《井巷工程》課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言3</b></p><p>　　第一章 巷道基本情況4</p><p>　　第二章 爆破說(shuō)明書及爆破圖表4</p><p>　　第一節(jié) 爆破器材的選擇4</p><p>　　第二節(jié) 爆破參

2、數(shù)4</p><p>　　第三章 巷道循環(huán)作業(yè)圖表15</p><p>　　第一節(jié) 裝巖與運(yùn)輸15</p><p>　　第二節(jié) 巷道支護(hù)施工16</p><p>　　第三節(jié) 勞動(dòng)組織形式17</p><p>　　第四節(jié) 循環(huán)作業(yè)圖表18</p><p><b>　

3、　前 言</b></p><p>　　巖巷施工是煤炭生產(chǎn)的重要一個(gè)環(huán)節(jié)。礦井基建時(shí)期的開(kāi)拓巷道大多屬于巖石巷道。由于地質(zhì)原因有時(shí)我們不得不考慮把準(zhǔn)備巷道中的上下山布置在巖層中。巖巷施工在礦井整個(gè)服務(wù)期內(nèi)的工程量所占的比重較大。而與煤巷相比，巖巷施工時(shí)巖石比較堅(jiān)硬，掘進(jìn)比較困難，施工速度慢，占用的設(shè)備和人力多。因此我們急需合理的方式加快巖巷施工速度，并保證施工質(zhì)量。在現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦巖巷施工仍普遍使

4、用鉆研爆破法。因此，確定合理的爆破參數(shù)，對(duì)于加快巖巷施工速度保證施工質(zhì)量有積極重要的影響。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)根據(jù)所給已知條件，參考有關(guān)書籍資料，認(rèn)真確定了爆破各個(gè)參數(shù)及爆破炮眼布置圖?？偟脕?lái)說(shuō)，課程設(shè)計(jì)編寫還算順利，但在整個(gè)過(guò)程中同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不少問(wèn)題。比如根據(jù)公式代入計(jì)算得來(lái)的爆破參數(shù)值與經(jīng)驗(yàn)值相差較大。炮眼布置和裝藥參數(shù)完全依靠試算，既要將爆破炮眼按炮眼間距布置在相應(yīng)位置又要保證炮眼數(shù)目剛好用完，同

5、時(shí)還得保證藥卷和雷管的數(shù)量充足且夠用，整個(gè)試算過(guò)程比較麻煩，所占的設(shè)計(jì)時(shí)間較多。而在相關(guān)資料上又無(wú)法找到有效的解決方案。</p><p>　　總之，這次課程設(shè)計(jì)，一方面是自己辛苦努力的結(jié)果，但更重要的是老師平時(shí)的教育和幫助，在此項(xiàng)老師表示衷心地感謝。</p><p>　　第一章 巷道基本情況</p><p>　　第一節(jié) 巷道基本情況</p><

6、p>　　甲礦-300米運(yùn)輸大巷為雙軌電機(jī)車運(yùn)輸，設(shè)計(jì)斷面為半圓拱形，凈寬4.5米，凈高3.7米，錨噴支護(hù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15，噴層厚度100mm，采用管縫式錨桿，長(zhǎng)度1.8m,錨桿間距排距0.8*0.8m，托盤為8mm厚150mm*150mm的方形鋼板。全長(zhǎng)2713m，穿過(guò)的巖層主要為頁(yè)巖，砂質(zhì)頁(yè)巖，f=6～8,巖石傾角20°～30°，月進(jìn)尺80～90米。</p><p>　　第二章

7、 爆破說(shuō)明書及爆破圖表</p><p>　　第一節(jié) 爆破器材的選擇</p><p>　　根據(jù)與相似條件和規(guī)格的巖巷相比較，本巖巷爆破選用2號(hào)巖石硝銨炸藥，V段毫秒延期電雷管，防爆型電容式發(fā)爆器，鉆孔采用YTP-26型氣腿式鑿巖機(jī)，其性能見(jiàn)下表</p><p>　　表2-1 YTP-26型氣腿式鑿巖機(jī)性能</p><p&g

8、t;<b>　　第二節(jié) 爆破參數(shù)</b></p><p>　　一、確定巷道設(shè)計(jì)斷面掘進(jìn)斷面尺寸</p><p>　　B1=B+2T (2-1)</p><p>　　S1=B1(0.39B1+h3) (2-2)</p><p>　　h3=h2+hb

9、 (2-3)</p><p>　　H1=H+hb+T (2-4)</p><p>　　H=h2+h0 (2-5)</p><p>　　H0= (2-6)</p><p>　　式中：H——巷道凈高，H=3700mm</p><p>

10、;　　B——巷道凈寬，B=4500 mm</p><p><b>　　h0——拱高，mm</b></p><p>　　h2——砟面起巷道的壁高</p><p>　　h3——底板起巷道的壁高</p><p>　　hb——道砟高度，hb=220 mm</p><p>　　T——噴層厚度，T =100

11、mm</p><p>　　B1——巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度</p><p>　　H1——巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度</p><p>　　S1——巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積</p><p>　　h0=0.54500=2250 mm</p><p>　　h2= H - h0=3700-2250=1450 mm</p><p&g

12、t;　　h3=1450+220=1670 mm</p><p>　　B1=4500+2100=4700 mm</p><p>　　H1=3700+220+100=4020 mm</p><p>　　S1=4700（0.394700+1670）=16.47m2</p><p><b>　　二、掏槽方式</b></p&

13、gt;<p>　　1、掏槽方式類型及使用條件</p><p><b>　?。?）斜眼掏槽</b></p><p>　　適用于各種巖層，可充分利用自由面，逐漸擴(kuò)大爆破范圍；掏槽面積較大，適用于較大斷面的巷道。但掏槽眼深度受到巷道寬度的限制；碎石拋擲距離較大，易損壞設(shè)備和支護(hù)。</p><p>　　斜眼掏槽又可以分為楔形掏槽、錐形掏槽

14、。</p><p><b>　　楔形掏槽</b></p><p>　　適用于中硬巖石中，掏槽眼數(shù)根據(jù)斷面大小和巖石堅(jiān)固程度來(lái)決定，一般是6～8個(gè)，兩兩對(duì)稱地布置在巷道斷面中央偏下的位置上，炮眼與工作面夾角大致在55°～75°之間，槽口寬度一般在1.0～1.4m，掏槽的排距約為0.3～0.5 m。各對(duì)掏槽眼應(yīng)同在一個(gè)水平面上，兩眼底距離為200 mm

15、左右，眼深要比一般炮眼加深200 mm。</p><p><b>　　錐形掏槽</b></p><p>　　可用于堅(jiān)硬的巖石中，掏槽眼多采用3個(gè)或4個(gè)，但鉆眼工作很不方便。</p><p>　　斜眼掏槽，每眼的裝藥系數(shù)一般要達(dá)到0.6～0.7以上。</p><p><b>　　（2）直眼掏槽</b>

16、</p><p>　　直眼掏槽的特點(diǎn)是：所有的掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之間保持平行；炮眼深度不受巷道寬度影響，可用于深孔爆破，同時(shí)也便于使用高效鑿巖機(jī)和鑿巖臺(tái)車打眼；直眼掏槽炮眼間距較近，其中每一個(gè)裝藥炮眼的爆炸，都可以破壞兩個(gè)炮眼之間的巖石；另外直眼掏槽一般都有不裝藥的空眼，它起著附加自由面的作用。其缺點(diǎn)是鑿巖工作量大，鉆眼技術(shù)要求高，需要的雷管段數(shù)較多。</p><p>　　直眼掏

17、槽又可以分為直線掏槽、螺旋掏槽。</p><p><b>　　直線掏槽</b></p><p>　　掏槽面積小，適用于中硬巖石的小斷面巷道，眼距一般為100～200mm，眼深以小于2.0m為宜。</p><p><b>　　螺旋掏槽</b></p><p>　　中心孔為小直徑空眼時(shí)適用于各種巖石，眼

18、深可加深到3m。</p><p>　　中心空眼為大直徑時(shí)眼深一般不宜超過(guò)2.5m，可用于堅(jiān)硬巖石的大、中斷面巷道。</p><p><b>　　2、確定掏槽方式</b></p><p>　　根據(jù)該巷道的條件f=6～8，S1=16.47 m2，和所用的鑿巖機(jī)型號(hào)，使用斜眼楔形掏槽，掏槽眼6個(gè)，炮眼與工作面夾角65°，掏槽眼排距0.5m，

19、同一平面上兩炮眼眼底間距200mm，眼深比一般炮眼加深200mm。</p><p><b>　　3、輔助眼</b></p><p>　　輔助眼要成圈且均勻布置在掏槽眼和周邊眼之間，其間距一般為500～700mm，炮眼垂直于工作面，裝藥系數(shù)一般為0.4～0.6。</p><p><b>　　4、周邊眼</b></p&g

20、t;<p>　　K= (2-7)</p><p>　　式中：K——炮眼密集系數(shù)</p><p><b>　　E——周邊眼間距</b></p><p>　　W——最小抵抗線，即最外一圈輔助眼與 </p><p><b>　　周邊眼的距離</b>&l

21、t;/p><p>　　底眼（包括一個(gè)水溝眼）眼距一般為500～700mm，裝藥系數(shù)為0.5～0.6，為了給鉆眼與裝巖平行作業(yè)創(chuàng)造條件，需采用拋渣爆破，則將底眼眼距縮小為400mm左右，眼深加深200mm左右，每個(gè)底眼增加1～2個(gè)藥卷。</p><p>　　表2-2 光面爆破的周邊眼爆破參數(shù)表</p><p><b>　　爆破參數(shù)</b

22、></p><p><b>　　1、炮眼直徑 </b></p><p>　　根據(jù)所選用的鑿巖設(shè)備和光面爆破的要求確定炮眼直徑為 42mm，藥卷直徑35mm</p><p><b>　　2、炮眼深度</b></p><p>　　l≥ (2-8)<

23、/p><p>　　式中：l——炮眼深度，m</p><p>　　L——計(jì)劃月進(jìn)度，m，L=80～90m</p><p>　　N——每月實(shí)際用于掘進(jìn)的天數(shù)，30天</p><p>　　K——正規(guī)循環(huán)率，K=0.8～0.9</p><p>　　n——每日完成的掘進(jìn)循環(huán)數(shù)，次</p><p>　　——炮眼

24、利用率，≥0.8</p><p><b>　　l≥=1.47m</b></p><p>　　每一循環(huán)進(jìn)尺為l`=1.470.85=1.25</p><p>　　掏槽眼深度l掏=1.47+0.2=1.67</p><p>　　底眼深度l底=1.47+0.2=1.67</p><p>　　輔助眼、幫眼

25、、頂眼深度</p><p>　　l輔=l幫=l頂=1.47 m</p><p>　　計(jì)算各炮眼的長(zhǎng)度及同一平面上兩對(duì)掏槽眼眼口的距離</p><p><b>　　掏槽眼長(zhǎng)度：</b></p><p>　　L掏=1.67/sin65°=1.85 m</p><p><b>　　掏

26、槽眼眼口間距離：</b></p><p>　　B=2c+b=21.85cos65°+0.2=1.76 m</p><p><b>　　輔助眼長(zhǎng)度:</b></p><p><b>　　L輔=1.47 m</b></p><p>　　為鉆眼方便，根據(jù)圍巖情況，各周邊眼眼口均距開(kāi)挖

27、輪廓線100mm， 其眼底均超出開(kāi)挖輪廓線100mm。</p><p><b>　　幫眼和頂眼長(zhǎng)度:</b></p><p>　　L幫=L頂==1.49 m</p><p><b>　　底眼長(zhǎng)度:</b></p>

28、<p>　　L底==1.68 m</p><p><b>　　3、炮眼數(shù)目</b></p><p>　　N= (2-9)</p><p>　　式中：N——炮眼數(shù)目，個(gè)</p><p>　　q——單位炸藥消耗量，㎏/m3</p><p>　　s——巷

29、道掘進(jìn)斷面積</p><p><b>　　m——每個(gè)藥卷長(zhǎng)度</b></p><p>　　a——裝藥系數(shù)，一般取0.5左右</p><p>　　p——每個(gè)藥卷的重量，㎏</p><p>　　由已知巖石炸藥規(guī)格知2號(hào)巖石硝銨炸藥藥卷規(guī)格為 </p><p>　　35160mm

30、150g,查表知q=1.45㎏/m3</p><p><b>　　N==44</b></p><p><b>　　4、確定各眼裝藥量</b></p><p>　　每循環(huán)所用的炸藥消耗量</p><p>　　V=l`s （2-10）</p><p>　　=1.

31、2516.47=20.6</p><p>　　Q=qV (2-11)</p><p>　　=1.4520.6=29.87</p><p>　　藥卷總數(shù)= （2-12）</p><p>　　根據(jù)炮眼數(shù)目，藥卷數(shù)量及各類眼的裝藥系數(shù)經(jīng)過(guò)試算可知裝藥量分配如下表所示</p><p>　　表2-3

32、 裝藥量分配表</p><p>　　驗(yàn)證炮眼數(shù)目：N=6+2+10+4+12+10=44</p><p>　　驗(yàn)證藥卷數(shù)目：69+22+106+42+122+105=200卷</p><p><b>　　5、裝藥結(jié)構(gòu)</b></p><p>　?。?）掏槽眼和輔助眼的裝藥結(jié)構(gòu)</

33、p><p><b>　　正向裝藥</b></p><p>　　先將被動(dòng)藥包依次裝入眼內(nèi)，然后裝填起爆藥包。所有藥包和雷管的聚能穴一致朝向眼底，最后用炮泥填滿炮孔，對(duì)于硝銨類炸藥，這樣放置可能會(huì)發(fā)生殘孔和殘藥現(xiàn)象。</p><p><b>　　反向裝藥</b></p><p>　　先將起爆藥包裝入眼底，然

34、后在裝被動(dòng)藥包，最后填滿炮泥，要求雷管和藥包的聚能穴一致朝向眼口，這樣爆轟波是由里向外傳播，與巖石朝自由面運(yùn)動(dòng)的方向一致，有利于反射拉伸破碎巖石，同時(shí)起爆藥包距自由面較遠(yuǎn)，爆炸氣體在時(shí)間上相對(duì)較遲地從眼口沖出，爆炸能量得到充分利用，因而，可取的較好的爆炸效果。</p><p>　　（2）周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　單段空氣柱式</b></p&g

35、t;<p>　　炸藥爆炸后空氣柱能起到緩沖作用，延長(zhǎng)眼內(nèi)爆生氣體做功時(shí)間，將眼口部分巖石爆破下來(lái)，避免眼口出現(xiàn)“鼓包”現(xiàn)象，適用于1.5～2.0m深炮眼。</p><p>　　小直徑藥卷空氣間隔分節(jié)式</p><p>　　用于眼深超過(guò)2.0m</p><p>　　(3）根據(jù)本巷道鉆孔深度及（1）（2）所述，裝藥結(jié)構(gòu)為掏槽眼、輔助眼為反向裝藥結(jié)構(gòu),周邊眼

36、為單段空氣柱式裝藥結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　?。?）炮眼填塞</b></p><p>　　裝藥之前必需將眼中的巖粉和水吹洗干凈。1：3的炮泥混合炮泥，濕度為18%～20%</p><p><b>　　6、爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　巖巷掘進(jìn)一般采用發(fā)爆器起爆，所以雷管多采用串聯(lián)

37、方式，聯(lián)接簡(jiǎn)單，不易遺漏，工作面的炮眼按掏槽眼，輔助眼，幫眼，頂眼，底眼的順序先后起爆全斷面一次起爆。</p><p><b>　　(四)爆破作業(yè)圖表</b></p><p>　　炮眼布置圖（1:50）</p><p>　　裝藥結(jié)構(gòu)圖（1:50）</p><p>　　爆破原始條件表2-4、裝藥量及起爆順序表2-5、預(yù)期爆

38、破效果表2-6</p><p>　　表2-4 爆破原始條件</p><p>　　表2-5 裝藥量及起爆順序表</p><p>　　表2-6 預(yù)期爆破效果表</p><p>　　第三章 巷道循環(huán)作業(yè)圖表</p><p>　　第一節(jié) 裝巖

39、與運(yùn)輸</p><p><b>　　一、裝巖</b></p><p>　　巖石平巷施工中，裝巖轉(zhuǎn)載與轉(zhuǎn)運(yùn)是最費(fèi)工時(shí)的工序，一般情況下它占掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間的35%——50%，因此裝巖在巖石平巷施工中意義重大。</p><p><b>　　1、裝巖機(jī)類型：</b></p><p>　　由于該運(yùn)輸大巷為雙軌運(yùn)

40、輸大巷，巷道較寬、較高，斷面大，爆破巖體體積多。故選用ZLC—60鏟斗側(cè)卸式裝巖機(jī)。</p><p>　　2 、鏟斗側(cè)卸式裝巖機(jī)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　這種裝巖機(jī)是正面取巖石，在設(shè)備前方側(cè)轉(zhuǎn)卸載，行走方式為履帶式。它鏟斗插入力大，斗容大，提升距離短；履帶行走機(jī)動(dòng)性好，裝巖寬度受限制?。虹P斗還可以兼作活動(dòng)平臺(tái)，用語(yǔ)安裝錨桿和挑頂；工作機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)，提升能力大，提升距離小，消耗功率小，

41、性能穩(wěn)定，操作輕便，安全可靠；電氣設(shè)備均為防爆型，可用與有瓦斯和煤塵爆炸的礦井。</p><p><b>　　3 、裝巖機(jī)性能</b></p><p>　　生產(chǎn)能力為90m³/h，鏟斗容量為0.6m³，長(zhǎng)度為4250mm，寬度為1800mm，高度為2100mm，工作時(shí)最大高度為2950mm，卸載高度為1300mm，行走方式為履帶行走，動(dòng)力為電動(dòng)，總

42、功率為52kw，質(zhì)量為7430kg。 </p><p><b>　　二、運(yùn)輸</b></p><p>　　掘進(jìn)巷道為運(yùn)輸大巷，巷道平直，較寬、較高。所以一次性爆破實(shí)體巖石體積較多。由于轉(zhuǎn)載和運(yùn)輸在施工工序中最費(fèi)時(shí)耗工，為了能節(jié)約更多的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，故選用轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸和卸載合一的設(shè)備。梭式礦車具有轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸和卸載合一的功能，所以轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸工具應(yīng)選梭式礦車。由于巖石

43、具有碎脹性，在施工過(guò)程中為了不影響下一組人員的施工，故采用兩組礦車運(yùn)輸，為了縮短兩車的調(diào)車時(shí)間應(yīng)采用一種省時(shí)省力的調(diào)車設(shè)備。浮放道岔是在原有軌道基礎(chǔ)上安設(shè)的一組完整道岔，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以移動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)可自行設(shè)計(jì)加工，故調(diào)車設(shè)備應(yīng)選用浮放道岔。</p><p>　　第二節(jié) 巷道支護(hù)施工</p><p>　　為了保證巷道圍巖的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)圍巖垮落或產(chǎn)生過(guò)大變形，無(wú)法滿足正常的生產(chǎn)的安全要求，巷

44、道掘進(jìn)后一定都要立即進(jìn)行支護(hù)。巷道支護(hù)又可以分為臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)。在適當(dāng)時(shí)機(jī)可把臨時(shí)支護(hù)改為永久支護(hù)。</p><p>　　巷道采用一次性成巷施工，不必設(shè)臨時(shí)支護(hù)。光面爆破后立即登碴打好拱部錨桿和超前錨桿，在局部破碎帶地段應(yīng)適當(dāng)加大錨桿密度并敷設(shè)金屬網(wǎng)。適當(dāng)?shù)目s短掘進(jìn)和永久性支護(hù)的間距，以保證工程質(zhì)量和安全。當(dāng)頂板破碎時(shí)，每次放炮后立即噴射混凝土封閉圍巖，然后再打錨桿。</p><p>

45、　　錨噴支護(hù)工藝流程： 鉆眼→ 穿桿→ 注漿→ 噴層。</p><p>　　噴射混凝土工藝流程： 過(guò)濾石子、沙子 → 秤重 → 加水泥→ 攪拌→ 運(yùn)料→ 上料→ 噴射。</p><p><b>　　1、錨噴支護(hù)參數(shù)：</b></p><p>　?、馘^桿：采用管縫式錨桿，長(zhǎng)度1.8m，錨桿間排距0.8m×0.8m <

46、/p><p>　?、阱^桿間排間距：設(shè)計(jì)錨桿排距為0.8m，間距為0.8m.托盤為8mm厚,150mm×150mm的方形鋼板 。</p><p>　　③支護(hù)方式：錨噴支護(hù)。</p><p><b>　　2、混凝土噴層</b></p><p>　　錨桿安設(shè)、加固完畢后，用MK—Ⅱ型噴射機(jī)噴射強(qiáng)度等級(jí)為C15的混凝土，初

47、噴厚度不小于30mm，初噴長(zhǎng)度不超過(guò)40m，待圍巖壓力穩(wěn)定后，再進(jìn)行噴射，噴射厚度為100mm。</p><p>　　第三節(jié) 勞動(dòng)組織形式</p><p><b>　　1 施工組織</b></p><p>　　掘進(jìn)采用“四六制”作業(yè)，三個(gè)班生產(chǎn)，一個(gè)班檢修，并配備工長(zhǎng)、班長(zhǎng)及維修工各一名。工長(zhǎng)負(fù)責(zé)全面工作，班長(zhǎng)負(fù)責(zé)掘進(jìn)迎頭工作，維修工負(fù)責(zé)設(shè)備

48、的操作和故障的排除。</p><p><b>　　2 勞動(dòng)組織 </b></p><p><b>　　循環(huán)作業(yè)圖表</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、東兆星，吳士良《井巷工程》，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社2009.</p>&l