有色金属矿山井巷工程设计规范

中国有色金属工业总公司标准有色金属矿山井巷工程设计规范YSJ021—93（试行）1993年北京主编单位：北京有色冶金设计研究总院批准部门：中国有色金属工业总公司试行日期：1993年10月1日中国计划出版社1993北京关于颁发《有色金属矿山井巷工程设计规范》（试行）的通知（93）中色投字第0484号由北京有色冶金设计研究总院主编、昆明有色冶金设计研究院参编的《有色金属矿山井巷工程设计规范》，经审查，现颁布给你们，作为中国有色金属工业总公司标准（YSJ021—93），自1993年10月1日起试行。各单位在执行中要注意总结经验，积累资料，如有意见和建议，请与中国有色金属工业总公司工程建设标准规范管理处联系。中国有色金属工业总公司1993年6月28日编制说明本规范是根据1988年5月中国有色金属工业总公司（88）中色基设字第36号《关于下达标准、规范、定额、指标和业务建设计划的通知》要求编制的。本规范编制过程中，编制组在总结国内多年实践经验，并在吸取国外有益经验的基础上，进一步调查研究，收集资料，先后提出了征求意见稿、初稿和送审稿，经广泛征求意见，反复讨论修改，最后通过审查定稿。本规范共分10章50节354条，其主要内容包括：总则，基本规定，竖井，斜井，平巷与平硐，溜井、溜槽与装卸矿硐室，地下破碎系统，硐室，锚杆喷射混凝土支护，地下动力设备基础。《有色金属矿山井巷工程设计规范》编制组1993年6月第一章总则第1.0.1条为统一有色金属矿山井巷工程设计技术要求，推动技术进步，提高设计质量，特制定本规范。第1.0.2条本规范适用于新建一、二类有色金属矿山井巷工程设计，三类矿山和改扩建矿山设计可参照执行。第1.0.3条有色金属矿山井巷工程设计，应从技术方案、材料选用及结构设计等方面，做到技术先进、经济合理、安全适用。第1.0.4条有色金属矿山井巷工程设计必须坚持安全第一、预防为主的方针，认真贯彻执行《矿山安全法》、《矿山安全条例》、《矿山安全监察条例》、《冶金地下矿山安全规程》、《有色金属矿山生产技术规程》等国家现行的有关法规。第1.0.5条有色金属矿山井巷工程设计，除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准规范的规定第二章基本规定第一节基础资料第2.1.1条井巷工程应根据矿区地质变化规律和生产工艺要求进行设计，对竖井、斜井和其他重要工程设计，尚应取得工程地质和水文地质验证资料。第2.1.2条竖井、斜井施工图设计必须有工程地质检查钻孔资料，对于已有勘探资料表明，地质条件简单和不通过含水冲积层的井筒，符合下列条件之一者，可不打工程地质钻孔：一、在竖井井筒周围25m范围内有勘探钻孔，并有符合检查钻孔要求的工程地质和水文地质资料；二、矿区已有生产矿井，掌握新设计井筒通过的岩层物理性质、水文地质及其变化规律，并经主管部门确认。第2.1.3条工程地质检查钻孔布置及数量，应符合下列要求：一、竖井：1.水文地质条件简单时，可在井筒中心或距井筒中心10~25m范围内布置一个检查钻孔；水文地质条件复杂时，检查钻孔的位置和数量应依据具体条件而定；2.两条竖井相距不大于50m时，可在两井筒间打工程钻孔；3.专为探测溶洞或施工特殊要求的检查钻孔，可布置在井筒圆周范围内；4.在任何情况下，检查钻孔不应布置在井底车场巷道的上方。二、斜井：1.检查钻孔应沿斜井轴线方向布置，其数量不应少于三个：一个在井口；附近一个在井筒中部；另一个在井底平巷连接处附近。2.距离不大于50m的两条平行斜井，钻孔应布置在两条井中间的平行线上；当只有一条斜井时，钻孔应布置在距井中心线10～20m的平行线上。第2.1.4条工程地质检查钻孔的技术要求，应符合下列规定：一、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，其终孔直径不得小于70mm。二、检查钻孔偏斜率应控制在1.5%以内。三、工程地质检查钻孔应采用全孔取芯，其岩芯采取率：在冲积层与岩层中不宜小于75%；在破碎带及软弱夹层中不宜小于60%。第2.1.5条工程地质检查钻孔应提供下列工程地质和水文地质资料；一、有关岩石力学和地表建筑物设计的技术参数；二、对主要含水层提出岩石的渗透系数、涌水量及水质分析等水文资料；三、岩芯RQD值的质量指标；四、检查钻孔地质柱状图；五、垂直深度超过600m的井筒，应提供地温、地应力变化及岩爆资料。第二节岩石力学工作第2.2.1条在地质条件复杂的重要工程中，应做岩石力学工作。在各设计阶段中，岩石力学的工作深度应符合下列要求：一、可行性研究阶段，应配合地质勘察工作，对工程作出岩石力学的可行性论证；二、初步设计阶段，通过实地测绘和岩体稳定性分析、评价，为井巷设计提供依据，必要时应进行补充勘探工作；三、施工图设计阶段，应提出合理的岩石力学参数及支护型式；四、在基建期间，岩石力学工作应着重记录和量测巷道开挖后的失稳及其地压显现规律。第2.2.2条初步设计阶段，根据钻孔岩芯质量指标RQD值，宜按表2.2.2进行岩体质量分级。岩体质量分级表2.2.2RQD值（%）岩体质量分级90～10075～9050～7525～5025极好好的中等的差的极差的第2.2.3条井巷工程设计所需的岩石基本参数应有抗压、抗拉、抗剪等极限强度和弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等参数。第2.2.4条根据地质构造，应对井巷工程设计提供优势节理组合及其围岩破坏模式。第2.2.5条原岩应力宜采用钻孔应力解除法进行实地测量。量测地点应布置在受量测工程的附近，避开应力畸变区和干扰源。量测深度宜为巷道掘进半径的3～5倍，并应穿过巷道松动圈。第2.2.6条原岩应力场中的垂直应力应等于自重应力；最大水平应力与垂直应力之比可取1～2；两个水平应力之比可取0.3～0.8。第2.2.7条井巷工程开挖后的围岩松动圈，中等稳定岩体可取巷道掘进半径的2～3倍；不稳定岩体可取巷道掘进半径的4～8倍。第2.2.8条井巷地压可按下列公式计算：一、变形地压：P1=（Cctgφ+P0）(1-sinφ)(r0/R)2sinφ/(1-sinφ)-Cctgφ（2.2.8-1）式中P1—围岩与支护相互作用下的压力值（MPa）P0—原岩应力（MPa）r0—巷道的掘进半径（mm）R---塑性区半径（mm）C---岩体内聚力（MPa）φ—岩体内摩擦角（0）二、松动地压：q=10-3∑rihitg2(л/4-φ’/2)(2.2.8-2)式中q---松动地压（MPa）ri—各岩层重力密度（kN/m3）hi—各岩层厚度（m）φ’—计算处的岩层内摩擦角（0）第2.2.9条用于工程稳定性计算的岩体强度，应根据岩石的试验指标，按下列公式或系数进行折减：一、C值折减法：1.在中等以下的坚硬沉积岩层中，用φucenko的C值折减公式：Cm=0.1CK/1+aln(H/L)(2.2.9)式中Cm—折减后的岩体内聚力（MPa）CK—岩体试验的内聚力（MPa）H---岩体破坏高度系指工程至地表的垂高L---节理裂隙间距a---岩石强度与岩体结构面的特征系数可按表2.2.9选用特性系数表2.2.9岩石名称及结构面特征岩石的内聚力MPa系数a不大密实的有些裂隙的砂质粘土沉积岩，强风化的完全高岭土化的火成岩0.4～0.90.5以垂交裂隙为主的密实的砂质粘土沉积层，强烈高岭土化的火成岩5～82以斜交裂隙为主的密实的砂质粘土沉积岩，高岭土化的火成岩10～153以垂交裂隙为主的坚硬层状岩石15～204以正交裂隙为主的坚硬火成岩205～7垂交裂隙较发育的火成岩30102.在坚硬的火成岩和变质岩中，用M.Georgi的C值折减公式：Cm=Ck[0.114E-0.48(i-2)+0.02](2.2.9-2)式中Cm—折减后岩体内聚力（MPa）Ck—岩块试验的内聚力（MPa）E—-岩石的弹性模量（MPa）i---岩体的节理裂隙密度（条/m）二、岩石内摩擦角折减系数，可取0.8～0.9折减后为岩体的内摩擦角。三、岩石弹性模量折减系数，可取0.1～0.2折减后为岩体的弹性模量。四、受地下水影响的岩石强度软化折减系数，可取0.65～0.85软化折减后为岩体强度。第2.2.10条大硐室的稳定性宜采用数值计算法确定。在计算中应正确地选择计算剖面、确定计算模型和岩体力学参数、选择单元类型及网格细度等，计算结果应为井巷支护设计提供围岩的位移矢量和应力分布。第2.2.11条重要工程的复杂特殊地段，应进行监测设计。监测方法及布点要求，应符合本规范附录一的规定。第2.2.12条井巷围岩类别划分，应符合本规范附录二的规定。第三节井巷工程类别划分与支护原则第2.3.1条竖井、斜井、主斜坡道及主平硐的出口，均应布置在设计的矿床开采最终移动范围以外，当条件所限，必须布置在矿床开采最终移动范围以内时，应采取措施。井口或硐口的建筑物和构筑物，应不受地表滑坡、滚石、雪崩、山洪和泥石流的危害，并应符合保护带要求，保护带宽度应按其等级确定：Ⅰ级为20m，Ⅱ级为15m，Ⅲ级为10m。第2.3.2条井口、硐口的位置应有足够面积的生产工业场地和施工工业场地。井口、硐口的标高应在历年洪水位1m以上。第2.3.3条风井井口位置的选择，应符合下列要求：一、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；二、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。第2.3.4条巷道、硐室的布置应符合下列要求：一、巷道、硐室的布置方位，应使其轴线与矿区最大主应力方向平行或成小角度相交；二、节理发育的岩体中，巷道、硐室的轴线宜与潜在的不连续的交线走向成直角；三、高应力区中，巷道、硐室的最佳形状，宜使跨度与高度之比近似或等于最大水平主应力与垂直主应力之比。第2.3.5条井巷工程支护设计应符合下列要求：一、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；二、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；三、支护设计应优先采用锚喷支护，不用或少用木材支护；四、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。第2.3.6条井巷工程支护材料的强度等级，应符合下列要求：一、竖井、主斜井计提升机硐室、地下破碎硐室、装卸矿硐室、主平硐口等重要工程，当采用混凝土或钢筋混凝土支护时，其强度等级不应小于C20二、斜井、风井、平巷等井巷工程，当采用混凝土或钢筋混凝土支护时，其强度等级不应小于C15三、设备基础和地坪的混凝土强度等级，不应小于C10～C15四、在井巷工程中，当采用锚喷或喷射混凝土支护时，其混凝土强度等级，不应小于C20；当采用石材支护时，其强度等级不应小于MU40；当采用混凝土预制块支护时，其强度等级不应小于C25第2.3.7条在地震烈度大于或等于7度的地区，竖井、斜井、通风井、平硐等井巷出口的支护设计，应进行抗震验算。第三章竖井第一节一般规定第3.1.1条主副井之间布置破碎系统时，两井之间距离不得小于50m。第3.1.2条井筒断面为圆形时，在一般情况下，净直径应按0.5m模数进级，当井筒净直径大于5.0m或井深超过600m时，可按0.1m模数进级，矩形井筒应按0.1m模数进级。第3.1.3条圆形竖井设计，应标出竖井中心坐标、提升中心坐标以及井口标高，在竖井及马头门的平面图上应分别标出方位角。第3.1.4条箕斗井不得兼作进风井。混合井作进风井时，必须采取有效的净化措施，保证风源质量。第二节断面设计第3.2.1条断面设计应根据提升容器、井筒装备、安全间隙、竖井延深方式及通风等要求确定。第3.2.2条竖井提升容器之间以及提升容器与井壁或罐道梁之间的间隙，必须符合表3.2.2的规定竖井安全间隙（mm）表3.2.2罐道和井梁布置容器和容器之间容器和井壁之间之间容器和罐道梁之间之间容器和井梁之间之间备注罐道布置在容器一侧20015040150罐道和导向槽之间为20罐道布置在容器两侧木罐道钢罐道——------2001505040200150有卸载滑轮的容器，滑轮和罐道梁间隙增加25罐道布置在容器正面木罐道钢罐道200200