矿山井巷工程设计规范

冶金矿山井巷工程设计原则2011.09序言设计是基本建设中的一个重要环节，一个工程建设项目，在建设过程中能否速度快、节约投资，建成后生产工艺先进、经济效益好，很大程度上都取决于设计工作的好坏，因此，设计工作是一个复杂而艰巨的工作，为了做好设计必须注意下述各项设计基本原则：一、基本建设程序基本建设的设计工作程序包括建设项目的决策、编制各阶段的设计文件以及配合施工、验收、总结等全过程。一个矿山的建设从资源的地质勘探到建成投产，一般要经过以下几个阶段：1）地质资源的勘探与试验研究；2）编制项目建议书；3）项目建议书批准后编制可行性研究报告和设计任务书；4）可研批准后，根据可研编制初步设计；5）根据初步设计编制施工图后进行施工准备和组织施工，同时进行设备订货等工作，然后试车、验收，最后交付生产使用。二、设计必不可少的基础资料设计基础资料是保证设计质量的重要条件，基础资料主要包括以下：1）经上级主管部门批准的详细的地质勘探报告；2）矿石加工试验报告；3）地形测量图；4）工程地质资料：主要建构筑物及井筒和硐室的工程地质资料；5）水源地的水文地质资料；6）气象资料；7）地震资料；8）水、电、交通运输、征地、拆迁等外部协议书；9）安全、环保资料等。三、贯彻执行国家的有关方针政策为了提高建设项目的经济效益，要根据国家的有关规定、规范和标准进行设计。四、安全生产矿山的安全生产是关系到对职工生命安全负责，在建设项目的设计中对尘毒、噪音、高温等危害职工身体健康的治理措施和防止发生伤亡事故的安全措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收投入使用。五、环境保护保护和改善生活环境与生态环境、防止自然环境的破坏和污染是我国现代化建设的基本国策。设计要编制环保篇，经环保部门和其他有关部门审查批准后才能进行设计。六、节约能源节约能源主要包括节约矿山用电、用油（柴油、汽油）和用煤等，这些能源折算标准煤可按下表折算。种类单位按当量折算标准煤（Kg）按等价值折算标准煤（Kg）电能Kwh0.12290.404汽油Kg1.47141.6186柴油Kg1.57241.7286原煤Kg0.7143七、节约土地节约土地是我国的国策，设计中需珍惜和合理利用一切土地，尽量不占或少占土地。1.基本规定1.1对工程地质、水文地质勘探工作要求：1.1.1井巷工程设计应以相应级储委审查批准的详细勘探地质报告为依据，并结合矿区地质变化规律和生产工艺要求进行设计。1.1.2对竖井、斜井和其他重要井巷工程，施工图设计，必须有工程地质和水文地质勘察报告。1.1.3凡符合下列条件之一者可不打工程地质钻孔：1.已有勘探资料查明井巷工程穿过的岩层其工程地质和水文地质条件简单；2.在井筒周围25m范围内已有勘探钻孔，并有符合勘探钻孔要求的工程地质和水文地质资料；3.新设计井筒附近已有生产矿井，能判断其通过的岩层地质和水文地质情况及变化规律，并经主管部门批准。1.1.4工程地质勘探钻孔布置及数量要求：1.坚井工程1）水文地质条件简单时，可在井筒中心或距井筒中心10～25m范围内布置一个勘探钻孔；水文地质条件复杂时，勘探钻孔的数量和布置可根据具体条件确定；2）两竖井间距不大于50m时，可在两井筒间布置工程钻孔；3）为探测溶洞或施工特殊要求的勘探钻孔，可布置在井筒圆周范围内；4）在任何情况下，不应将勘探钻孔布置在井底车场巷道的上方。2.斜井工程1）勘探钻孔应沿斜井中心线方向布置，其数目不应少于3个。即1个在井口附近；1个在井筒中部；第3个在井底平巷连接处附近；2）一条斜井工程钻孔应布置在距井筒中心线两侧6～8m的平行线上；二条平行斜井距离不大于50m时，钻孔应布置在两条井中间的平行线上。1.1.5工程地质勘探钻孔的技术要求1.钻孔深度应大于设计井深（斜井底板以下）3～5m；终孔直径不宜小于91mm，采用金刚石钻机钻进时，终孔直径不应小于70mm；2.垂直孔在每100m深度内，孔深误差不得大于±0.2%，钻孔弯曲度的顶角不得大于1.5°。斜孔的顶角不得大于3°；3.工程地质勘探钻孔应采用全钻孔取芯，其岩芯采取率：在积岩与粘性土中不宜小于80%，在破碎带及软弱夹层中不宜小于65%。4.勘探钻孔均应用不低于M10水泥砂浆封孔，并设置永久性标志。1.1.6工程地质勘探报告应提供下列工程地质和水文地质资料：1.钻孔通过各岩石（土）层的物理、力学性质指标；通过地段的岩石种类、岩性、工程特性、风化程度、完整性划分围岩级别；2.对主要含水层提出岩层的渗透系数、涌水量及水质分析等水文资料；3.岩芯RQD值的质量指标；4.检查钻孔地质柱状图；5.井筒垂深超过600m，应提供地热、地应力变化及岩爆资料。1.2井巷工程布置原则1.2.1竖井、斜井、主斜坡道及主平硐的布置原则：1.地面布置条件：1）井口、硐口的标高应在历年最高洪水位1m以上，并应不受地面滑坡、岩崩、雪崩、山洪和泥石流的危害；2）井口、硐口均应布置在设计的矿床开采最终移动范围以外，如条件所限必须布置在矿床开采最终移动范围以内时，应采取措施；3）井口、硐口位置应符合保护带要求，保护带宽度应按其等级确定：Ⅰ级为20m，Ⅱ级为15m，Ⅲ级为10m；4）井口、硐口应有足够的工业场地和施工场地，并应少占或不占良田。2.井下条件1）井口、硐口应布置在矿体走向方向储量中央或靠近中央位置，使两翼可采储量基本平衡；2）统筹考虑井筒与井底车场及主要运输大巷位置，以减少井巷工程量；3）井筒应尽量避开或少穿厚大冲积层、含水沙层、强含水岩层、喀斯特溶洞、构造破碎带及采空区等；1.2.2风井井口位置选择应符合下列要求：1.进风井井口位置应避开有害物质污染区并应布置在当地常年主导风向的上风侧；2.回风井井口位置应远离居民区和生产区并应选择在当地常年主导风向的下风侧；3.有放射性矿山出风井与入风井的间距，应大于300m，从矿井排出的污风不应对矿区环境造成危害。1.3井巷工程支护原则1.3.1井巷工程支护设计原则：1.支护设计方法，应以工程类比法为主，必要时，可用理论验算法验算；2.支护设计应充分利用围岩自身的承载能力，改善巷道或硐室的周边应力条件，减少支护量；3.支护设计应优先采用喷锚支护，不用或少用木材支护；4.在塑性岩体中，可采用先临时后永久的两次支护方法，必要时应采用监控量测的手段进行设计。5.处在流沙层、厚土层中的井筒，采用冻结法施工时，冻结段的支护应设计成内外两层的双层钢筋混凝土井壁，其中内层井壁的强度应满足外层井壁破坏后仍能确保井筒的安全，两层井壁总厚度不宜小于800mm，并应通过计算确定。1.3.2井巷工程支护材料的强度等级要求：1.竖井、主斜井、主平硐口、提升机硐室、装卸矿硐室及地下破碎硐室等重要工程，采用混凝土或钢筋混凝土支护，混凝土强度等级应≥C25；2.斜井、风井、平巷等一般工程，采用混凝土支护时，混凝土强度等级应≥20，采用钢筋混凝土支护，其强度等级应≥C25；3.当井巷工程采用锚喷或喷射混凝土支护时，其混凝土的强度等级应≥C20；当采用混凝土预制块支护时，其强度等级应C25；4.地下硐室内的设备基础及地坪的混凝土强度等级应≥C20。1.3.3竖井、斜井、通风井、平硐等主要井巷工程出口的支护，在地震烈度大于或等于7度的地区，应进行抗震验算。2.平巷与平硐2.1巷道断面设计2.1.1设计所需资料1.巷道所处位置的地质资料；2.巷道服务年限、用途及通风、排水等方面的要求；3.运输设备类型、规格尺寸；4.巷道内的装备、管道、电缆规格尺寸及架线要求；5.支护材料供应情况。2.1.2有关规定1.运输巷道安全间隙应符合下表规定：运输方式设备之间设备与支护间有轨运输≥300≥300无轨运输≥600胶带运输≥400≥6002.人行道设置规定：1）运输巷道的一侧，必须设置人行道，人行道不宜穿越运输线路；2）运输线路之间及溜口或卸矿口一侧不设人行道；3）线路中心距应保证两侧对开列车最突出部分之间的间隙不小于上表所列数值。安全间隙（单位：mm）3.轨道铺设规定：1）钢轨的型号应与行驶车辆的类型相适应，运输巷道内同一线路应采用同一型号的钢轨，道岔的型号不得低于线路的钢轨型号；2）矿用轨枕应优先采用预制钢筋混凝土轨枕，预制混凝土轨枕不宜与木轨枕掺杂使用；3）在有电机车通行的巷道宜采用道碴道床，在大、中型矿山的主溜井装矿硐室，带式输送机运输巷道及马头门处的巷道均宜采用整体道床。无轨运输的巷道底板岩石硬度要求f≥4，否则应铺设混凝土，其强度等级不得低于C20。4）水平及倾角小于10°的永久性路基，应铺以碎石或砾石道碴，道碴厚度不应小于90mm，轨枕埋入道碴深度不应小于轨枕厚度的2/3，道碴道床上部宽度应大于轨枕长度50～100mm。2.1.3平巷断面设计1.巷道断面形状的选择平巷（硐）断面形状有梯形、三心拱形、圆孤拱形、半圆拱形、马蹄形、圆形和椭圆形等，其适用条件如下表。序号名称适用条件1梯形用于围岩稳固，服务年限短，跨度小于3-4m的巷道2三心拱形断面利用率较高，适于顶压较小的巷道3圆弧拱形用于顶压小，无侧压或侧压小于顶压的巷道4半圆拱形用于顶压、侧压较大，服务年限长的巷道5马蹄形用于围岩松软，有膨胀性，顶压、侧压很大的巷道6圆形、椭圆形用于围岩松软有膨胀性，顶压、侧压很大且有底压的巷道2.巷道断面净尺寸应根据该巷道内运行车辆及通过大件的最大轮廓尺寸，运输设备间、运输设备与支护（或管线）之间的安全距离，及架线、人行道、管缆敷设等要求确定，并应按通风要求进行验算。平巷（硐）断面形状和适用条件3.巷道断面净宽度是运输设备的最大轮廓尺寸、人行道宽度及有关安全间隙相加之和。巷道净宽度按下式计算：1）单轨巷道净宽：2)双轨巷道净宽：式中：B——巷道净宽度mma1——非人行侧轨道中心到巷道墙之间的距离mmc1——人行侧轨道中心到巷道墙之间的距离mmb——轨道中心线之间的距离mm按以上公式计算的巷道净宽度B值，应以10mm为模数取整。11caB11cbaB3)无轨运输巷道净宽在主要运输巷道中应留有宽度不小于1.2m人行道，另一侧运输设备与巷道墙之间距离不小于600mm，两辆车对开最突出部分之间的间隙不小于500mm。在巷道转弯处，无轨运输车辆的间距必须满足安全运输的要求，此时巷道的净宽B应根据运输车辆的转弯半径按下式计算确定。B＞R1-R2+1.2+0.5式中：B——巷道净宽（m）R1——运输车辆弯道外半径（m）R2——运输车辆弯道内半径（m）4.人行道宽度应符合下表规定运输方式或地点电机车无轨运输胶带机运输人力运输人车停车处的巷道两侧矿车摘挂钩处两侧人行道宽度≥800≥1200≥1000≥700≥1000≥1000生产矿井的已有巷道人行道的宽度不符合上表的要求时，必须在巷道一侧设置躲避硐，两个躲避硐之间的距离不得超过40m。人行道宽度（单位：mm）5.平巷弯道加宽应符合下列规定：1）车辆在弯道上运行时，巷道应加宽，加宽值按下表的规定。运输方式内侧加宽外侧加宽线路中心距加宽电机车运输100200200人力运输501001002）弯道加宽段应向直线段延伸，其长度应按下式计算：21SLLL式中：L1——延伸长度（mm）L——车辆长度(mm）LS——矿车轴距（mm）弯道加宽值（单位：mm）6.平巷高度1）人力运输的平巷，其有效净高应不小于1.9m；2）采用架线式电机车运输时，平巷高度应满足滑触线悬挂高度的要求，如下表：序号名称电压等级（V）＜500≥5001主要运输平巷≥1.8≥2.02井下调车场、机车与人行道交点≥2.0≥2.23）从竖井的阶段马头门或斜井的井底到运送人员车场处的架线高度，不低于2.2m；4）电机车的受电弓到巷道支护的安全距离不应小于300mm；5）用蓄电池电机车或用其他有轨运输方式时，轨面至巷道顶板支护的高度不应小于1.9m；6）无轨运输时，车辆顶部至巷道顶板支护的距离不应小于0.6m；7）当采用装配式支架时，平巷的高度应留有100mm的下沉量；滑触线悬挂高度（自轨面算起）（单位：m）7.拱形巷道拱高和墙高的规定：1）拱形巷道的拱高应根据岩石的稳固性，选取巷道净宽的1/