昆明理工井巷设计课程文档格式.doc
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五、施工组织循环表的制定 -15-
5.1确定日工作制度 -16-
5.2确定作业方式 -16-
5.3计算循环时间 -16-
六、感悟 -17-
七、参考文献 -18-
一、设计的目的
为了使我们对《井巷工程》这门课程中所学的知识、基本理论方法有个全面系统的掌握，并进行井巷设计和施工设计。
通过本设计，我们将对《井巷工程》课程有个深入全面的了解，并学会利用各种工具书和参考文献资料等。
提高学生独立思考的能力，初步达到学以致用的目的。
二、设计的任务
该平巷为某铜矿石门运输巷道（单轨），服务年限18年。
矿山设计年产量58万吨/年。
设计长度400m，巷道运输量750吨/天。
该平巷布置在矿体下盘，矿体下盘为矽质板岩，比较稳固，f=9；
体重为2.90吨/m3，松散系数1.68。
最大涌水量22m3/小时。
巷道通风量8.3m3/s。
掘进任务140m/月。
三、巷道断面的设计
3.1已知参数
一.服务年限18年
二.年生产量58万吨/年
三.设计长度400m，掘进任务140m/月
四.巷道通风量8.3m3/s
五.最大涌水量22m3/小时
六.矿体下盘为矽质板岩，f=9，体重2.90吨/m3，松散系数1.68
3.2巷道断面形状的选择
该矿为铜矿，且设计年产量58万吨/年，属于中型的铜矿山；
巷道运输量750吨/天，服务年限18年，不是水平运输大巷，为一般运输巷道；
矿体下盘为矽质板岩，穿过比较稳定的矽质板岩，f=9。
因此，根据其年产量、服务年限、承受地压等特点，在此选用拱高f0=B0/3的圆弧拱形断面，轨距为600mm单轨运输线路，选择锚喷支护作为永久支护。
3.3巷道净断面尺寸
1.巷道净宽度
根据该矿山年产量58万吨/年，查《井巷工程》表1-1、表1-7可知该矿应选用的电机车为ZK10-6/250型架线式电机车，轨距为600mm；
选用YGC2（6）固定矿车。
运输设备最大宽度（矿车）b=1200mm，查表1-2、表1-3取运输设备到支护体的间隙b1=300mm，人行道宽度b2=900mm，此时巷道净宽度为：
2.确定圆弧拱参数f0
取拱高为巷道净宽1/3的圆弧拱，查《井巷工程》表1-5有关圆弧拱参数系数如下：
，
3.轨道参数选择
根据采用的运输设备，查《井巷工程》表1-7和表1-8，选用24kg/m的钢轨；
采用钢筋混凝土轨枕，可得h6=400mm，h5=250mm。
4.确定墙高
（1）按电机车架线要求确定巷道墙高
架线式电机车导电弓子顶端两切线的交点与巷道拱壁间的安全距离不小于250mm。
式中H1—巷道轨面至导电弓子的高度，根据《安全规程》取H1=2000mm；
h6—巷道底板至轨面高度，h6=400mm；
K—电机车导电弓子宽度之半，一般取400mm；
Z—轨道中心线至巷道中心线间距，300mm。
代入数值则有
（2）按行人要求确定巷道墙高
根据巷道墙高应保证行人避车靠壁站立时，距壁100mm处的巷道有效净高不小于1900mm。
（3）按架设管道要求确定巷道墙高
要求导电弓子与管道距离不小于300mm，管道最下边应满足1900mm的行人高度。
根据现场实际情况布置管路，只要满足《安全规程》等要求即可。
以上计算结果取最大值，即从底板算起墙高为2117mm，取2120mm。
5.巷道净断面积（通风断面）、净周长与风速校核
（1）巷道净断面积：
（2）巷道净周长：
（3）风速校核：
（运输巷道，采区进风区最高风速6m/s）,设计的大巷断面面积、风速没超过规定，符合要求可以使用。
3.4巷道掘进断面尺寸
1.道床参数的选择
根据选用运输设备的要求，已选用24kg/m的钢轨，采用钢筋混凝土轨枕，其道床参数为：
底板到轨面总高度h6=400mm;
道渣高度h5=250mm；
道渣面到轨面高度h4=h6-h5=400-250=150mm。
2.支护参数的选择
该围岩属于比较稳定的围岩，且坚固系数f=9，属于第III类围岩，查表7-25，可选用T=50mm厚的喷射混凝土层（d0=T）以及长1.5~2.0m的锚杆进行联合支护，选用长度为1.8m，直径18mm的螺纹钢筋作成的砂浆锚杆，锚杆按等距排列，锚杆间距1.0m，排距1.0m，锚杆外露长度选为50mm。
锚杆应基本上垂直于巷道轮廓面，沿巷道断面的周围均匀地布置。
3.巷道掘进断面设计
（1）掘进宽度
（2）掘进高度
（3）拱部面积
（4）墙部面积
（5）巷道掘进面积
3.5管线与水沟布置
1.管线布置
动力电缆布置在非人行道一侧，通讯、照明电缆布置与人行道一侧，距供水管300mm、电缆用电缆架悬挂；
供水管布置在人行道侧，距道渣面1900mm，用锚杆悬挂；
压风管与供水管平行布置，且位于供水管之上。
2.水沟设计
水沟布置在人行道一侧，根据涌水量22m2/h，用混凝土支护，经计算水沟为矩形，上宽200mm，深度150mm，净断面积0.03m2。
3.6巷道掘进工程量及材料消耗量
1）每米巷道掘进体积
2）每米巷道基础所需材料
3）每米巷道喷射拱材料消耗
4）每米巷道喷射墙材料消耗
5）每米混凝土消耗总量
6）锚杆消耗周长
7）每米巷道锚杆消耗取8根。
3.7巷道特征表、每米工程量及材料消耗表
表1运输巷道特征表
围岩类别
断面面积/m2
设计掘进尺寸/mm
喷射
厚度
/mm
锚杆/mm
净
周
长
/m
净断面
掘进断面
宽
高
型式
外露长度
排列方式
间、排距
锚杆长
直径
III
6.0
6.95
2500
2970
50
砂浆
方形
1000
1800
18
9.3
表2工程量及巷道材料消耗量
计算掘进工程量/m3
混凝土材料消耗量/m3
其他材料/根
巷道
喷拱
喷墙
基础
合计
锚杆
0.14
0.212
0.088
0.44
8
（巷道断面施工图见附图）
四、巷道断面的施工
4.1爆破方案的选择
此巷道掘进断面积为6.95m2，顶部设计采用圆弧拱，总体结构成型较容易，施工方便，故采用全断面爆破一次成型，周边采用光面爆破；
掏槽孔采用正四角锥形倾斜掏槽；
爆破采用导爆管和导爆管雷管传爆，孔内用毫秒延时雷管起爆。
4.2爆破参数的确定
1.炮孔直径
炮孔直径大小直接影响钻孔效率、全断面炮孔数目、炸药的单耗、爆破岩石块度与岩壁平整度。
并且炮孔直径应和药卷直径相适应：
炮孔直径小，装药困难；
而过大的炮孔直径，将使药卷与炮孔内空隙过大，影响爆破效果。
此巷道设计采用目前矿山大量使用的气腿式风动凿岩机，钎头直径一般为φ38~42mm，而药卷直径普遍采用φ32mm和φ35mm两种。
此处设计采用药卷直径为φ32mm的2号岩石硝铵炸药，炮孔直径为40mm。
2.孔深
炮孔深度的大小不仅影响着每个掘进工序的工作量和完成各工序的时间，而且影响爆破效果和掘进速度，它是决定掘进循环次数的主要因素。
从爆破效果来看，若炮孔过浅，则炸药爆炸气体还未被充分利用就先从孔口逸散；
而孔深太大时，又受到岩石的夹制作用，容易留下较长的残孔，均影响爆破效果。
此处采用气腿凿岩机时，炮孔深度一般为1.8~2.0m，这里选取炮孔深度lb=2.0m。
3.炸药消耗量
单位炸药消耗量是指爆破1.0m3实体岩石所需的炸药量，也是工作面一次爆破所需的总炸药量和工作一次爆下的实体岩石总体积V之比。
不过计算数据一般仅作为参考，所以多按定额选用，参考《凿岩爆破工程》表10-5，选取炸药单耗q=1.89kg/m3。
4.炮孔数
炮眼数目直接影响着钻眼工作量、爆破岩石的块度、巷道形状等。
炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面形状和尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。
合理的炮眼数目应以保证爆破效果的实现为原则。
一般是先以岩层性质和断面大小进行初步估算然后在设计断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践调整修正。
（1）炮眼数目也可以根据单位炸药消耗量，按下式估算：
式中N—炮眼数目，个；
q—单位炸药消耗量，kg/m3；
m—每个药卷长度，m；
a—装药系数，即装药长度和炮眼长度之比，0.5~0.7m；
P—每个药卷的重量，kg；
（个）
（2）按其他公式估算
可初步设计炮孔总数为30，在巷道断面图中作炮孔布置图，符合要求。
4.3爆破图表的编制
1.各炮孔参数
（1）掏槽孔：
采用正四角锥形倾斜掏槽，孔深取为2.2m（超深0.2m），向内倾斜70°
；
排距和孔距相同取0.60m；
孔底距离0.20m；
堵塞长度0.8m；
掏槽孔共4个，布置于断面的中下部。
（2）周边孔：
采用光面爆破，药包直径减小了，中间为连续装药，孔底装增强药包来增强其作用，并反向装药。
孔深取为2.0m，向外倾斜5°
查书《凿岩爆破工程》P286表12-2取顶孔和帮孔光面眼间距a=700mm，底孔光面眼间距a=600mm；
最小抵抗线W=500mm；
填塞长度0.6m；
根据距离可初步估算，设计周边孔数为14个。
（3）辅助孔：
垂直布孔，满足周边孔最小抵抗线的要求下均匀布置在被爆岩体中；
孔深2.0m；
辅助孔数为12个。
图1炮孔布置图
2.爆破原始条件表
表3爆破原始条件
序号
名称
数量
1
掘进断面/m2
6.73
2
岩石硬度系数（f）
9
3
工作面涌水量/m3·
h-1
22
4
炸药类型
2号岩石硝铵炸药
5
雷管类型
导爆管雷管
3.爆破参数表
表4爆破参数
孔号
炮孔名称
孔数
炮孔深度/m
炮孔长度/m
角度
装药量
起爆顺序
连线方式
卷/孔
小计（卷）
1~4
掏槽孔
2.2
2.5
70°
7
28
I
分段串联
5~10
辅助孔
6
2.0
90°
42
II
11~16
17~21
顶孔
87°
35
22~27
帮孔
28~30
底孔
81°
21
IV
共布置炮孔30个，总长度62m
共计药卷210个，总重21kg
4.预期爆破效果表
表5预期爆破效果
炮眼利用率/%
80
每米巷道炸药消耗量/kg·
m-1
13.1
每循环工作面进尺/m
1.6
每循环炮孔总长度/m
62
每循环爆破实体岩石/m3
10.8
每1m3岩石雷管消耗量/个·
m-3
2.8
炸药消耗量/kg·
1.94
每1m巷道雷管消耗量/个·
15
4.4选择装药结构与起爆方法
1.装药结构
（1）掏槽孔装药结构图
（2）辅助孔装药结构图
（3）周边孔装药结构图
2.起爆方法：
采用导爆管和导爆管雷管传爆。
4.5钻孔爆破安全及注意事项
一.钻孔安全注意事项：
（1）开孔时必须使钎头落在实岩上，如有浮石，应处理好后再开孔。
（2）开孔时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，再开大风门。
（3）为避免断钎伤人，推进凿岩机不要用力过猛，更不要横向用力，凿岩时钻工应站稳，应随时提防突然断钎。
（4）胶皮风管要与风钻接牢，并在使用过程中随时注意检查，以防脱落伤人，缺水或停水时，应立即停止钻孔。
（5）工作面全部炮孔钻完后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定的存放地点。
移架时支架工要戴头盔，追机移架，架前架间不准有人工作或停留，确保移架。
二.爆破安全注意事项：
（1）装药前应检查顶板情况，撤出机具与设备，并切断除照明以外的一切设备的电源。
照明灯及导线也应撤离工作面一定距离。
（2）爆破后要等工作面通风散烟后，爆破员率先进入工作面，并检查认为安全后，其他人员方能进行工作。
（3）在规定的安全地点装配引药（起爆药卷）。
（4）发现盲炮应及时处理，如盲炮是由连线不良或错联所造成，则可重新连线补爆；
如不能补爆，则应在距原炮孔0.3m外钻一个平行的炮孔，重新装放炸药包，严禁手拉或掏挖盲炮。
（5）装药时要细心地将药卷装到孔底，防止擦破药卷、装错雷管段号、拉断脚线。
有水的炮孔，尤其是底孔，必须使用防水药卷或药卷加防水套，避免受潮拒爆。
（6）装药、连线后应由爆破员与班、组长进行技术检查，并做好爆破前的安全布置。
（7）使用电雷管爆破时，母线应妥当地挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；
装药前要试一下母线是否导通。
（8）长生盲炮将意味着有潜在的危险，应在装药前严格检查爆破器材。
装、联过程中严格操作和检查，尽量消除长生盲炮的可能。
4.6通风和防尘工作
1.通风工作
掘进巷道时候通风目的有两个：
一是把爆破后产生的有害气体在较短时间内排出工作面；
二是经常供给工作面新鲜的空气排除掘进时产生的粉尘。
降低工作面温度，使工人有良好的工作条件。
在平巷掘进过程中，最广泛的是采用局部散风机进行工作面通风。
其通风方式主要有三种：
压入式通风、抽出式通风和混合式通风。
压入式通风的优点是有效射程大，冲淡和排出炮烟的作用比较强。
因此我们选择压入式通风。
2.防尘工作
根据《安全规程》规定，应采用湿式凿岩作业；
在缺水地区或湿式作业有困难的地点，采取干式捕尘等措施。
爆破后和装卸矿时，应进行喷雾洒水。
接尘作业人员需佩戴防尘口罩。
五、施工组织循环表的制定
5.1确定日工作制度
目前大多数矿井仍采用“三八”制或“四六”制的日工作制度。
我们这里采用“三八制”。
5.2确定作业方式
工作制确定以后，要根据巷道设计断面和地质条件、施工任务、施工设备、施工技术水平和管理水平，进行作业方式的比选，确定巷道施工的作业方式。
我们这里采用平行作业方式。
5.3计算循环时间
确定了炮眼深度，也就知道了各主要工序的工作量，然后可根据设备情况、工作定额（或实测数据）计算各工序所需要的作业时间。
在所需的全部工作时间中，扣除能够与其他工序平行作业的时间，便是一个循环所需的时间T，即：
式中T1——安全检查及准备工作时间，亦即交接班时间，一般约为20min。
T2——装岩时间，min。
t1——钻上部眼时间，min。
t2——钻下部眼时间，min。
φ——钻眼工作单行作业系数。
钻眼、装岩平行作业时，φ值一般为0.3~0.6；
钻眼装岩顺序作业时，φ值等于1。
T3——装药连线时间，min。
T4——爆破通风时间，一般为15~20min,这里取20min。
T5——支护时间，如果临时支护或永久支护占用循环时间，也应该包括在内，单位为min。
根据以上的计算及初步确定的数据，即可编制循环图表。
图表名称为：
某矿巷道掘、支（砌、喷）平行（或顺序）作业循环图表。
表上有工序名称一栏，施工的各工序按顺序关系自上而下排列；
第二栏自上而下为与各工序对应的工作量；
第三栏为自上而下与工序对应的各工序的所需时间；
第四栏为用横道线表示的各工序的时间延续和工序间的相互关系。
编制好的循环图表，需在实践中进一步检验修改，使之不断改进、完善，真正起到指导施工的作用。
表6平行循环作业表
六、感悟
此次课程设计只是采矿工程设计中的一小部分，旨在通过课程设计巩固我们的井巷工程知识，将我们学习到的书本内容运用到实际中来，为我们将来的毕业设计和以后的工作打下基础。
这种设计条件、约束较少，能让我们先在理论设计方面加深理解，对井巷工程设计有一个全面系统的了解。
在这次的井巷工程课程设计中，通过查阅书籍文献，我学习到了更多的井巷设计知识，完善我的知识理论结构，弥补我的不足，加强我理论联系实际的能力。
七、参考文献
[1]杨殿主编．《地下矿山设计原理》．湖南长沙：
中南大学出版社，1995
[2]赵兴东.《井巷工程》[M].北京：
冶金工业出版社，2010.
[3]庙延刚,栾龙发.《爆破工程与安全技术》.化学工业出版社2007.
[4]李夕兵.《凿岩爆破工程》[M].长沙：
中南大学出版社，2011.
[5]冶金工业出版社《采矿手册》编辑委员会.采矿手册（第2卷）．
[6]刘殿中，杨仕春.《工程爆破实用手册》.北京：
冶金工业出版社，2007
[7]《冶金矿山井巷设计参考资料》（上册）．北京：
冶金工业出版社，1977．[8]杨殿主编．《金属矿床地下开采》．长沙：
中南工业大学出版社，1999.
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