巷道设计排版后副本.docx
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巷道设计排版后副本
前言………………………………………………………………………………………….…………………….……..3
第一章概况……………………………………………………………………………………….……..3
设计内容..……………………………………………………………………………………………………..………9
第二章巷道断面施工图设计……………………………………………………………..….12
巷道施工组织设计………………………………………………………………………………………………12
第三章钻眼爆破工作…………………………………………………………………..…………12
第四章掘进通风…………………………………………………………………………..…………21
第五章岩石装运工作…………………………………………………………………..…………24
第六章支护工作………………………………………………………………………..……………29
第七章巷道掘进的辅助工作……………………………………………………………..…..32
第八章编制巷道施工循环图表.........……………………………………………………..38
第九章施工劳动组织……………………………………………………………………….…….42
第十章技术经济指标…………………………………………………………………….…….…43
第十一章巷道施工布置图………………………………………………………………………….44
参考文献…..……………………………………………………………………………………………………….45
前言
1概况
某煤矿，年能力为240万t设计，单水平立井开拓，中央分列式通风。
该矿东翼轨道大巷设计长1500m，服务年限为25年，通过巷道的最大涌水量为120m3/h，设计为双轨运输，轨距900mm，采用8吨蓄电池电机车牵引1.5t标准矿车运输。
●设计条件
1..矿井年设计生产能力：
240万t
2.矿井开拓方式：
单水平立井开拓
3.矿井沼气等级：
低瓦斯矿井
4.全矿通风方式：
中央分列式通风
5.设计巷道的名称：
东翼轨道大巷
6.设计巷道的服务年限:
25
7.设计的巷道长度：
1500m
8.通过巷道的风量：
80m3/s
9.过巷道的矿井最大涌水量：
120m3/h
10.巷道穿过岩层的类别：
中细砂岩（15.77m）、粉砂岩（3.0m）、3上煤（6.68m、泥岩（0.4m）等
11.岩层倾角：
岩层0~220m，岩层3。
~4。
上升；220~480m，岩层3。
~4。
上升;480~860m，7。
~8。
上升；860~950m，岩层14。
~16。
上升
12.层、节理发育程度：
13.岩层的裂隙涌水：
14.沼气等级及突出危险程度：
瓦斯的突出量:
0.53m3/t，
低瓦斯矿井
15.围岩分类等级：
16.其它自然条件：
17.巷道的运输方式：
轨道运输
轨路数目及轨距：
双轨运输
电机车类型：
8吨蓄电池机车
矿车类型：
1.5t标准矿车
18.拟敷设的管路类别及规格：
2趟直径为200mm的压风管和1趟直径为108mm的水管
19.拟敷设的缆线类型及趟数：
敷设2根动力、1根照明和2根信号电缆
20.该巷道的施工进度要求：
120m/月
设计内容
2巷道断面施工图设计
2.1巷道断面形状：
该巷道围岩为中等稳固的围岩且埋藏比较深，且该巷道的服务年限为25年，采用半圆拱形巷道更有利于巷道的支护，并且该种断面对于使用钻眼爆破法掘进施工也更为合适。
2.2选择道床参数：
a）钢轨型号的选取：
由电机车采用8t蓄电池电机车和1.5t标准矿车运输，查表《矿山建设工程》p187表8-4
可知选择钢轨型号为30kg/m
b）轨枕的规格选取：
由钢轨的型号30kg/m，采用木枕，查《矿山建设工程》p187表8-5
可知选取的轨枕型号为:
木枕轨距为900mm
全长1600m高度120mm上宽120mm下宽150mm
c）道渣高度的确定：
由钢轨的型号30kg/m，查《矿山建设工程》p188表8-6可知道床的总高度360mm，道渣高度200mm，道渣面至轨道垂高160mm
道床的宽度=轨枕全长+200=1600+200=1800mm
（道床应选用坚硬和不易风化的碎石或卵石做道渣，粒度以20~30mm为宜，并不准掺有碎末等杂物，使其具有适当的孔隙率利于排水和良好的弹性。
道渣的高度选择也应与选用的钢轨型号相适应，其厚度不得小于100mm，至少要把轨枕1/2~2/3高度买入道渣内。
）
2.3确定管线布置位置
管道采用锚杆悬挂的方式设置在人行道一侧，且管道下部距水沟盖板的垂直高度为1.8m，且管道悬吊件的总高度为0.9m。
（通信电缆应设置在电力电缆上方0.1m以上的距离；高压电缆与低压电缆的距离要大于0.1m以上，高压电缆之间与低压电缆之间的距离大于0.05m；电缆两个悬挂点之间的距离不得大于3m，电缆与运输设备之间的距离不得小于0.25m）
2.4巷道净断面尺寸
2.4.1巷道净宽度的确定
XK8-9/144KBT蓄电池机车宽度1350mm、高1600mm、长4470mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm
由《井巷工程》p14得知非人行道一侧运输设备与墙的安全间隙为200mm，如有电缆时，其间隙应取270mm
B=270+1350*2+330+700=4000
故取巷道净宽取4000mm
2.4.2确定巷道拱高h0
半圆拱形巷道拱高h0=B/2=4000/2=2000mm
半圆拱的半径R=h0=2000mm
2.4.3确定巷道壁高h3
1.按蓄电池机车距管子距离的要求，由《巷道施工技术》表1-5得：
h5：
砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》，取h5=1800mm
h7：
管子悬吊件总高度取h7=900mm
A1：
蓄电池机车最大宽度，A2=1350mm
m1：
蓄电池机车距管子安全距离取m1=200mm
hb：
底板到道砟面的高度取hb=200mm
D：
压风管的直径D=200mm
b2：
轨道中线与巷道中线的间距b2=B/2-C1=4000/2-1370=630mm
h3
1800+900+200-
=1706.69
综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1800mm则巷道的净高度：
H=h5-hb+h0=1800-200+2000=3600
2.4.4确定巷道净断面积S和净周长P
根据《巷道施工技术》表1-7得净断面积：
S=B（0.39B+h2）
h2:
砟面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1800-200=1600mm
S=4000*（0.39*4000+1600）=12.64m2
净周长：
P=2.57B+2h2=2.57*4+2*1.6=13.48m
2.5巷道风速的验算
v：
通过该巷道的风速，m/s
Q：
根据设计要求通过该巷道的风量，80m3/s
S:
巷道的净断面积，m2
vm：
该巷道允许通过的最大风速，v=8m/s
=
=6.33
=8
2.6选择支护参数
根据《巷道施工技术》p195表3-21可得，对于中等稳定的岩层和跨度为4m的巷道
喷射混凝土厚度T1=100mm；且锚杆外露岩面长度T2=100mm，锚杆深度为1800mm，间距为1000mm.
2.7确定水沟参数
水沟设置在人行道一侧，采用的锚喷矩形断面水沟，并加设盖板，水沟盖板顶面与道渣面平齐，水沟底板掘进标高比巷道壁高出50mm，为了使水沟中的水流畅通，水沟纵向坡度设为0.4%；为了不使巷道内积水，巷道横向水沟的一侧应有0.2%的坡度，并且在水沟侧面壁上每隔一定的距离设有直径为50mm的泄水孔，该巷道的最大涌水量为120m3/h。
由以上可知选用的水沟的参数分别为：
支护类别：
锚喷支护；坡度0.4%；流量120m3/h；上宽、下宽、深度500mm；断面：
净断面0.25m2；掘进断面0.306m2；盖板每米材料消耗量：
盖板钢筋2.036；混凝土0.0323m2；水沟每米材料消耗量：
0.161m3
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行到一侧，通讯电缆挂在管子上方。
2.8确定巷道的掘进断面尺寸
半圆拱巷道设计掘进断面积：
S1=B1（0.39B1+h3）
B1=B+2T=4000+200=4200mm
B2=B1+2
=4200+2*75=4350mm
S1=[4200*（0.39*4200+1800）]mm2=14.439m2
S2=B2[0.39B2+h3]=4350*[0.39*4350+1800]mm2=15.209m2
S1:
巷道设计掘进断面面积
S2：
巷道计算掘进断面积
B2：
巷道计算掘进宽度
B1：
巷道设计掘进断面宽度
2.9编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表
围岩类别
断面
设计掘进尺寸
mm
喷射厚度（锚喷厚度）T1（T）mm
锚杆
净周长m
净
设计掘进
宽度B1mm
高度H1mm
型式
外露长度T2mm
排列方式
间排距mm
锚深mm
直径mm
13.48
12.64
14.439
4000
3400
100
钢筋砂浆
100
矩形
1000
1800
14
每米巷道材料消耗计算
每米巷道计算掘进体积：
V2=1*S2=15.209m3
锚喷巷道每米墙角掘进体积：
V3=0.2*（0.1+0.075）m3=0.035m3
仅拱部打锚杆时锚杆消耗周长：
P’1=1.57*B2=1.57*4.350=6.829m
仅拱部打锚杆每米巷道锚杆消耗：
=7.829根
每米巷道拱和墙的喷射材料消耗：
V’=1.57（B2-T1）T1+2h3*T1=1.57*（4.35-0.1）*0.1+2*1.8*0.1=1.03m3
每米巷道墙角喷射材料消耗：
V0’=0.2T1=0.2*0.1=0.02m3
每米巷道锚喷材料：
V3=V’+V0’=1.03+0.02=1.05m3
每米巷道消耗钢筋的重量：
G=N’*[（L+0.1）π（d/2）
]=
7.8*[（1.8+0.1）*3.14*（0.014/2）2*7850]kg=17.89kg
每米巷道锚杆注孔砂浆消耗：
V4=N*L*Sa=7.82*1.8*3.14*（0.0212-0.0072）m3=0.017m3
每米巷道粉刷面积：
Sn=1.57（B2-2T）+2h2=1.57*（4.35-2*0.1）+2*1.6=9.72m2
每米巷道材料消耗表
2.10绘制巷道断面施工图（1:
50）
围岩分类
计算掘进工程量
锚杆数量（根）
材料消耗量
粉刷面积
喷射材料
锚杆
托板
钢丝网
巷道
墙角
钢筋
木根
注浆量
铸铁
木个
15.209
0.035
7.8
1.05
17.89
---
0.017
---
---
---
9.72
见附图，2.10-1
巷道施工组织设计
3钻眼爆破工作
基本情况
该巷道断面为半圆拱形，采用锚喷支护，掘进宽度为4200mm,掘进高度为3400mm,掘进断面积为14.439m2，该大巷穿过的岩层有中细砂岩、粉沙岩、泥岩，主要以沙岩为主，该大巷水文地质情况简单，通过矿井的最大涌水量为120m3/h,该矿属于低瓦斯矿井。
该井筒采用短段掘砌混合作业，凿岩台车打眼，每月工作25d，一昼夜完成二掘一砌，月计划进尺120m,预计炮眼利用率为85%，月循环率为90%。
3.1选择钻眼机具
●凿岩机按其动力分风动、液压、内燃和电动四类。
岩巷掘进中大量应用的是气动凿岩机和液压凿岩机。
ZY24M双级气腿凿岩机是“二小作业”配套设备，具有简单、实用、轻便，一次成孔，一机两用，可打锚杆孔，适应不同高度的巷道，其范围为1.00~3.76m。
本设计采用ZY24M双级气腿凿岩机和LC10-2B凿岩台车，其主要性能参数见下表。
●ZY24M双级气腿凿岩机主要性能参数
整机质量/kg
扭矩/N﹒m
冲击能/J
冲程/mm
长度/mm
工作气压
MPa
凿岩深度/m
钎尾尺寸
25
13
55
70
720
0.5
587
140
252
B22*108
●选择LC10-2B型履带式防爆全液压双臂台车
技术特征
数据
钻臂数/个
2
最大掘进断面b*h
2.6*3~5.15*3.5
钻臂型号
---------
液压凿岩机型号
CYY20
钻孔直径/mm
20~
45
钻杆型号
B25波形螺纹
推进器型号
---------
最大钻孔深度
2800
钻孔速度
1.5
推进力/kN
9
总功率/kw
45
底盘型号
履带式
行走驱动形式
电气~液压马达
行走速度km/h
3
爬坡能力
14°
外形尺寸l*b*h
7000*1300*1600
总质量/t
7.55
●选择钎杆的规格、钎头的形状和直径
钎杆选取B22的六角锥形钎杆；选取QTY42/Z22的一字型钎头，由于施工的速度要求的月进尺为
120m，双轨巷道，断面较大，所以选用1台凿岩机车。
3.2选择爆破器材
3.2.1由于该矿为低瓦斯矿井，所以选用煤矿许用炸药，采用毫秒延期雷管，总延期时间不能大于130ms
炸药种类：
SMⅡ-4型煤矿许用水胶炸药
炸药名称
密度/g·cm-3
爆速/m·s-1
爆炸能/J·g-1
用途
SMⅡ-4
1.72
4200
807
高瓦斯硬岩爆破
药卷规格：
直径D35mm，120g每卷，每卷药卷长度120mm
雷管品种：
V段毫秒延期电雷管
放炮器型号：
BMZT-FD200D（A）
3.2.2编制巷道掘进爆破图表
炮孔深度的确定
按月进度计划确定
（3-1）
式中L---炮孔深度，m
L0---井筒施工计划月进度/m，L=120
T---规定完成巷道掘进任务的月数，T=1
Nm---每月实际作业天数/d，考虑备用系数Nm=25d
Nb---每日完成循环数，取2
Nx---每班工作循环数，取1
---炮眼利用率，取0.85
代入数据，
计算总装药量、炮孔数、炸药消耗量的分配、实际装药量
炮孔数目：
3.2.3掏槽眼的布置
掏槽方式的选择：
选择直孔掏槽形式，直孔掏槽炮孔的深度不受巷道断面大小的限制，并且直孔掏槽更适合用于中深孔或深孔爆破，爆破的岩石块度均匀，岩石抛掷不远，且利于凿岩台车钻孔。
选用单孔形菱形掏槽方式，所以掏槽眼数为N1=5个眼，因为f---4~6,所以水平眼距取130mm，垂直眼距取200mm。
3.2.4周边眼和底眼的布置：
周边眼采用光面爆破，距巷道轮廓线的距离为100mm，相邻的两个周边眼的间距为600mm，拱基线以上的周边眼的装药系数为0.15，拱基线以下的周边眼的装药系数为0.25.
N2=
取16个孔
底眼空孔比底板高超出200mm，底眼比巷道底板底200mm，且炮孔深度超深200mm，底眼间距500mm，底眼的装药系数为0.6.
底眼数目N5=3800/500=7.6取8个孔
3.2.5辅助眼的布置：
辅助孔的孔深为1.88m，第一圈辅助孔和第二圈辅助孔最小抵抗线都为720mm，各圈中两个相邻的辅助孔间距为550mm，辅助孔的装药系数为0.5。
第一圈辅助眼数：
N3=
取10个
第二圈辅助眼数：
N4=
取14个
3.2.6总炮眼数为
N=N1+N2+N3+N4+N5=5+16+10+14+8=53个
3.3炸药消耗量计算
2.3.1单位原岩炸药消耗量：
查《矿山建设工程》p206表8-11可知
q=1.48kg/m3
每一掘进循环爆破的岩石体积，所使用的总药量：
Q=qv=qSLη=1.48*14.43*2.8*0.85=51.19kg
Q---每个作业循环所使用的总炸药量，kg
2.3.2每眼消耗炸药量=
2.3.3按掏槽眼：
崩落眼：
周边眼：
=3：
2：
1
2.3.4掏槽眼每眼装药:
981.13*1.5=1471.7g，装药卷数:
1471.7/120=12.26个，取13个
崩落眼每眼装药量：
:
981.13g，装药卷数：
:
981.13/120=8.17个，取9个
周边眼每眼装药量：
:
981.13
0.5=490.56g，装药卷数:
490.56/120=4.08个，取5个
底眼每眼装药个数：
6个
总药卷个数：
13
4+24
9+16
5+8
6=396卷
实际炸药消耗量：
掏槽眼13
120
4=6240g=6.24kg
崩落眼9
24
120=25920g=25.92kg
周边眼16
120
5=9600g=9.6kg
底眼8
6
120=7200g=5.8kg
实际炸药消耗总量：
6.24+25.92+9.6+5.8=47.56kg
实际q=47.56/40.69=1.16kg/
掘进断面的炮眼布置图
见附图3.3-1
3.4爆破网络和装填结构设计：
3.4.1装药结构联线及起爆方式确定
周边眼采用不耦合装药结构，崩落眼和掏槽眼采用耦合装药结构，都使用反向爆破方式，以增加炸药应力及其作用时间。
提高爆破效果。
另外，要求引爆导线是够长，并防止起爆炸药受潮。
如图：
为防止个别炮眼联线有误而造成全网络拒爆，故用串联电路，采用防爆型电容式发爆器，放炮母线采用专业防爆线，连接线可使用裸露铝线，并用木桩加高，防止水。
3.5爆破原始条件
名称
单位
数量
名称
单位
数量
巷道掘进断面
m2
14.43
炮眼数目
个
53
岩石坚固性系数
4~6
雷管数目
个
52
炮眼深度
m
2.8
总装药量
Kg
47.56
3.6炮眼排列及装药量
眼号
炮眼名称
眼数
眼深
每个炮眼装药量
装药结构
起爆顺序
联线方式
个
m
卷数
装填率，%
卷数个
重量kg
1
空眼
1
3.4
0
2~5
掏槽眼
4
3.2
1.6
13
70
52
6.24
连续反向装药
Ⅰ
串联
6~15
一圈辅助眼
10
2.8
1.02
9
50
90
10.8
连续反向装药
Ⅱ
串联
16~29
二圈辅助眼
14
2.8
1.02
9
50
126
15.12
连续反向装药
Ⅲ
串联
30~37
底眼
8
3
0.72
6
60
48
8.64
连续反向装药
Ⅳ
串联
38~47
周边眼（拱基线以上）
10
2.8
0.5
5
25
50
10.8
连续反向装药
Ⅴ
串联
48~53
周边眼（拱基线以下）
6
2.8
0.5
5
25
30
6.48
连续反向装药
串联
3.7预期爆破效果图
名称
单位
数量
炮眼利用率
0.85
每循环工作面进尺
m
2.39
每循环爆破实体岩石
M3
40.4
炸药消耗量
Kg/m3
1.48
每米巷道炸药消耗量
Kg/m
19.89
每循环炮眼总长度
M/循环
148.8
每立方米岩石雷管消耗量
个/m3
1.53
每米巷道雷管消耗量
个/m
22.18
3.8钻眼爆破安全措施
1．矿井下必须按矿井沼气等级使用相应的炸药和雷管，不得使用含水超过5%的铵梯炸药。
在有沼气或煤尘爆炸危险的煤层中和距煤层10米以内时，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。
使用煤矿许用毫秒电雷管时，最后一段的延期时间不超过130毫秒。
2．放炮员认真检查炸药、雷管是否合格，引药只准放炮员携送入井。
3．装药前和放炮前，必须检查放炮地点20米以内风流中的沼气浓度，达到1%时禁止放炮。
放炮后，检查巷道内设备，清除崩落在设备上的矸石；
4．联线时切断井下一切电源，用矿灯照明，信号装置及带电物也提至安全高度。
放炮母线和连线不得同钢轨、钢管等导电体接触。
5．放炮员必须最后离开放炮地点，到安全地点放炮，放炮前必须先发出警号。
6．所有人员必须离放炮地点不得小于70米，
7．放炮通风后必须仔细检查放炮地点的瓦斯、瞎炮、危岩等情况，如有险情及时排除。
8．穿过有瓦斯煤层时，其安全措施与平巷相同。
4掘进通风
4.1确定通风方式
巷道掘进过程采用长抽短压混合式通风方式，该混合式通风兼有抽出式与压入式通风的优点，是大断面长距离岩巷掘进的较好的通风方式。
4.2风扇和风筒选择
巷道通风距离1500m，选用直径为500mm的风筒，根据《煤矿安全规程》，通风机的选择应满足掘进工作面工作人员的呼吸要求（人均4m3/min）,同时要能在规定通风时间能清除工作面因爆破和装岩转运引起的烟尘。
因为井下空间有限，井下掘进通风选用轴流式，轴流式具有体积小、使用安装方便和便于串联通风等优点。
根据《设计守则》，风机、风筒规格选择如下表：
风机规格
型号
转速/r.min-1
全风压/pa
风量/m3.min-1
电机功率/KW
动轮直径/m
BKJ66-11
No5.0
2950
1200~2300
240~420
15
0.50
风筒规格
风筒名称
直径/mm
每节长度/m
壁厚/mm
重量/kg.m-1
胶布风筒（含胶30%）
600
10
1.2
2.3
4.3通风设备布置
巷道掘进过程采用长抽短压混合式通风方式。
其局部压入式的吸风口与抽出风筒抽入口的距离为16m，压入式出风筒距掘进工作面距离为10m。
压入风筒吸风口与抽出风筒抽入口的距离应大于15m。
通风机安置在有新鲜空气流通的洞口，风筒随着掘进距离增大而加长，当距离过长而风速达不到所需要求时，可在掘进巷道中添接通风机，使风速达到《安全规程》的要求。
局扇和风筒的布置如图
4.4通风管理工作
（1）选择合理的通风方式，在安全许可的条件下，应尽量采用混合式通风；
（2）采用局部通风机联合作业；
（3）采用大直径风筒，这是降低风筒风阻最有效的措施；
（4）增加节长，减少节头数可减少接头局部风阻和漏风；
（5）改进接头方式，采用漏风少，局部风阻小的接头方式；
（6）改善风筒安装吊挂质量，减少风筒风阻；
（7）减少风筒漏风；
（8）风筒应设放水孔，及时放出风筒中凝集的积水；
（9）局部通风机启动时，应先断续开停几次后，再使风机投入运行，避免风筒破裂或接头断开
（10）加强局部通风机和风筒的管理和维修，使其始终处于良好的工作状态
4.5巷道掘进掘进测量工作：
掘进测量工作也随着掘进的进行而同步展开，用激光指向仪定向，中线为巷道断面正中心，用经纬仪确定坡度。
按照设计要求在作业面上画出炮眼数目、分布位置。
保证掘进工作按照设计要求顺利进行。
5岩石的装运工作
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