計(jì)算坑道凈斷面和掘進(jìn)斷面面積，進(jìn)展通風(fēng)校核。1.確定坑道凈斷面和掘進(jìn)斷面規(guī)格，并繪圖、標(biāo)注，計(jì)算坑道凈斷面和掘進(jìn)斷面面積，進(jìn)展通風(fēng)校核。一坑道凈寬度=非人行道側(cè)運(yùn)輸設(shè)備與直墻間的平安距離a為300mm+24m3礦車長(zhǎng)寬高=370015501330+雙軌之間平安距離300mm+人行道寬度c為800mm=300+215

3、50+300+900=4600 mm三心拱的凈高度：圍巖壓力中等水平。常用的高跨比為1/4，凈高度=1/4坑道凈寬度=1150 mm畫圖后測(cè)量得：r=0.1727B=795.42mm R=0.9045B=4170.7mm墻的凈高: h=1800-=1800-386=1417mm二坑道墻高h(yuǎn))按行人要求確定墻高h(yuǎn)=1800-=1800-386=1417mm根據(jù)架線要求確定墻高 a1=+a=+300=1075mm取K=400mm D=0.2240.445說明導(dǎo)電弓子已進(jìn)入大拱圍，取架線高度距軌面高度h=2000mm,此時(shí)從道碴面起算墻高為：h=h+h+R-h0-=2000+160+4160.7-1

4、150-=1617mm式中：h軌面至集電弓子的高度，mm；h道渣面至軌面的高度，mm；b1軌道中心線與坑道中心線距離，mm； b1 B/2-A/2-ak集電弓子寬度之半，400450mm。按裝設(shè)管道確定墻高 =1800+305- =1323mmb2雙軌坑道人行道一側(cè)軌道中心線至坑道中心線間的距離，B/2A/2c根據(jù)以上計(jì)算，從道碴面算起墻高取h=1700mm三、坑道的凈斷面積與凈周長(zhǎng)1.坑道的凈斷面積S=B (h+0.198B)=4600(1700+0.1984600)=12m2.坑道的凈周長(zhǎng)L=2h2+1.22B=21700+1.224600=9012mm四、風(fēng)速校核查表得運(yùn)輸坑道允許通過的

5、最大風(fēng)速=6m/s, v=5.05m/s6m/s,符合規(guī)定。故此坑道斷面設(shè)計(jì)合理。五掘進(jìn)斷面規(guī)格坑道掘進(jìn)寬度 B=B+2T=4600+2200=5000mm坑道掘進(jìn)高度 H=h+h+d+h=1700+220+1150+200=3270mm坑道拱面積 S=2r+0.202-r2+(R+0.20)2-R2=0.792+0.791=1.583 m坑道墻面積 S=2hT=21.920.20=0.768m道碴面積 S=hB=0.224.6=1.012m坑道掘進(jìn)斷面積 S=S+S+S+S=12+1.583+0.768+1.012=15.363m每米巷道砌碹所需混凝土 V=V+V+V=1.583+0.768

6、 =2.351 m掘進(jìn)斷面面積：S=15.36二、采用工程類比法對(duì)級(jí)圍巖進(jìn)展初級(jí)支護(hù)設(shè)計(jì)以坑道斷面設(shè)計(jì)所得凈斷面采用工程類比方法對(duì)級(jí)圍巖進(jìn)展初期支護(hù)設(shè)計(jì)，說明設(shè)計(jì)過程并繪圖。 根據(jù)題中給出圍巖壓力中等水平，一般的級(jí)圍巖條件下，采用噴射混凝土，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度一般不低于c20，圍巖松散、穩(wěn)定性極差的土巖體中，可采用噴射鋼纖維混凝土，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度一般不低于c25，噴射混凝土厚度應(yīng)不小于5cm，不大于25cm，隧道噴混凝土一般配合使用單層準(zhǔn)6.5鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距150250mm，隧道系統(tǒng)錨桿一般采用準(zhǔn)25-準(zhǔn)27中空注漿錨桿和砂漿錨桿，對(duì)于巖體破碎、成孔困難的圍巖，可采用準(zhǔn)27-準(zhǔn)32自進(jìn)式錨桿，錨桿露頭局

7、部加墊板，錨桿長(zhǎng)度根據(jù)圍巖地質(zhì)情況確定。鋼架支撐一般用在地質(zhì)條件較差，自穩(wěn)時(shí)間短、初期變形大的地層中。隧道的洞口淺埋段及圍巖中常用到鋼架支撐。隧道的鋼架支撐常用格柵鋼架、工字鋼鋼架，也有用到型鋼架，鋼架間距根據(jù)地質(zhì)情況一般為0.6-1.0m。三、鉆爆說明書以坑道斷面設(shè)計(jì)所得掘進(jìn)斷面進(jìn)展全斷面開挖，對(duì)其進(jìn)展鉆爆設(shè)計(jì)，繪制炮孔布置三面投影圖，并按照爆破說明書容編制爆破說明書。爆破原始條件級(jí)及級(jí)以上圍巖，采用全斷面開挖的方法。選用的鑿巖爆破器材：炸藥：選用銨梯炸藥雷管品種：電雷管起爆、導(dǎo)爆索起爆鑿巖機(jī)：氣腿式鑿巖機(jī)7655一個(gè)工作面上同時(shí)開動(dòng)鑿巖機(jī)的數(shù)量：其中，S-開挖斷面積，15.36；-每臺(tái)鑿巖

8、機(jī)的工作面積，取4求得N=3.84，取整得4因此，根據(jù)工程需求鑿巖機(jī)的數(shù)量預(yù)備8臺(tái)。鑿巖機(jī)械生產(chǎn)效率：其中，-鑿巖機(jī)實(shí)際生產(chǎn)效率，；-純鉆速，取1.0；-同時(shí)開動(dòng)干擾系數(shù)，取0.8；-工作時(shí)間利用系數(shù)，取0.8；求得=0.64確定鑿巖爆破綜合參數(shù)鉆孔爆破根本參數(shù)包括：?jiǎn)挝粠r體炸藥消耗量q、單孔裝藥量、工作面總鉆孔數(shù)量N，一次開挖循環(huán)炸藥量Q、周邊孔平均炸藥量、輔助孔崩落孔平均炸藥量、掏槽孔炸藥量以及掏槽形式等。 單位巖體炸藥消耗量q 單位巖體炸藥消耗量，取決于巖石性質(zhì)，隧洞斷面、炮孔深度及掏槽方式等各種因素。 以全斷面開挖為例，根據(jù)經(jīng)歷，隧洞斷面在4100m2時(shí)，按如下經(jīng)歷公式計(jì)算： q式中：

9、S斷面面積，洞室開挖斷面積S15.36； a修正系數(shù)，取0.60.8，炮孔偏差取值，本次取0.7。 故q14/15.36+0.7=1.611單孔裝藥量 根據(jù)如下經(jīng)歷公式計(jì)算：式中：每個(gè)炮孔的裝藥用量，kg； d藥卷直徑，m；取d0.035m； 藥卷裝藥密度，； L炮孔平均深度，m；本工程取L=2.3m； a充填系數(shù)，取a0.5。 故1.058kg 工作面總鉆孔數(shù)N用如下經(jīng)歷公式計(jì)算： N式中：N工作面總鉆孔數(shù)； q單位耗藥量，,由前面可知：q1.611； V爆破巖體的體積，。按進(jìn)尺2m計(jì)算，V30.72； 單孔裝藥量kg，由前知：1.058kg。 故 N1.61130.72/1.058=47孔

10、 一次開挖循環(huán)炸藥量 用如下經(jīng)歷公式計(jì)算： Q =N 式中：Q一次開挖循環(huán)的炸藥用量，kg 故QN1.0584749.726kg 5掏槽孔炸藥量按如下經(jīng)歷公式計(jì)算：=1.25Q/N 式中：掏槽孔的炸藥用量 故1.25Q/N1.2549.726/47=1.323kg/孔 周邊孔平均炸藥量，按如下經(jīng)歷公式計(jì)算： 式中：周邊孔的平均炸藥量，kg； E周邊孔間距，本次取E0.5m； W周邊孔的最小抵抗線，本次取W0.65m；周邊孔的孔深，m 本次取2.3m； q單位耗藥量kg/m3，由前可知，q1.611 故 輔助孔崩落孔平均炸藥量，按如下經(jīng)歷公式計(jì)算： 式中：輔助孔的平均炸藥量，kg； 掏槽孔數(shù)不含

11、空孔；4個(gè) 周邊孔孔數(shù)輔助孔的間距取100120cm，布孔時(shí)，如果孔放不下所需藥量，可適當(dāng)增加輔助孔數(shù)。22個(gè) 8掏槽方式 根據(jù)洞室工程地質(zhì)條件，石方洞挖時(shí)采用直眼掏槽，形式為對(duì)稱形。 鉆孔參數(shù) 類圍巖單位巖體耗藥量kg/m31.611單孔裝藥量kg1.058工作面總鉆孔數(shù)個(gè)47一次開挖循環(huán)藥量kg49.726掏槽形式 對(duì)稱形掏槽孔炸藥量kg/孔1.323周邊孔平均炸藥量kg0.963輔助孔平均炸藥量kg1.107周邊光爆孔間距m0.5循環(huán)進(jìn)尺m2鉆孔深度m 2.3 炮孔直徑mm42開挖斷面積15.36光爆孔線裝藥密度g/m 230輔助孔炮孔間距m11.29單孔藥卷個(gè)數(shù)確實(shí)定：,0.5取整得7

12、，0.5取整得5，0.5取整得6鉆孔孔位布置鉆孔孔位布置鉆孔孔位布置鉆孔孔位布置 根據(jù)前面的爆破參數(shù)對(duì)各洞段石方洞挖的鉆孔孔位進(jìn)展布置。 周邊孔間距為0.5m，輔助孔間距為0.81.0m。 鉆孔 采用風(fēng)鉆進(jìn)展鉆孔。鉆孔孔位根據(jù)測(cè)量定出的中線、腰線及開挖輪廓線確定；周邊孔應(yīng)在斷面輪廓線上開孔，沿輪廓線的調(diào)整圍和掏槽孔的孔位偏差不應(yīng)大于5cm，其它炮孔的孔位偏差不得大于10cm。炮孔的孔底應(yīng)落在爆破圖規(guī)定的平面上。炮孔經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破。吹孔、裝藥、封堵 鉆孔完畢后，要及時(shí)對(duì)每個(gè)炮孔進(jìn)展吹孔。吹孔完畢后根據(jù)各孔的裝藥量用人工進(jìn)展裝藥，裝藥應(yīng)先將藥卷放進(jìn)炮孔口，再用膠棒輕輕推至炮孔深處，裝藥

13、后，用粘土塞進(jìn)展封堵，炮孔封堵一定要嚴(yán)密，結(jié)實(shí)。點(diǎn)火起爆起爆順序?yàn)椋禾筒劭紫绕鸨?，再起爆輔助孔，周邊孔最后同時(shí)起爆。 起爆方式：周邊孔采用導(dǎo)爆索引爆，掏槽孔、輔助孔均采用電雷管起爆。爆破指揮人員要確認(rèn)洞的平安戒備工作完成，并發(fā)布放炮信號(hào)后，方可發(fā)出起爆命令；戒備人員應(yīng)按規(guī)定戒備點(diǎn)進(jìn)展戒備，在未確認(rèn)撤除戒備前不得擅離職守；要有專人核對(duì)裝藥，起爆炮孔數(shù)。起爆后，確認(rèn)炮孔全部起爆，經(jīng)檢查前方可發(fā)出解除戒備信號(hào)，撤離戒備人員。如發(fā)現(xiàn)盲炮，及時(shí)處理。四、通風(fēng)及風(fēng)量計(jì)算根據(jù)施工各工序情況，自行安排該坑道施工人員數(shù)，并利用爆破設(shè)計(jì)所需炸藥量，確定掘進(jìn)該坑道通風(fēng)所需風(fēng)量。通風(fēng)排煙的目的是為了排除爆破后的有害氣

14、體、機(jī)動(dòng)車輛排放的有害氣體和巖石粉塵，凈化洞空氣，縮短散煙和作業(yè)循環(huán)時(shí)間，以加快施工進(jìn)度，并保證洞施工人員的身體*。 通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)方式人員配置：鉆孔：4臺(tái)7655式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)同時(shí)工作，每臺(tái)1個(gè)人計(jì)4個(gè)人，機(jī)動(dòng)1人，總計(jì)5人；裝藥，連接爆破網(wǎng)絡(luò)：23個(gè)人；出渣：23個(gè)人支護(hù)：由于圍巖級(jí)別不需要超前支護(hù)，進(jìn)展初級(jí)支護(hù)，錨噴支護(hù)，67個(gè)人外加監(jiān)理等初步估計(jì)同時(shí)洞工作人數(shù)在20人左右。1根據(jù)同一時(shí)間，洞工作人員數(shù)及燃機(jī)功率計(jì)算：k風(fēng)量備用系數(shù)，取1.1；m同時(shí)在洞工作人數(shù)，取20；q1每一工作人員所需新鮮空氣量，取4；n洞同時(shí)工作的燃機(jī)功率，HP或KW；q2每馬力或每千瓦功率的耗氣量，取28m3

15、/minHP或4m3/minKW；按爆破作業(yè)確定通風(fēng)量壓入式通風(fēng)量：壓人式通風(fēng)計(jì)算風(fēng)量(m3/min)；S隧洞的斷面面積()，15.36；L隧洞長(zhǎng)度(m),2m；Q同時(shí)爆破的炸藥量(kg)，49.726kg；通風(fēng)時(shí)間,按掘進(jìn)循環(huán)圖表中確定的通風(fēng)時(shí)間計(jì)算,一般定為0.51h,取0.5h五、壓縮空氣量計(jì)算確定該坑道掘進(jìn)時(shí)所需壓縮空氣量假定只有鑿巖機(jī)需要空壓機(jī)供應(yīng)壓縮空氣，鑿巖機(jī)數(shù)量自行確定。其中：N使用臺(tái)數(shù),4臺(tái)；q每臺(tái)耗風(fēng)量，3.2查；同時(shí)工作系數(shù)，取0.95；風(fēng)動(dòng)機(jī)具磨損系數(shù)，鑿巖機(jī)取1.15；得其中：管道漏風(fēng)系數(shù)，取1.15；q同時(shí)工作的各種風(fēng)動(dòng)機(jī)具耗風(fēng)量：得空壓機(jī)使用平安系數(shù)，取電動(dòng)為1.

16、4；K效率降低的修正系數(shù)，一般采用1.05；Km不同海拔高度增加高壓風(fēng)耗風(fēng)量的修正系數(shù)，取1.01；Q風(fēng)動(dòng)機(jī)具同時(shí)工作耗風(fēng)量總和：六、圍巖分級(jí)*隧道巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)表日期: 2008.9.12 巖石名稱：花崗閃長(zhǎng)巖 取樣地點(diǎn)：RK343+660表1參數(shù)編號(hào)點(diǎn)間距試件寬度等效直徑破壞荷載強(qiáng)度指數(shù)強(qiáng)度指數(shù)抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度D(cm)L(cm)De2(cm2)P(kN)Is(MPa)Is(50)( Mpa)t(Mpa)c(Mpa)14.7229.11254.7944.900.0890.0380.0821.96424.2125.11827.4529.330.3400.1230.2644.74034.2

17、7212.21466.4485.400.0810.0360.0771.88643.6528.1137.71816.200.4300.1670.3595.96154.2087.12838.19811.110.2910.1140.2454.47764.8412.70278.2912.930.0370.0170.0371.07475.4684.8233.56411.120.3310.1250.2694.79785.018.15852.0497.510.1440.0600.1292.76696.3626.40251.8689.930.1910.0800.1723.433105.116.60642.98

18、810.390.2420.0970.2093.966115.596.67247.49613.960.2940.1210.2604.682125.517.64853.66511.190.2090.0880.1893.687133.568.2237.26610.360.2780.1080.2324.299144.4714.9785.21624.590.2890.1350.2905.082156.747.40863.58520.130.3170.1390.2995.195165.5247.6954.0973.680.0680.0290.0621.604*隧道RK343+660巖體聲波測(cè)試數(shù)據(jù)表編號(hào)發(fā)射點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)位置測(cè) 距S(m)時(shí) 間Tp(us)波 速m