井巷工程設(shè)計和施工設(shè)計說明書(已修改)
2025-07-03 18:49 本頁面
【正文】 井巷工程設(shè)計和施工設(shè)計說明書一、課程設(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)某銅礦山年設(shè)計能力為50萬t，通過該礦320水平的運輸大巷的流水量為260m3/h，采用ZK106/。該大巷穿過中等穩(wěn)定石灰?guī)r和白云巖，其堅固性系數(shù)f=6～8，大巷需要通過的風(fēng)量為32m3/s。巷道內(nèi)將敷設(shè)一趟直徑為200mm的壓風(fēng)管和一趟直徑為150mm的水管。試進行運輸大巷直線段的斷面設(shè)計和施工設(shè)計。三、運輸平巷斷面的設(shè)計（一）影響設(shè)計因素 1）年生產(chǎn)能力為50萬噸；2）運輸大巷的流水量為260m3/h；3）采用ZK106/250架線式電機車牽引；4）；5）大巷穿過中等穩(wěn)定石灰?guī)r和白云巖，其堅固性系數(shù)f=6~8；6）大巷需要通過的風(fēng)量為32m3/s；7）巷道內(nèi)將敷設(shè)一趟直徑為200mm的壓風(fēng)管和一趟直徑為150mm的水管。（二）巷道形狀及支護方式選擇 1）巷道形狀選擇我國礦井下使用的巷道斷面形狀,、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。斷面形狀適 用 條 件半圓拱形硐室普遍采用的斷面形狀，多在頂壓大側(cè)壓小，無底鼓的條件下使用。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。 （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，則選用直墻拱形斷面（半圓拱，圓弧拱或三心拱）；當(dāng)頂壓、側(cè)壓都很大的同時底鼓嚴重時，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，往往也直接影響到巷斷面形狀的選擇。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，它能適應(yīng)任何新裝的斷面。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、圓形拱和三心拱。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，縮小斷面降低成本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)，年產(chǎn)量在50萬t其服務(wù)年限應(yīng)在15年以上，又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，因此選擇三心拱較為經(jīng)濟合適。 2）支護方式選擇噴射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。其作用原理包括加固與防止風(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。因為它具有施工速度快、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，因此選擇噴射混凝土支護，取拱厚d0與墻厚T為50mm（表1122）?！? 注：未注明所查表來源文獻的數(shù)據(jù)，均為《采礦手冊》（三）巷道斷面尺寸確定
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