巷道断面及交叉点设计-完整版

新疆工程学院井巷工程课程设计说明书课程名称：巷道交岔点课程设计姓名：学号：班级：新疆工程学院课程设计评定意见设计题目：巷道交岔点课程设计学生姓名：专业班级：评定意见：评定成绩：指导教师：年月日题目：某煤矿年设计生产能力90万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；采用电机车ZK14-9/550直流架线电机车牵引矿车运输。巷道内铺设一趟直径Φ为200mm的压气管和一趟直径Φ为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=4~6。该矿实行“三八”工作制，计划月进尺140m，每月实际工作30d，掘支平行作业，每一掘进班完成一个循环。预计正规循环率为0.9，炮眼利用率为0.9。设计内容：1.选择合适的巷道断面形状。2.设计双轨直线段的巷道断面。确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。3.布置巷道内水沟和管线。4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。6.根据设计的断面图，编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。设计要求：1.在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。2.要通过计算确定的，必须有必要的计算步骤和过程。要参照有关规范和经验确定的，请说明确定理由。设计参照依据：《煤矿安全规程》、《煤矿井巷工程质量验收规范》、《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》、《煤矿矿井采矿设计手册》、《井巷工程》东兆星等．3.说明书用稿纸手写，要求字迹工整，内容完整，表格要用统一编号和表头。图纸绘制用CAD，绘图比例用1：50，打印输出比例为1：1，纸型为A4。图纸格式要求按示例一，示例二；线型、线宽及图例，参照采矿设计手册采矿制图部分要求。4.提交的设计成果包括：设计说明书及有关图纸（巷道断面施工图，炮眼布置图）。目录一、巷道断面设计...............................................错误!未定义书签。（一）确定巷道断面形状.......................................错误!未定义书签。（二）确定巷道断面尺寸.......................................错误!未定义书签。1.计算巷道净宽度B.........................................错误!未定义书签。2.计算巷道拱...............................................错误!未定义书签。3.计算巷道壁高h3..........................................错误!未定义书签。4.计算巷道净断面面积S和净周长P（根据表6-12）.............错误!未定义书签。5.用风速校核巷道净断面面积................................................36、选择支护参数............................................错误!未定义书签。7、选择道床参数............................................错误!未定义书签。8、计算巷道掘进断面尺寸（根据表6-12）.....................错误!未定义书签。（三）布置巷道内水沟和管线...................................错误!未定义书签。（四）计算巷道掘进工程量和材料消耗量.........................错误!未定义书签。（五）绘制巷道断面施工图,编制巷道特征表和材料消耗表.........错误!未定义书签。二、交叉点设计.................................................错误!未定义书签。（一）选定基本数据...........................................错误!未定义书签。（二）交岔点平面尺寸计算.....................................错误!未定义书签。（三）中间断面尺寸计算.......................................................9（四）工程量及材料消耗计算...................................错误!未定义书签。三、编制爆破作业图表..........................................................14第1页共22页某煤矿年设计生产能力90万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；采用ZK14-9/550直流架线电机车牵引3t矿车运输。巷道内铺设一趟直径Φ为200mm的压气管和一趟直径Φ为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=4~6。该矿实行“三八”工作制，计划月进尺140m，每月实际工作30d，掘支平行作业，每一掘进班完成一个循环。预计正规循环率为0.9，炮眼利用率为0.9。(一)确定巷道断面形状年产90万吨的矿井的第二水平运输大巷，服务年限为25年，采用900mm轨距的双轨运输大巷，其净宽应在2.4米以上，且大巷穿过中等稳定岩层，所以选择锚喷支护、半圆拱形断面。（二）确定巷道断面尺寸1.计算巷道净宽度B根据表可知ZK14-9/550电机车宽度A1=1335mm，高度h=1600mm；1.5t矿车宽度1050mm，高1150mm。取巷道人行道宽c=840，非人行道一侧宽a=400mm，根据双轨中心距b=1600mm，则电机车之间的距离为：1600-（1335/2+1335/2）=265mm﹥200mm巷道净宽度：B1=a1+b+c1=（400+1335/2）+1600+(1335/2+840)=4175mm几种常用运输设备的宽度和高度运输设备类型宽度高度ｈ运输设备类型宽度高度ｈＺＫ／２５０架线式电机车１０６０１３６０１５００ＸＫ８－６／１１０Ａ蓄电池电机车１０５４１５５０ＺＫ１４－９／５５０架线式电机车１３３５１６００１ｔ固定式矿车８８０１１５０ＺＫ１０－／５５０－７Ｃ架线式电机车１０５０１３５０１６００１．５ｔ固定式矿车１０５０１１５０３ｔ底卸式矿车１２００１４００ＸＫ２．５－６／４８Ａ蓄电池电机车９２０１５５０ＴＤ７５固定式输送机１５１５１２００ＳＰＪ－８００吊挂式输送机１２００９００表６－２双轨巷道轨道中心距数值ｍｍ运输方式直线部分曲线部分１ｔ或０．５ｔ矿车１２００１３００１．５ｔ矿车１３００１６００３ｔ矿车１６００１８００第2页共22页６００ｍｍ轨距电机车１３００１６００９００ｍｍ轨距电机车１６００１９００2.计算巷道拱h0半圆拱形第一断面巷道拱高h0=B1/2=4175/2=2087.5mm，即R=2087.5mm3.计算巷道壁高h3①按架线电机车导电弓子计算h3根据表6-13有：h3≧h4+hc-√（R-n）2-（k+b1）2式中h4—轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》规定，取h4=2000mm；Hc—道床总高度。根据表6-6选24kg/的木轨，又根据表6-7得hc=360mm，道渣高度hb=200mm；n—导电弓子距拱璧的安全距离，取n=300mm；；K—导电弓子宽度之半，K=718/2=359mm，取K=360mm；b1—轨道中线与巷道中线距离，b1=B/2=4175/2-1067.5=1020mm。h3≧2000-360-√（2087.5-300）2-（360+1020）2=表6-6常用轨枕规格表6-7常用床道参数轨枕类型轨距轨型/kg全长全高上宽下宽木轨枕6001115或18141200100120140---12013012015016090015或1824，301600120140120130150160钢筋混凝土轨枕60011或1518120013013012016014018090024,301700145170200预应力钢筋混凝土轨枕60015或181200115100140巷道类型钢轨型号/kg道床总高度/mm道碴高度/mm道碴面值轨道面垂高/mm井底车场及主要运输巷道≥2436020016018320180140采区运输巷道上、下山15或18220可不铺道碴，轨枕沿底板浮放，也可在浮放轨两侧充填掘进矸石第3页共22页②按管道装设计算h3，即：h3=h5+h7+hb-√R2-(K+m+D/2+b2)2式中h5—渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》规定取h5=1800mm；H7—管子悬吊件总高度，取h7=900mm；m—导电弓子距管子距离，取m=300mm；D—压气管法兰盘直径，D=335mm；b2—轨道中线与巷道中线距离，b2=B1/2-c1=4175/2-1507.5=580mm。h3=1800+900+200-√2087.52-（360+300+335/2+580）2=1358.4mm③按人行高度计算h3，即：h3≧1800+hb-√R2-（R-j）2式中j—距巷道壁的距离，距壁j处巷道有效高度不小于1800mm，j≧100盲目，一般取j=200mm。h3≧1800+200-√2087.52-（2087.5-200）2=1113mm根据上述计算，按管道要求且考虑一定的富余量，确定巷道壁高，确定巷道壁高h3=1800mm。故巷道高度为：H=h3-hb+h0（R）=1800-200+2087.5=3687.5mm4.计算巷道净断面面积S和净周长P（根据表6-12）S=B(0.39B+h2)式中h2—道渣面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1800-200=1600mm。S=4175×（4175×0.39+1600）=13477943.75=13.48㎡P=2.57B+2h2=2.57×4157+2×1600=13883.49=13.88m5.用风速校核巷道净断面面积根据表6-4，知Vmax=6m/s,已知通过大巷风量Q=28，将其代入式（6-6）得：V=Q/S=28/13.48=2.077m/s6m/s计算确定的大巷断面面积满足风速的规定，可以使用。表6-4井巷中的允许风流速度井巷名称允许风速/m·最低最高无提升设备的风井和风硐15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风巷8第4页共22页架线电机车巷道1.08运输机巷、采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其他通风人行巷道0.156.选择支护参数根据巷道净宽4.175m、4.075m、4.275m穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限大于10年等条件，该巷道采用锚喷支护，根据表6-11选择锚喷支护参数：锚杆长1.8m，间距a=0.8m，排距a、=0.8m，钢筋直径d=14mm，喷射混凝土层厚（支护厚度）T1=100mm，锚杆外漏长度T2=50mm,支护厚度T=T1=100mm。7．选择道床参数根据巷道的运输设备，以选用24kg/m钢轨，其道床参数hc=360mm、hb=200mm，道渣面至轨道高度ha=hc-hb=360-200=160mm。选择钢筋混凝土轨枕。8.计算巷道掘进断面尺寸（根据表6-12）巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4175+2×100=4375mm巷道计算掘进宽度B2=B1+2δ=4375+2×75=4525mm巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3687.5+200+100=