岩土工程课程设计.doc

目录
井巷工程课程设计 2
一, 设计目的 2
二, 设计任务 2
三, 巷道断面设计 2
3.1.已知参数 2
3.2.巷道形状的选择 2
3.3. 巷道净断面尺寸 4
3.4. 确定巷道净断面尺寸 4
3.5 .确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸 5
3.6.巷道管线布置 10
3.7.计算巷道掘进工程量及材料消耗量 10
四.巷道断面施工 11
4.1.爆破参数的确定 11
4.2.选择钻眼爆破器材 13
4.3.炮眼布置 14
4.4.选择装药结构与起爆方法 15
4.5.定向与钻眼工作 15
四, 装岩与运输 20
五. 巷道施工组织与管理 23
井巷工程课程设计
1,设计目的
为了使我们对《井巷工程》这门课程中所学的基本知识、基本理论及基本方法有个全面系统的掌握,并进行井巷设计和施工设计。通过本设计,我们将对《井巷工程》课程有个深入的全面的了解,并学会利用各种工具书及参考文献资料,我们以团队协作的方式来解决设计中相关的问题。提高学生独立思考、认真处事、相互交流、合理解决设计中出现的问题的能力,使我们对《井巷工程》这门课程有了一个全面的认识,对该门课程所学到的知识、技能初步达到一个学以致用的目的。
2,设计任务
某铅锌矿山年设计能力为30万t。该矿采用斜井开拓,其副斜井的倾斜角为25°,采用1.5t固定式矿车组提升。该斜井穿过中等稳定的石灰岩层和白云岩层,其坚固性系数为f=6~8,斜井需要通过的风量为60m3/秒 ,斜井掘进中估计涌水量为2~3m3/小时。巷道内敷设一趟直径为300mm的压风管,一趟直径为300mm的排水管和一趟直径为150mm供水管。试进行该斜井直线段的断面设计和施工设计。
3,巷道断面设计
3.1.已知参数
1).年生产能力为30万吨
2).斜井掘进中估计涌水量2~3m3/小时
3).采用1.5t固定式矿车组提升
4).斜井穿过中等稳定的石灰岩层和白云岩层,其坚固性系数f=6~8
5).斜井需风量为60m3/秒
6).巷道内敷设直径为300mm的压风管,一趟直径为
300mm的排水管和一趟直径为150mm的供水管
3.2.巷道形状的选择
断面形状
适用条件
半圆供形
目前开拓,准备巷道,而硐室普片采用的断面形状,多在顶压大侧压小,无底鼓得条件下使用。
圆弧拱形
由于光爆锚喷支护的推广,拱部成型好,施工方便,多用于准备巷道。当跨度较大时,较半圆拱形断面利用率高。
三心圆拱形
与半圆拱形相比,拱顶承压能力差,但断面利用率较高,适用于围岩坚硬的开拓巷道、上(下)山和硐室。
梯形
顶板暴露面积较矩形小,可减少顶压,能承受稍大的侧压,多用于采区巷道。
矩形
断面利用率较高,多用于顶压,侧压都较小,维护时间不长的回采巷道。
马蹄形
用于围岩松软,有膨胀性,顶、侧压力很大,且有一定底压的巷道。
圆形
围岩松软、四周压力均很大,用其他形状不能抵抗围岩压力时采用。
椭圆形
当巷道四周压力很大,且分布不均时,根据顶压和侧压的大小,采用竖直或水平布置。
不规则形
在薄煤层中,为了不破坏顶板,使顶板保持一定的稳定性,断面形状视煤层赋存条件而定。
我国矿井下使用的巷道断面形状,按其结构的轮廓可分为折线型和曲线型两大类.前者如矩形、梯形、不规则形等;后者如半圆拱形、圆形拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等。
巷道断面形状的选择,主要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质(即作业在巷道上地压的大小和方向)、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素。
一般情况下,作用在巷道上的地压和方向在选择巷道断面形状是起主要作用。当顶压和侧压均不大时,可选用矩形或梯形断面:当顶压较大、侧压较小时,则选用直樯拱形断面(半圆拱,圆弧拱或三心拱);当顶压、侧压都很大的同时低鼓严重时,就必须选用诸如马蹄形、椭圆形等封闭式断面。
矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式,往往也直接影响道巷断面形状的选择。木架和钢筋混凝土棚子,多适用于梯形和矩形断面。
掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。目前,岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主要地位,它能适应任何新装的断面。近年来,由于锚喷支护广范应用,为了简化设计和有利于施工,巷道端面多采用半圆拱和圆形拱,三心拱也逐渐被淘汰。在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷,选用圆形断面无疑是最为合适的。
在需要通风量很大的矿井中,选择通风阻力较小的断面形状和支护方式,既有利于安全生产又具有明显经济效益。
在满足安全与技术要求的条件下,力求提高断面利用率,缩小断面降低造价并有利于加快施工速度。
综上所述:选择巷道断面尺寸应考虑诸多因素,联系以上所有因素和已知参数,根据《采矿守则》,年产量在30万t其服务年限应在15年以上,该运输大巷穿过中等稳定的石灰岩层和白云岩层,其岩石坚固性系数又在6~8,因此选择半圆形拱最合适。
3.3. 巷道净断面尺寸
《矿山安全规程》内有明确规定:机械运输巷道的一侧,必须留有0.7米以上的人行道。另一侧,如果巷道是用木材,混泥土棚或金属支架时,不得小于0.2米,用砖、石、 混泥土砌璇以及锚杆喷浆时,不得小于0.2米。运输机距支架或璇墙之间的距离得小于0.4米。
(一).井巷巷道进宽度
据《井巷工程》62页查表3-2可知MG1.1-6A固定式矿车宽A1=1050mm、高h=1200mm、长L=2400mm。
根据《煤矿安全规程》且巷道人行道宽C=840mm、非人行道一侧宽a=400mm。
故巷道净宽度:B=a+ A1+c=400+1050+840=2290mm
(二).确定巷道拱高h0
半圆拱形巷道拱高h0=B/2=2290/2=1145mm 半圆拱半径R= h0=1145mm
(三).确定巷道壁高h3
1.按管道装设要求确定h3
h3≥h5+h7+hb-≥1816.5mm
2.按人行高度要求求h3≥1800+hb-≥1800+220-647=1373mm
综上所述,考虑一定的余量,确定本巷道的壁高为h3=1820mm。则本巷道高度为H=h3-hb+h0=18200-220+1145=2745mm
3.4. 确定巷道净断面尺寸
掘进断面面积的确定由《井巷工程》表3-7得净断面积 S=B(0.39B+h2) h2=h3-hb=1820-220=1600mm 故
S=2290(0.39×2290+1600)=5709199=5.7㎡
净周长P=2.57B+2h2+9085.3mm=9.1m
3.5 .确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸
3.5.1.支护参数的选择
过去大多数是架设棚式支架与砌筑石材整体支架来维护巷道,现在锚喷支护在矿山得到了较为广泛的使用。而支护主要包括下列几种方法;
1. 采用锚杆支护巷道,就是巷道掘进后向围岩中钻锚杆眼,然后将锚杆架设在锚杆眼内,对巷道围岩给予人工加固。从而维护巷道的稳定性。锚杆的类型①钢筋或钢丝绳砂浆锚杆;②金属倒锲式锚杆;③木锚杆;④树脂锚杆;⑤快硬水泥锚杆;⑥快硬膨胀水泥锚杆;⑦管缝式锚杆;⑧可伸缩式锚杆。
其作用原理:悬吊作用、组合梁作用、锚杆锲固作用、挤压加固作用。
2.喷射混凝土支护
喷谁混凝土支护作用是用喷射机将混凝土混合物喷射在岩面上凝结硬化而成的一种支护。其特点是:
凝土在高速喷浆过程中,水泥颗粒受到