矿山工程规划与设计课程设计

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1、中国矿业大学力学与建筑工程学院《矿山工程规划与设计》课程设计第15页2013~2014学年第一学期《矿山工程规划与设计》课程设计说明书学院：力学与建筑工程班级：土木2010-10姓名：祁晓强学号：指导教师：刘志强中国矿业大学二○一四年一月中国矿业大学力学与建筑工程学院《矿山工程规划与设计》课程设计第15页前言在国际、国内政治经济形势动荡复杂多变、经济复苏乏力的大背景下，我国煤炭工业重点转向深化改革和结构调整，煤炭工业发展将呈现“逐步企稳、供应宽松”的态势。中国煤炭工业将在调整中逐渐积聚复苏力量，逐渐呈现震荡中缓慢回升态势。201

2、3年，受宏观经济影响、煤炭产量持续增长、煤炭市场波动不稳及新能源快速发展的影响，煤矿安全风险加大，煤矿安全生产面临着更为严峻的形势。我国煤矿安全基础薄弱，煤炭工业健康发展、科学发展、安全发展将面临更为严峻的挑战。煤矿的安全不是单方面的，而是受很多因素制约的，除了安全生产外，矿井的前期设计是占主导地位的，其中巷道断面的设计与巷道交叉点的设计是非常重要的，巷道是井下生产的动脉，断面设计的是否合理，将直接影响煤矿生产的安全经济效益，然而，为了适应矿体的变化或低脂田间的特殊要求，大部分巷道是直的，有些区段则是弯曲的。两条巷道相交处或一条

3、巷道分岔处，则又构成不同的类型的巷道交岔点。本设计将依靠《矿山工程规划与设计》的基本理论知识，将对以下两个案例进行设计，第一部分是巷道断面设计，将从巷道的断面形状的选择到确定巷道的净断面尺寸，进行风速的验算，然后根据支架参数和道床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算出巷道的计算掘进断面尺寸，最后布置水沟和管缆、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量以及材料消耗一览表；第二部分是巷道交岔点，将从曲线半径的选择、道岔型号、交岔点断面形状等计算弯道中心到基本轨中心线的垂直距离、基本轨起点至垂线距离、弯道转

4、角、交叉点最大宽度、斜墙水平距离、交岔点长度和斜墙起点至基本轨起点间距等，然后确定断面尺寸，最后计算出工程量极材料消耗、绘制交叉点施工图。在做此设计的过程中，参考引用了一些公开出版、发表的论文，谨向这些作者表示衷心的感谢。设计者2014年1月中国矿业大学力学与建筑工程学院《矿山工程规划与设计》课程设计第15页目录第一部分巷道断面设计41.1.巷道断面选择41.2.确定断面尺寸51.2.1.确定巷道净宽度51.2.2确定巷道拱高51.2.3确定巷道壁高51.2.4确定巷道净断面面积和净周长61.2.5用风速校核巷道净断面积71.2

5、.6选择支架参数71.2.7确定巷道掘进断面尺寸71.2.8布置巷道内水沟和管线71.3.计算巷道掘进工程量及材料消耗量81.4.绘制巷道断面施工图、编制航道特征表盒每米巷道掘进工程量及材料消耗表9第二部分巷道交岔点设计92.1.设计交岔点平面尺寸92.2.设计交岔点墙高112.3.交岔点各段尺寸表122.4.计算工程量、材料消耗量及绘制交岔点施工图13中国矿业大学力学与建筑工程学院《矿山工程规划与设计》课程设计第15页设计条件某煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年。采用立井开拓、单水平、上下山开拓。地面标高+38m

6、，生产水平为—650m，属地沼气矿井。通风方式为中央并列式通风，井下最大涌水量为400m³/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为200m³/h，风量为40m³/s；采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t矿车运输。内设108压风管和59供水管各一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。大巷中间有一单轨分岔道与之相连（单轨巷道宽2860mm，其中为1330mm）,并成交角，交岔点处在不稳定岩层中，试设计大巷断面及交岔点。第一部分巷道断面设计道断面设计是矿井开采设计中的一个重要组成部分，贯穿矿井服务年限，属于施工图设计的范畴。设计

7、的航道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井下工程概率预算的依据。巷道断面的设计原则是：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。一、巷道断面形状选择断面形状使用条件半圆拱形目前开拓，准备巷道，而硐室普遍采用的断面形状，躲在顶压大侧压小，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。三心拱形与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面利用率高，适用于围堰坚硬的开拓巷道，上下山和硐室。梯形顶板暴露面积较矩形小，可减少顶

8、压，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道矩形断面利用较高，多用于顶压，侧压都较小，维护时间不长的回采巷道椭圆形当巷道四周压力很大，且分部不均匀时，更具顶压和侧压的大小，采用竖直或水平布置圆形围岩松软，四周压力均较大用其他形状不能抵抗围岩压力时采用表1-1巷道断面形状