西南科技大学井巷工程课程设计报告书

井巷工程

课 程 设 计

学院：环境与资源学院 专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 成 绩：

设计目的：

⒈巩固提高所学的专业知识，使其理论联系实际。 ⒉培养和锻炼学生独立工作能力，分析和解决问题的能力。

⒊培养学生在设计、计算、绘图、查阅和运用科技文献资料、正确编写专业技术文件等方面的能力。

⒋熟悉煤炭工业有关的方针政策、规程、规和技术规定等，充分开发智力潜力，建立全面经济观念，为毕业后工作奠定坚实的基础。 设计采用标准：

本次设计依据《井巷设计基础》、《煤矿安全规程》及《矿山井巷工程施工及验收规》。 设计容： ⒈巷道断面设计

首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸并进行风速验算；其次，根据支护参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值，求出巷道的计算掘进断面尺寸，然后布置水沟和管线；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征和每米工程量及消耗量表。 ⑴钻眼爆破工作

①爆破后所形成的断面应符合设计要求．光面爆破要求巷道超挖不大于150毫米,欠挖不得超过质量标准的规定。

②爆破的岩石块度应有利于提高装岩生产率(一般不大于300毫米);有时还要求堆积状况便于组织装运和钻眼与装岩平行作业。

③爆破后围岩震裂较小,不崩倒棚子和损坏设备。

④爆破单位岩石所需炸药和雷管的消耗量低,钻眼工作量小,炮眼利用率要达到85％以上。 (2)施工组织与管理

容：概论、矿井的基本情况,矿井建设的准备工作,矿井建设的施工程序,列表详细阐述,确定井巷工程的施工方案。

施工管理：推行招标承包制和积极展开建设监理工作,深入了解招标投标方式与技术程序,加强设计管理,建立修改设计管理制度,加强材料设备的技术性能资料管理和建立技术档案,做好隐蔽工程的原始记录和工程验收工作,切实做好劳动力的培训与调配,切实做好工作平衡,认真抓好“概算、预算、决算”工作。 (3)安全生产

包括：开采水平巷道、井巷的维修、通风、安全监测、爆破材料的储存、井下放炮、平巷运输,井下工作人员都必须熟悉安全出口。井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有两个行人的安全出口并与通道地面的安全出口相连接.为建成两个安全出口的不沟。

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目 录

第一章 巷道断面设计 ................................................................................................. 3 第一节 巷道断面选择及其他计算 ..................................................................... 3 第二节 绘制巷道断面施工图及材料消耗........................................................... 6 第二章 钻眼爆破设计 ............................................................................................... 8 第一节 炮眼布置图 ............................................................................................. 8 第二节 装药结构和起爆方法 ............................................................................. 8 第三节 爆破说明书 ............................................................................................. 9 第三章 装岩设计 ....................................................................................................... 12 第四章 、运输设计 ................................................................................................... 13 第一节 工作面供风供水设计 ............................................................................. 13 第二节 掘进通风设计 ......................................................................................... 14 第三节 支护设计 ............................................................................................... 15 第四节 排水设计 ................................................................................................. 18 第五章 巷道施工组织与管理 ................................................................................. 18 第一节 施工组织及编制循环图表 ..................................................................... 18 第二节 施工组织与管理及设备配备 ............................................................... 19 第六章 煤矿安全规程 .................................................................. 错误!未定义书签。 参考文献（资料） ..................................................................................................... 22

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第一章 巷道断面设计

某煤矿年产设计能力为0.9 Mt，高沼气矿井，中央分列通风。井下最大涌水量450m3/h，通过第二生产水平东运输大巷的流水量为170m3/h，通过的风量为32m3/s。采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车运输。巷道敷设一趟φ200mm的压气管和一趟φ100mm的供水管。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。主要以泥岩为主。实测围岩松动圈：砂岩lp=0.4~0.5m;泥岩lp=1.0~1.4m。试设计运输直线段断面，计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，并绘制巷道断面施工图。

第一节 巷道断面选择及其他计算

一．选择巷道断面形状

年产0.9Mt矿井的第二生产水平东运输大巷,服务年限一般在20a以上;采用900mm轨距双轨运输大巷,一般巷道宽度要在4.0m以上;巷道所穿过的围岩松动圈lp=1.0~1.4m为一般稳定围岩。故决定选择锚喷支护,直墙半圆拱断面。 二．确定巷道断面尺寸 1)确定巷道净宽度B

查表1-1知,ZK10-9/550架线式电机车宽1360 mm,高1600 mm；3.0 t底卸式矿车宽1200 mm,

高1400 mm。故选A1 =1360mm,根据《煤矿安全规程》并参照标准设计，选取巷道人行巷宽度

c=860mm;非人行巷一侧宽a=440mm,查表1-2知，双轨轨道中心线距b=1600mm,则两电机车之间距离为：

1600 -（1360/2+1360/2）=240mm 。 故巷道净宽度：

B=a1+b+c1=(440+1360/2)+1600+(1360/2+1360/2) =1120+1600+1540=4260mm。 2）确定巷道拱高 h0

半圆巷道拱高 : h0=B/2=4260/2=2130mm 半圆拱半径 : R= h0=2130 mm 。

3）确定巷道壁高h3①按架线电机车导线弓子要求确定 h3由表1-13，半圆拱行巷道壁高公式得

h3≥h4+ho-(Rn)2(kb1)2

式中：h4——从轨高面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》规定取h4=2000mm; ho——道床总高度,查表1-7选用24kg/m钢轨,再查表1-9 得 ho =360mm,道砟高度hb=200mm;

n——导电弓子距拱壁安全距离,取n=300mm; k——导电弓子宽度之半,k=718/2=359mm,取 k=360mm;

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b1——轨道中线与巷道中心线间距 b1=B/2－a1=4260/2－1120=1010mm

故h3≥2000+360－(2130300)2(3601010)2≥1147mm ②.按管道安设要求确定h3

按导电弓子距管子距离的要求,由表1-13得: h3≥h5+h7+hb-R2(KmD2b2)2式中：

h5--砟面至管子底高度,按《煤矿安全规程》规定,选取h5=1800mm; h7——管子悬吊件总高度,取h7=900mm; m——导电弓子管子的间距,取m=300mm;

D——压气管法兰盘直径,对Ф=200mm管子,D=325mm; b2——轨道中心线与巷道中心线间距 b2=B/2-c1=4260/2-1540=590mm; 故h3≥1800+900+200-h3≥h5+h7+hb-

2130(360300335590)22≥1310mm;

按电机车距管子距离要求,由表1-13得: 1R2(Am1Db2)22式中: A1——电机车最大宽度 2 A1=1360mm m——电机车距管子间安全距离 取 m1=200mm . 其它符号同前。 故h3≥1800+900+200-≥1538mm

架线式电机车运算，按上述要求计算即可确定巷道壁高h3,可不必作其它要求的计算。综上计算，并考虑一定的富余量，故确定h3=1800mm.则巷道净高： H=h3-hb+h0=1800-200+2130=3730mm 4)确定巷道净断面积S和净周长 P 由表1-10得：S=B(0.39B+h2) 式中h2——砟面以上巷道壁高 h2=h3－hb=1800－200=1600mm

故S=4026×(0.39×4.26+1.6)=13.9m2P=2.57B+2h2=2.57×4.26+2×1.6=14.1m 5)用风速校核巷道净断面积 查表1-6得:

允许最高风速: Vm=8m/s 设计规允许最高风速: Vm=6m/s

已知通过巷道风量: Q=32m/s 代入公式（1-5）得: V=Q/S=32/13.9=2.3m/s 则 V6）设计支护参数

巷道穿过的岩层松动圈 Lp=1.0～1.4m,属巷道分类法Ⅲ类一般稳定围岩。为留有足够的安全

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系数，取松动圈厚度高限1.4m作为设计的依据；并用组合拱理论设计支护参数如下： 选用快硬水泥锚杆，端头锚固长度400mm,锚杆直径φ16mm,锚杆长度1500mm,间排距0.7×0.7m锚杆布置到墙角。喷层厚度100mm 7)选择道床参数

根据巷道通过的运输设备，已选用24kg/m钢轨，其道床参数：hc=360mm hb=200mm 砟面至轨面高度: ha=hc－hb=360－200=160mm 采用钢筋混凝土轨枕 8)确定巷道掘进断面尺寸 由表1-10计算公式得：

巷道设计掘进宽度：B1=B+2T=4260+2100=4460mm

巷道计算掘进宽度：B2=B1+2&=4460+275=4610mm

巷道设计掘进高度：H1=H+hb+T=3730+200+100=4030mm 巷道计算掘进高度：H2=H1+δ=4030+75=4105mm 巷道设计掘进断面积：

S1=B1(0.39B1+h3)=4.46(0.39×4.46+1.8)=15.8㎡ 巷道计算掘进断面积：

S2=B2(0.39B2+H3)=4.61(0.39×4.61+1.8)=16.6㎡。 三 .布置巷道水沟和管线

已知通过巷道的流水量为170m3/h 水沟坡度3%。水沟宽400m，深400m，净断面积0.16㎡掘进断面积0.203 ㎡ 每米水沟盖板用钢筋1.633kg,用混凝土0.0276m3 每米水沟用混凝土0.133m3管子悬吊在人行道一侧，动力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。 四．计算巷道掘进工程量及材料消耗量 由表1-10计算公式得： 每米巷道拱和墙计算掘进体积 V1=S2×1=16.6×1=16.6m3 每米巷道墙角计算掘进体积

V3=0.2(T+ δ)×1=0.2×(0.1+0.075)×1=0.04m3 每米巷道拱和墙喷射混凝土材料消耗 V2=[1.57(B2－T1)T1+2h3T1]×1

=[1.57×(4.61－0.1)×0.1+2×1.8×0.1]×1=1.07m3 每米巷道墙角喷射混凝土消耗 V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3 每米巷道喷射混凝土消耗 V=V2+V4=1.07+0.02=1.09m3 每米巷道锚杆消耗量 N=( P1+M)/(M·M′)

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P1——计算锚杆消耗周长P1=1.57B2+2h3=1.57×4.61+2×1.8=10.8m M——锚杆间距 M=0.7m M′——锚杆排距 M′=0.7m N=(10.8+0.7)/0.7×0.7=24根 折合重量为：W=N[(L+0.1)∏(D/2)r]

=24[（1.4+0.1）×3.1416×（0.016/2）×7850=56.8 L—锚杆有效长度 L=1.4m 0.1为锚杆露出长度 D——锚杆直径 D=0.016m r——锚杆材料容量 r=7850kg/m3 每排锚杆数量: n=N×0.7≈17根 每米巷道锚杆快硬水泥卷消耗量 24根×3卷/根=72卷

(每个水泥卷规格：直径×长×重=φ37×200mm×108g ) 每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2 B3——计算净宽度

B3=B2－2T=4.61－2×0.1=4.41mm Sn=1.57×4.41+2×1.6=10.1m2 。

第二节 绘制巷道断面施工图及材料消耗

绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工作量及材料消耗表。根据以上计算，按1：50比例绘制巷道断面图并编制工程量及材料消耗量表。

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二水平运输大巷每米工程量及材料消耗量

围 岩 类 别 Ⅲ 计算掘进 围岩 松动 圈/m 1.0~1.4 工程量/m3 巷 道 16.6 墙 脚 0.04 锚 杆 数 量 /根 24

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材 料 消 耗 喷射混凝土/m 3粉 刷 面 积 /m 10.1 锚 杆 钢 筋 /Kg 56.8 快硬水泥卷 /个 72 1.09 二水平运输大巷特征 围围岩类别 岩松净动断圈m 1.0快Ⅲ ～1.4 13.9 15.8 4460 4030 100 硬 形 100 方700 断面/m3 设设计掘进尺锚杆/mm 寸/mm 喷射外厚度宽 高 /mm 形式 露长度 排列方式 正1500 Φ16 14.1 净 间 排 距 离 长 度 直 径 周 长/m 计掘面 进

第二章 钻眼爆破设计

第一节 炮眼布置图

一 设计炮眼布置图

对二水平运输大巷进行施工采用光面爆破的方法来掘进巷道。根据掘进巷道断面面积15.8m2掘进高4030mm,宽为4460 mm。对所要布置的掏槽眼、辅助眼、周边眼分别布设。 1 掏槽眼的布设

因巷道岩石坚固性系数为6~8且巷道断面积较大，利用中深孔进行爆破故选用直眼掏槽法。为提高掘进进度选用易于掌握且对各种岩层适应性和效果均好的菱形掏槽法，炮眼深度为2.7m。 2 辅助眼的布设

为了大量崩落岩石提高炮眼利用率，故要均匀布置辅助眼。辅助眼间距550mm，方向垂直与工作面，装药系数为0.5。为提高光面爆破效果周边眼要为其创造一个理想的光面层，厚度要均匀且最小抵抗线要多于周边眼。一圈辅助眼眼间距为600mm，二圈辅助眼眼间距为550mm。 3 周边眼的布设

根据光面爆破周边眼爆破参数表及岩巷性质取周边眼的炮眼直径为42mm，炮眼间距为550mm,最小抵抗线为700mm,炮眼密集系数为0.8，装药量为0.15kg/m且底眼眼口高于巷道底板150mm以防止灌水和利用钻眼且低于底板标高150mm底眼炮眼间距为450mm和500mm。

综上所述布置炮眼图（附表2）。并且掏槽眼、崩落眼、控制光面爆破的崩落眼和周边眼（顶，帮）的每眼装药数量的比例大致为4：3：2：1。

第二节 装药结构和起爆方法

1 掏槽眼和辅助眼的装药结构

采取反向装药的方式，先将起爆药装入眼底然后在装被动药包最后装满炮泥并且要雷

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管和药包的聚能穴一致朝向眼底。考虑到凿岩台车的钎头直径为42mm，药卷直径为35mm正处于产生间隙效应围且装药长度超过800mm故应采取消除间隙效应措施。 2 周边眼的装药结构

因为炮眼深度为2.7m为克服“鼓包”现象采用空气间隔分节装药结构。 3 炮泥的填塞

为保质保量地做好装药工作。装药之前必须吹洗炮眼将眼中岩粉和水吹洗干净，起爆药包必须按规定制作最后用1：3的泥沙混合炮泥湿度为18％~20％按符合安全要求长度充填并捣实。 4 起爆方法

掘进时采用电容式发爆器起爆，雷管连接方式采用串联方式。因在高沼气巷道故采用总延期时间不超过180ms的前五段毫秒雷管。

第三节 爆破说明书

一 矿井原始资料

掘进巷道为二水平东运输大巷，服务年限位20a以上，采用900mm轨距双轨，选用锚喷支护、直墙半圆拱断面。位于巷道东边，主要用于运输。巷道净宽、净高分别为：4260mm、4030mm，巷道壁有100mm厚的混凝土喷层。计算断面积为16.6m2。该巷道所穿岩层为砂岩、泥岩，主要以泥岩为主。此矿井为高瓦斯矿井且井下有大量涌水，涌水量可达450m3/h。 二 巷道钻眼爆破材料选择

钻眼爆破器材一览表 器材名称 型号 凿岩台车优点如下：

1 高效性：钻速快，质量高。

2灵活性：退进自由，速度，推动力可控制；可凿不同方向的炮眼。 3普遍性：实用于钻任何炮眼，可钻较深、直径大的炮眼。 4环保性：能大力改善工作环境，消除油雾水气，噪音小。 爆破参数确定

掏槽方法：由于该巷道岩层坚硬系数为6～8，故选用直眼掏槽中的菱形掏槽。 炮眼直径、深度：因选用CGJ－2型凿岩台车打钻，故炮眼直径为 42mm；深度为2.7m。 炮眼数目： N

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雷管 8号 炸药 2号岩石硝铵炸药 凿岩机 CGJ—2凿岩台车 qsm1.616.60.680.9175 ap0.60.15N —— 炮眼数目 q —— 单位炸药消耗量 S —— 巷道掘进面积 m —— 每个药卷长度 η——炮眼利用率 a —— 装药系数 p —— 每个药卷质 三爆破网路计算与设计

因为选用串联式电爆网路连接方式，故选用电容式发爆器。

UI

nrnR I —— 通过每个雷管的电流 U —— 发炮电源电压 n —— 串联雷管个数 r —— 每个雷管全电阻 R —— 母线电阻R1与电源阻R2之和

爆破原始条件 表1

名称 巷道的掘进断面 岩石的坚固性系数发 炮眼深度 单位 m2 数量 13.2 4--6 名称 炮眼数目 雷管数目 总装药量 (2号岩石硝铵炸药)

装药量及起爆顺序 表2

装药量 眼号 1 2~5 6~11 12~22 眼名 眼数 眼深 /个 1 4 6 11 / m 2.2 2.2 2.0 2.0 单孔 小计 起爆联线卷数 质量 卷数 质量 顺序 方式 /个 / kg /个 / kg 空眼 掏槽眼 一圈辅助眼 二圈辅助眼 7 5 5 连续 反向装药 1.05 28 4.20 一 0.75 30 4.50 二 串联 0.75 55 8.25 三 装药结构 单位 个 个 数量 45 44 m 2.0 kg 27.5 10 / 23

名称 单位 数量 名称 单位 数量 炮眼利用率 % 91.0 每米巷道耗药量 kg/m 13.8 每循环工作面进尺 m 31.7 每循环炮眼总长度 m 292 每循环爆破实体岩石 m 16 每平米岩体耗雷管量 个/ m 2.5 炸药消耗量 kg/ m 31.6 每米巷道耗雷管量 个/ m 22.0 31，32，44，45 33~43 23~29 顶部眼 底眼 11 8 2.0 2.0 2 5 0.30 22 3.30 五 0.75 40 6.00 六 帮眼 4 2.0 2 0.30 8 1.20 四

预期爆破效果 表3

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385439401918373617353415732041422021070910211413816333700434452212613143118004523292827262524306006503503003800

炮眼布置图

第三章 装岩设计

岩石平巷施工中，装岩与转运是最费工时的工序，一般情况下它占掘进循环时间的35%——50%，因此装岩在岩石平巷施工中意义重大。 1装岩机类型：

由于该运输大巷为双轨运输大巷，巷道较宽、较高，断面大，爆破岩体体积多。故选用ZLC—60铲斗侧卸式装岩机。 2 铲斗侧卸式装岩机优点：

这种装岩机是正面取岩石，在设备前方侧转卸载，行走方式为履带式。它铲斗插入力大，

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斗容大，提升距离短；履带行走机动性好，装岩宽度受限制小：铲斗还可以兼作活动平台，用语安装锚杆和挑顶；工作机构采用液压传动，提升能力大，提升距离小，消耗功率小，性能稳定，操作轻便，安全可靠；电气设备均为防爆型，可用与有瓦斯和煤尘爆炸的矿井。 3 岩机台数：

由于巷道一次性爆破实体岩石体积为41.5m3小于90 m3，故选用一台装岩机。 4 装岩机性能：

生产能力为90m/h，铲斗容量为0.6m，长度为4250m，宽度为1800m，高度为2100m，工作时最大高度为2950m，卸载高度为1300m，行走方式为履带行走，动力为电动，总功率为52kw，质量为7430kg。 5 装岩机技术特征：

技术特征一览表：

矿车特征 单位 数量 22 29.83 60 20800×1560×1780 609 1200 800 30 车厢容积 自重 载重 外型尺寸 卸载时间 卸载高度 轴距 最小转弯半径 m3 t t mm min mm mm m

第四章 、运输设计

进巷道为运输大巷，巷道平直，较宽、较高。所以一次性爆破实体岩石体积较多。由于和运输在施工工序中最费时耗工，为了能节约更多的时间，提高生产效率，故选用、运输和卸载合一的设备。梭式矿车具有、运输和卸载合一的功能，所以、运输工具应选梭式矿车。由于岩石具有碎胀性，在施工过程中为了不影响下一组人员的施工，故采用两组矿车运输，为了缩短两车的调车时间应采用一种省时省力的调车设备。浮放道岔是在原有轨道基础上安设的一组完整道岔，它结构简单，可以移动，现场可自行设计加工，故调车设备应选用浮放道岔。

第一节 工作面供风供水设计

巷道掘进过程中，在钻眼、爆破、装岩、运输过程中不可避免的要产生大量岩石粉尘。这些粉尘极易在空气中漂浮，严重影响工人身体健康。为了减少粉尘对人体的危害，应采取以下措施：

㈠ 钻眼过程应采用湿式钻眼

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㈡ 爆破前用水冲洗岩帮 ㈢ 爆破后立即进行喷雾 ㈣ 装岩前要向岩堆洒水 ㈤ 加强通风排尘 ㈥ 加强个人防护工作

另外，在工作面布置风水管路，井下用风用水设备较多，为了满足所有设备的风水需求，风水管路的设计十分重要。 用风设备：凿岩机、喷射机

压风机型号：RB—055全风高压风机

RB—055全风高压风机技术特征一览表 技术特征 相数 频率 输出输入满载最大最大出入噪音 重量 电压 电压 电流 电压 电压 口径 相 3 50/60 KV 3.7 V 220 A 15 2800/ 3500

位单数量 718.3 PF2 77/78 Kg 44

为了达到巷道所需风量，所选用5台JBT—61通风机同时工作。为了供给巷道足够的新鲜空气，稀释和排出有害气体和粉尘，营造一个良好的工作环境，保护工人身体健康，保证生产安全，必须采取机械式通风。

通风方式：由于巷道断面大，烟雾不易排出，故选用混合式通风。

通风机型号：掘进通风要求通风体积小、效率高、噪音低、风量风压可调、坚固、隔爆故选用JBT—61通风机

通风机数量：根据计算五台通风机同时使用才能达到所需风量。

JBT—61通风机技术特征一览表 技术特征 外径 转速 全风压 风量 电机功率 级数 质量 第二节 掘进通风设计

根据设计要求知巷道所需风量为Q=32m3/s，巷道横断面积为16.6m2，风速为V=1.93m/s，

单位 mm r/min Pa m3/min kw 级 kg 14 / 23

数量 600 2900 343.31569 250390 14 1 315

风筒规格：风筒直径为1000mm，压入式风筒为胶皮风筒，抽出式风筒为铁风筒。

第三节 支护设计

巷道采用一次性成巷施工，不必设临时支护。光面爆破后立即登碴打好拱部锚杆和超前锚杆，在局部破碎带地段应适当加大锚杆密度并敷设金属网。适当的缩短掘进和永久性支护的间距，以保证工程质量和安全。当顶板破碎时，每次放炮后立即喷射混凝土封闭围岩，然后再打锚杆。

锚喷支护工艺流程： 钻眼→ 穿杆→ 注浆→ 喷层 喷射混凝土工艺流程：

过滤石子、沙子 → 秤重 → 加水泥→ 搅拌→ 运料→ 上料→ 喷射

MK—Ⅱ型喷射机械手技术特征一览表

大 变幅适用巷道断面/m2 喷头变幅围/（0） 左液压 风压 /MPa 工作时：4500×2400×外形尺寸/mm 自重/kg 围/（0） 左右上下右前后/M摆仰 俯 翻俯 仰 Pa 幅 转 180 3.6～ 18 70 42330.57.0 ～ 0.6

2700 行走时：4000×820×1150 670 5 5 2 8 支护断面说明表 掘进断面 净断面 巷道形状 帮托盘 顶托盘 15.8m13.9m2 锚杆数量 锚杆长度 锚固力 间距 排距 24 1500mm 60KN 700mm 700mm 15 / 23

锚杆名称 锚固剂 喷层厚度 锚杆直径 水快硬水泥锚杆 水泥胶结材料 100mm 16 2 拱型 木托盘 无

⒈锚喷支护参数：

① 锚杆：采用 16mm的快硬水泥锚杆，杆长1500mm

②锚固剂：使用水泥胶结锚固剂，端头锚固长度为300mm，水泥直径37mm，长为205mm；托盘：采用木托盘，巷道顶部不用托盘

③锚杆间排间距：设计锚杆排距为700mm，间距为700mm ④锚固力：锚固力可达60KN

此外，水泥卷使用前需浸水2 3 min，在钻孔中经 杆头搅拌，以后锚固力开始增加，1h后锚固力可达60KN 2．混凝土的材料及配合比

① 水泥选用标号不低于325号硅酸盐水泥。

②细骨料采用坚硬干净的中砂，细度模数宜大于2.5。 ③骨粗料径应大于15mm。

④按照我国实践经验，井巷支护中喷射混凝土的配合比 （即水泥 ∶砂∶石子）。

喷射巷道墙时为：1∶（2.0-2.5）∶（2.5～2.0） 喷射巷道拱时为：1∶2.0∶（1.5～2.0）。 3. 混凝土喷层

锚杆安设、加固完毕后，用MK—Ⅱ型喷射机喷射混凝土，初喷厚度不小于30mm，初喷长度不超过40m，待围岩压力稳定后，再进行喷射，喷射厚度为100mm 4.喷射混凝土主要工艺参数 1）工作风压。

干式喷射时，喷嘴出口处的风压应控制在0.1MPa，湿喷时应控制在0.15～0.18MPa。此外工作风压要随输料管的长度增大而增大。

工作风压（MPa）= 0.1 +0.001×输料管的长度（m）

水平输料每增加100m，工作风压应提高0.08～0.1MPa；垂直向上每增加10m，工作风压应提高0.02～0.03 MPa

2）水压。水压比风压大0.1 MPa左右，一利于水环喷出的水能充分湿润瞬间通 过喷头的拌和料。

3）水灰比。水灰比适宜（0.4～0.45），喷层表面平整、潮润光泽、粘塑性好、 密 实。当水量不足时，喷层表现出干裂、粉尘飞扬；当水量过大时，则混凝土滑移、流淌。 4）喷头与受喷面的距离与倾角。喷头距受喷面的距离以0.8～1.2m为宜。

5）一次性喷射厚度。若一次性喷射厚度过大，由于重力作用 会使混凝土颗粒间的凝着力减弱，混凝土将发生坠落；若喷层厚度太小，石子无法嵌入灰浆，将会使回弹增大。一次性喷射厚度：墙50～100mm，拱30～60mm为宜。

6）分层喷射间歇时间。当一次喷射厚度达不到设计厚度，需要进行分次喷射时，后一层的喷

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射应在前一层喷射混凝土 终结后进行。分层喷射的间歇时间为15～20min。

7）混和料的存放时间。由于砂、石含有一定水分，与水泥混和后，存放时间应尽量缩短。不掺速凝剂时，存放时间不超过2h，掺速凝剂时，存放时间不超过20min，最好随拌随用。 5.喷射操作

严格按照操作规程进行。作业开始时，先开风后给水，最后送电给料；作用结束时，先停止给料，待罐喷料用空后，在停点，最后关水，停电。 6.巷道每米材料消耗量

每米巷道拱与墙喷射混凝土材料消耗：

V2=[1.57(B2－T1)T1+2h3T1]×1 =[1.57×(4.61－0.1)×0.1+2×1.8×0.1]×1 =1.07m

每米巷道墙脚喷混凝土消耗：

V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3 每米巷道喷射混凝土消耗:

V=V2+V4=1.07+0.02=1.09m3

3

每米巷道锚杆消耗量:

N=( P1+M)/(M·M′) 式中P1——计算锚杆消耗周长

P1=1.57B2+2h3=1.57×4.61+2×1.8=10.8m M--锚杆间距M=0.7m；M′--锚杆排距M′=0.7m。

N=(10.8+0.7)/0.7×0.7=24根 折合重量为：W = N[(L+0.1)∏(d/2)2r]

=24[（1.4+0.1）×3.1416×（0.016/2）2×7850] =56.8kg

式中L——锚杆有效长度， L=1.4m0.1——锚杆露出长度； d——锚杆直径d=0.016m r——锚杆材料容重r=7850kg/m3. 每排锚杆数量: n=N×0.7≈17根

每米巷道锚杆快硬水泥卷消耗量: 24根×3卷/根=72 (每个水泥卷规格：直径×长×重量= 37×200mm×108g )

水输米耗

6. 质量要求

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围岩类别 Ⅲ 锚杆 数量 24 喷射材料 / m 1.09 3材料消耗量 钢筋/kg 56.8 快硬水泥/卷 72 平东运大巷每材料消

锚喷支护质量要求见下表：

锚喷支护工程质量一览表 质量要求及允许误差 优良 锚杆、混凝土材料的质量、规格、品1 2 1 2 种、结构，锚杆强度 锚固剂质量、规格、强度 巷道净宽/mm 巷道净高/mm 锚固力 符合设计、作业规程及规规定 0～200 0～200 最低值符合设计要求 90% 安装牢固，托板基本紧贴4 锚杆施工质量 煤壁，无松动 5 检查项目允许偏差/mm 1 2 3 4 混凝土喷层质量 贴力度大 锚杆间排距 锚杆深度 锚杆角度 锚杆外露长度 +50 0～30 +50 露出螺母15～50 壁，无松动 喷层充实压密，有良好的致密组织结构，与围岩粘安装牢固，托板紧贴煤0～300 0～300 最低值不小于设计的3 符合设计、作业规程及规规定 合格 基 本 项 目

第四节 排水设计

巷道为岩石平巷，主要用与运输。为了排出地下水和其他污水。巷道需进行水沟设计。水沟应尽量避开工人活动围，并尽量少穿越运输线路。水够一般采用0.3%～0.5%坡度。巷道岩层坚固系数为6～8，水沟应采用混凝土浇筑，为方便行人，避免掉入水沟，水沟上访应铺放钢筋混凝土预制盖板。盖板应与巷道碴面平行。

第五章 巷道施工组织与管理

第一节 施工组织及编制循环图表

1 施工组织

掘进采用“四六制”作业，三个班生产，一个班检修，并配备工长、班长及维修工各一名。工长负责全面工作，班长负责掘进迎头工作，维修工负责设备的操作和故障的排除。 2 劳动组织 见表

3 循环组织及编制循环图表 ㈠ 确定日工作制度

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根据钻眼、装药、联线速度；巷道一次性爆破岩体体积、装岩运输速度知，工作制度应定为：“四六制”。 ㈡确立作业方式

装岩、打锚杆互不影响，采用平行作业方式。 ㈢确定循环方式和循环进度

此巷道的掘进方式为多循环（每班完成两个循环）；循环进尺为5m，日循环为15m。 ㈣ 计算循环时间 T= T1+T2+φ（t1+t2）+T3+T4

T1——交接班时间，一般为20min T2——为装岩时间 T2 = SL /np = 40min T3——装药联线时间， T3 = Nt/A=60min T4——为放炮通风时间，一般为20min时间 t1——为钻上部炮眼所用时间为30min t2——为钻下部炮眼所用时间为45 min T= T1+T2+φ（t1+t2）+T3+T4＝178min。

第二节 施工组织与管理及设备配备

１.巷道施工组织与管理

巷道施工组织与管理工作包，包括选择合理的施工方法和作业方式，科学地进行循环组织、劳动组织及施工管理，使整个施工过程的空间、时间和人力都能得到充分的利用；使各工种、各工序都能按照一定的位置、时间有组织有计划地进行。以获得较高的经济、技术效益。 ①

工方式和作业方式的确定

巷道的施工采用一次成巷的掘进施工方法，并且采用掘进、支护平行作业即永久支护在掘进工作面之后一定距离处与掘进同时进行。因巷道的支护采取以锚杆支护为临时支护和喷射混凝土为永久支护。故在施工时喷射混凝土工作要紧跟工作面在相距40m的围几个工种和几道工序同时进行，同时要在有限的工件，组织安排好各工种和工序的密切配合，做到协调一致。 ② a)

进队的组织与管理制度

掘进队的组织形式

在施工时使用综合掘进队的组织形式，即将巷道施工中主要工种（掘进、支护）以及辅助工作（机电维修、运输、通风、管路等）组织在一个掘进队。这样有利于指挥统一，各工种密切配合协作，有利于培养工人一专多能。在施工中根据不同工序的需要灵活调配劳力，使工时得到充分利用，提高工作效率。有利于保证正规循环和多工序平行交查作业的实现。 b)

掘进队的基本管理制度 ⑴工程岗位责任制

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⑵技术交底制 ⑶施工原始资料积累制 ⑷工作面交接班制 ⑸安全生产制 ⑹质量负责制 ２.正规循环作业 a 确定日工作制度

在施工过程中选用采用“四六”工作制 b确立作业方式

因所施工的巷道为大断面的巷道，巷道的施工采用一次成巷的掘进施工方法，并且采用掘进、支护平行作业方式。 c确定循环方式和循环进度

巷道断面大、围岩性质稳定故确定循环方式为一班两个循环的单循环。

在巷道施工中循环进尺取决于炮眼深度和爆破效率，因爆破设计中已经确定采用中深孔爆破，故确定循环进尺为2.5m. 3. 技术经济指标及设备配备

技术经济指标一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 项目 巷道长度 班进尺 日进尺 掘进断面 日出勤 掘进工效 正规循环率 刮板消耗 月进尺 月循环个数 黄油 液压油 齿轮油 截齿 锚杆消耗 单位 m m m m2 人 m/工 % 个/m m 个 Kg/m Kg/m Kg/m 个/m 条/m 数量 0.3 0.3 0.2 0.25 24 单价 6.84元/kg 6.36元/kg 6.27元/kg 28元/个 22元/条 20 / 23

技术经济指标 5 15 15.8 71 0.2112 95% 0.3 427.5 281 材料成本 2.052元 1.908元 1.254元 7元 528元 16 锚固剂 条/m ７２ 6.8元/条 ４９０元

设备配备一览表

序号 1 2 3 4 设备名称 凿岩台车 侧卸式装岩机 梭式矿车 干式变压器 型号 CGJ—2 ZLC—60 S8D KBSG—500—6/0.66 KBSGZY—630—6/1.14 ZZJC—Ⅱ SQ1200—5 ZXZ8—2.5 JX—2 DW80—350 MFC1360/3630 TK200 MK—Ⅱ 功率/kW 500 使用数量 1 1 2组 1 电压/V 660 660 660 660 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 移动变电站 压入式风机 除尘风机 电机车 照明信号 激光指向仪 控制开关 馈电开关 锚杆钻机 通讯与控制 混凝土喷射机 630 11 55 2.5 现场定 1 5 1 2 2 1 660 660 6600 660 660 127 660 2 2 1 1 660 660

劳动组织一览表

钻眼 装药联线放炮 装岩 运输 轨道工 验收员 防尘员 一 2 2 1 2 二 2 2 1 2 三 2 2 1 2 21 / 23

四 2 1 2 合计 出勤 6 6 3 6 2 1 2 在册 9 8 4 9 4 1 3 支护工 机修工 运料工 班长 工长 合计 9 1 1 1 19 9 1 1 1 19 9 1 1 1 19 3 4 1 1 14 27 6 4 4 1 68 30 9 6 4 4 91

井巷中的允许风流速度

允许风速/(m/s) 井 巷 名 称 最低 无提升设备的风井和风硐 专为升降物料的井筒 风桥 升降人员和物料的井筒 主要进、回风巷 架线电机车巷道 运输机巷，采区进、回风巷 采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷 掘进中的岩巷 其他通风人行巷道 1.0 0.25 0.25 0.15 0.15 最高 15 12 10 8 8 8 6 4 4

参考文献（资料）

[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.： 煤炭工业出 版社，2006

[2]东兆星 吴士良 ,井巷工程..中国矿业大学.2005.2

[3]钱鸣高、听成.矿山压力及其控制〔修订本〕.煤炭工业，1991 [4]马新民，矿山机械.：中国矿业大学，2005.2 [5]养中，工程力学〔第二版〕.：高等教育，2003 [6]靳祥升，测量学.：黄河水利，2005 [7]孟达，煤矿地质学.：煤炭工业，2003.3 [8]徐永圻 ，采矿学.：中国矿业大学 ，2006.12 [9] 有 ，井巷工程课程设计指导书.，2007.4

[10]国枢，通风安全学〔修订本〕.：中国矿业大学，2007.1.

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