【正文】 目錄 一．設(shè)計的目的 二． 設(shè)計的任務(wù) 三． 斜井巷道斷面的設(shè)計 (一 ) .已知參數(shù) (二 ) 巷道斷面形狀的選擇 (三 ) .確定巷道凈斷面尺寸 (四 ) .確定巷道設(shè)計掘進斷面尺寸和計算掘進斷面尺寸 (1).支護參數(shù)的選擇 (2).道床參數(shù)的選擇 (3).巷道掘進斷面設(shè)計 (五 ) .布置巷道 管線 (六 ) .計算巷道掘進工程量及材料消耗量 (七 ) .繪制巷道斷面施工圖及編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表 四． 斜井巷道斷面的施工 (一 ) .爆破參數(shù)的確定 (二 ).選擇鉆眼爆破的器材 (三 )．炮眼布置 (四 )．選擇裝藥結(jié)構(gòu)與起爆方法 (五 )．?dāng)M定爆破說明書和爆破參 考圖表 (六 )．定向與鉆眼工作 (七 )．鉆眼爆破安全及注意事項 (八 )．通風(fēng)防塵及風(fēng)機的選擇 (九 )．巷道支護 (十 )．施工方法 五．裝巖與運輸 （一）．選擇裝巖設(shè)備 （二）．選擇運輸方式 六．施工組織循環(huán)圖表的制定 七．結(jié)束語 八．參考文獻 一．設(shè)計的目的 為了使我們對《井巷工程》這門課程中所學(xué)的基本知識、基本理論及基本方法有個全面系統(tǒng)的掌握，并進行井巷設(shè)計和施工設(shè)計。通過本設(shè)計，我們將對《井巷工程》課程有個深入的全面的了解，并學(xué)會利用各種工具書及參考文獻資料，我們以團隊協(xié)作的方式來解決設(shè)計中相關(guān)的問題。 提高學(xué)生獨立思考、認(rèn)真處事、相互交流、合理解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題的能力，使我們對《井巷工程》這門課程有了一個全面的認(rèn)識，對該門課程所學(xué)到的知識、技能初步達到一個學(xué)以致用的目的 。 二．設(shè)計任務(wù) 某鉛鋅礦山年設(shè)計能力為 30 萬 t。該礦采用斜井開拓，其副斜井的傾斜角為 25176。，采用 固定式礦車組提升。該斜井穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層，其堅固性系數(shù)為 f=6~8，斜井需要通過的風(fēng)量為 60m3/秒 ，斜井掘進中估計涌水量為2~3m3/小時。巷道內(nèi)敷設(shè)一趟直徑為 300mm 的壓風(fēng)管，一趟直徑為 300mm 的排水管和一趟 直徑為 150mm 供水管。試進行該斜井直線段的斷面設(shè)計和施工設(shè)計。 三．傾斜巷道斷面的設(shè)計 (一 ).已知參數(shù) 1).年生產(chǎn)能力為 30 萬噸 2).斜井掘進中估計涌水量 2~3m3/小時 3).采用 固定式礦車組提升 4).斜井穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層 ,其堅固性系數(shù)f=6~8 5).斜井需風(fēng)量為 60m3/秒 6).巷道內(nèi)敷設(shè)直徑為 300mm 的壓風(fēng)管，一趟直徑為 300mm 的排水管和一趟直徑為 150mm 的供水管 (二 ).巷道形狀的選擇 我國礦井下使用的巷道斷面形狀 ,按其結(jié)構(gòu)的輪廓可分為折線型和曲線型兩大 類 .前者如矩形、梯形、不規(guī)則形 等；后者如半圓拱形、圓形拱形、三心拱形、馬蹄形、橢圓形和圓形等。 （摘自采礦設(shè)計工程設(shè)計手冊 2554頁） 巷道斷面形狀的選擇，主要應(yīng)考慮巷道所處的位置及穿過的圍巖性質(zhì)（即作業(yè)在巷道上地壓的大小和方向）、巷道的用途及其服務(wù)年限、選用的支架材料和支護方式、巷道的掘進方法和采用的掘進設(shè)備等因素。 一般情況下，作用在巷道上的地壓和方向在選擇巷道斷面形狀是起主要作用。當(dāng)頂壓和側(cè)壓均不大時，可選用矩形或梯形斷面：當(dāng)頂壓較大、側(cè)壓較小時，則選用直檣拱形斷面（半圓拱，圓弧拱或三心拱）；當(dāng)頂壓、側(cè)壓都很大的同時低鼓嚴(yán)重時，就必須選用諸如馬蹄形、橢圓形等封閉式斷面。 礦區(qū)富有的支架材料和習(xí)慣 使用的支護方式，往往也直接影響道巷斷面形狀的選擇。木架和鋼筋混凝土棚子，多適用于梯形和矩形斷面。 掘進方法和掘進設(shè)備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。目前，巖石平巷掘進仍是采用鉆眼爆破方法占主要地位，斷面形狀 適用條件 半圓供形 目前開拓，準(zhǔn)備巷道，而硐室普片采用的斷面形狀，多在頂壓大側(cè)壓小，無底鼓得條件下使用。 圓弧拱形 由于光爆錨噴支護的推廣，拱部成型好，施工方便，多用于準(zhǔn)備巷道。當(dāng)跨度較大時，較半圓拱形斷面利用率高。 三心圓拱形 與半圓拱形相比，拱頂承壓能力差，但斷面利用率較高，適用于圍巖堅硬的開拓巷道、上（下）山和硐室。 梯形 頂板暴露面積較矩形小，可減少頂壓，能承受稍大的側(cè)壓，多 用于采區(qū)巷道。 矩形 斷面利用率較高，多用于頂壓，側(cè)壓都較小，維護時間不長的回采巷道。 馬蹄形 用于圍巖松軟，有膨脹性，頂、側(cè)壓力很大，且有一定底壓的巷道。 圓形 圍巖松軟、四周壓力均很大，用其他形狀不能抵抗圍巖壓力時采用。 橢圓形 當(dāng)巷道四周壓力很大，且分布不均時，根據(jù)頂壓和側(cè)壓的大小，采用豎直或水平布置。 不規(guī)則形 在薄煤層中，為了不破壞頂板，使頂板保持一定的穩(wěn)定性，斷面形狀視煤層賦存條件而定。 它能適應(yīng)任何新裝的斷面。近年來，由于錨噴支護廣范應(yīng)用，為了簡化設(shè)計和有利于施工，巷道端面多采用半圓拱和圓形拱，三心拱也逐漸被淘汰。在使用全斷面掘進機掘進的巖石平巷，選用圓形斷面無疑是最為合適的。 在需要通風(fēng)量很大的礦井中，選擇通風(fēng)阻力較小的斷面形狀和支護方式，既有利于安全生產(chǎn)又具有明顯經(jīng)濟效益。 在滿足安全與 技術(shù)要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面降低造價并有利于加快施工速度。 綜上所述 :選擇巷道斷面尺寸應(yīng)考慮諸多因素 ,聯(lián)系以上所有因素和已知參數(shù) ,根據(jù)《采礦守則》，年產(chǎn)量在 30 萬 t 其服務(wù)年限應(yīng)在 15 年以上，該運輸大巷穿過中等穩(wěn)定的石灰?guī)r層和白云巖層，其巖石堅固性系數(shù)又在 6~8，因此選擇半圓形拱最合適。 (三 ). 巷道凈斷面尺寸 《礦山安全規(guī)程》內(nèi)有明確規(guī)定：機械運輸巷道的一側(cè)，必須留有 米以上的人行道。另一側(cè)，如果巷道是用木材，混泥土棚或金屬支架時，不得小于 米，用磚、石、 混泥土砌璇以及錨桿噴漿時，不得小于 米。運輸機距支架或璇墻之間的距離得小于 米。（摘自《井巷工程》 112 頁） (一） .井巷巷道進寬度 據(jù)《井巷工程》 62 頁查表 32 可知 固定式礦車寬A1=1050mm、高 h=1200mm、長 L=2400mm。 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》且巷道人行道寬 C=840mm、非人行道一側(cè)寬a=400mm。 故巷道凈寬度： B=a+ A1+ｃ =400+1050+840=2290mm (二） .確定巷道拱高 h0 半圓拱形巷道拱高 h0=B/2=2290/2=1145mm 半圓拱半徑 R= h0=1145mm (三） .確定巷道壁高 h3 h3 h3≥ h5+h7+hb 22( / 2 2)R D b??≥ h3≥ 1800+hb 22()R R j??≥1800+220647=1373mm 綜上所述，考慮一定的余量，確定本巷道的壁高為 h3=1820mm。則本巷道高度為 H=h3hb+h0=18200220+1145=2745mm (三 ) 確定巷道凈斷面尺寸 掘進斷面面積的確定由《井巷工 程》表 37 得凈斷面積 S=B(+h2) h2=h3hb=1820220=1600mm 故 S=2290（ 2290+1600） =5709199= ㎡ 凈周長 P=+2h2+= (四 ) .確定巷道設(shè)計掘進斷面尺寸和計算掘進斷面尺寸 過去大多數(shù)是架設(shè)棚式支架與砌筑石材整體支架來維護巷道，現(xiàn)在錨噴支護在礦山得到了較為廣泛的使用。而支護主要包括下列幾種方法； 1. 采用錨桿支護巷道，就是巷道 掘進后向圍巖中鉆錨桿眼，然后將錨桿架設(shè)在錨桿眼內(nèi)，對巷道圍巖給予人工加固。從而維護巷道的穩(wěn)定性。錨桿的類型①鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿；②金屬倒鍥式錨桿；③木錨桿；④樹脂錨桿；⑤快硬水泥錨桿；⑥快硬膨脹水泥錨桿；⑦管縫式錨桿；⑧可伸縮式錨桿。 其作用原理：懸吊作用、組合梁作用、錨桿鍥固作用、擠壓加固作用。 圖表文獻來自《地下建筑工程設(shè)計與施工》表 94 噴誰混凝土支護作用是用噴射機將混凝土混合物噴射在巖面上凝結(jié)硬化而成的一種支護。其特點是： ① 凝土在高速噴漿過程中，水泥顆粒受到碰撞沖擊，混 凝土噴層受到連續(xù)沖擊壓密，而且噴射工藝又允許采用較小的水灰比，因此噴射混凝土噴層具有致密的組織結(jié)構(gòu)和良好的物理力學(xué)性能。特別是它的粘結(jié)力大，能同巖石緊密粘結(jié)，是形成噴射混凝土獨特支護作用的重要因素。 ② 噴射混凝土能隨著巷道掘進及及時施工，且加入速凝劑后其早期強度成倍增長，因而能夠控制圍巖的過度變形和松弛。 ③ 噴層較薄，具有一定的柔性，可以和圍巖共同變形產(chǎn)生一定量的徑向位移。 其作用原理：加固與防止風(fēng)化作用；改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)和作用；柔性支護結(jié)構(gòu)作用；組合梁作用。 噴射混凝土支護結(jié)構(gòu)和支護厚度的選擇，應(yīng)綜合考慮，圍 巖地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)物的工作條件、巷道有效跨度和服務(wù)年限等因素。 錨桿和噴射混凝土雖各有優(yōu)點，但也都有不足之處。錨桿聯(lián)合支護，恰能做到使二者相互取長補短，互為補充，是一種性能更好的支護形式。錨桿與其穿過的巖石形成承載加固拱，噴射混凝土層的作用則在于封閉圍巖，防止風(fēng)化剝落，和圍巖結(jié)合在一起，對錨桿間的表面巖石起支護作用。光彈模擬實驗表明，用錨桿進行支護時，在兩錨桿之間的圍巖表面附近，會產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果巖石松軟，則在拉應(yīng)力作用下?？赡墚a(chǎn)生局部的破壞和掉快，而局部小巖塊的墜落又 可能導(dǎo)致深部巖石的松動和破壞，這樣將消弱巖石加固拱穩(wěn)定性和承載能力。因此，錨桿與噴射混凝土聯(lián)合使用，就可以防止局部巖塊的松動和墜落，從而加固與提高了巖石拱的承載能力。 噴射混凝土能有效控制錨桿間的石塊掉落，但其本身是脆性的，當(dāng)巖石變形大時，易開裂剝落。解決方法之一就是在噴射混凝土中加剛纖維，增加混凝土的抗彎強度和韌性。另外就是在噴射混凝土之前敷設(shè)金屬網(wǎng)，噴后形成鋼筋混凝土層，提高了噴層的整體性，改善了噴層的抗拉性能，這就形成了錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護，能有效的支護松散破碎的軟弱巖層，金屬網(wǎng)用鋼筋直徑一般為 6~12mm，鋼筋間距一般為200~400mm。 4 聯(lián)合錨桿支護 組合錨桿支護是以錨桿為主要構(gòu)件并輔以其他支護構(gòu)件而組成的錨桿支護系統(tǒng)。其類型主要有錨網(wǎng)支護、錨梁（帶）網(wǎng)支護和錨桿木行架支護。 包括：木支架、金屬支架、鋼筋混凝土（棚式）、石材整體支護。 摘自《井巷工程》教材 p107~139 、優(yōu)點及作用 原理，以及支護材料的選取。 錨桿支護是錨桿與噴射混凝土聯(lián)合支護的簡稱，二和又可單獨使用，成為錨桿支護與混凝土支護。錨桿支護還可與金屬網(wǎng)聯(lián)合進行支護。它具有施工速度快、施工機械化高、成本低及節(jié)約材料等優(yōu)點。本巷道穿過堅固性系數(shù)為 6~8 的中等穩(wěn)定的石灰?guī)r和白云巖，因此我們選擇的是錨噴支護。 ㈠ . 錨噴支護的優(yōu)點： 錨噴支護突破傳統(tǒng)的支護形式和支護理論，吧再是消極的承受圍巖壓力，而是盡量保持圍巖的完整性，限制巖石的變形、位移和裂隙發(fā)展，充分發(fā)揮巖體自身的支承作用。把圍巖從荷載變?yōu)槌休d，變消極因素為積極因素，這是錨噴支護 和一切舊支護形式最根本最本質(zhì)的差別，也是錨噴支護大大優(yōu)于其他支護形式的根本所在。 我國礦山大量使用錨噴支護的實踐證明，錨噴支護不但可以用于比較穩(wěn)定的巖層中，而且可以用于破碎帶、斷層多、有底鼓受強烈采動地壓影響的巷道和大跨度的硐室。錨噴支護與其他支護形式相比，在技術(shù)上和經(jīng)濟上具有以下優(yōu)越性。 ① 由于錨噴支護是高壓噴射成的混凝土層，致密、強度高，能提高井巷圍巖的自身穩(wěn)定性和承載能力，并與巖層構(gòu)成共同承載整體。這樣，支護厚度可減薄一半以上，掘進斷面可減少 10％ ~2