井巷工程矿山工程设计书

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1、井巷工程矿山工程设计书1设计目的本课程设计是“井巷工程”课教学的重要环节，通过本设计，使学生熟悉设计的程序和方法，培养学生独立分析和解决问题的能力，为毕业设计打下基础。2设计条件2.1 地质条件矿山第一水平石门大巷所通过岩层的普氏系数f=24,为稳定性较差岩层，涌水量360m3/h，风量60m3/s。主井与副井所通过岩层f=46，中等稳定，风量均按80mVs考虑。2.2 生产能力及服务年限矿山年产量120万t，其第一水平服务年限20a。2.3 井筒装备主井为双箕斗井，箕斗容积2.5m3，型号为FJD2.5(5.5)型。主井内铺设300mm排水管2条，并设有梯子间。副井为双罐笼井，采用3单层罐笼

2、(YJGG2.2型)。副井内铺设有200mm供风管2条，100mm供水管1条，2条动力电缆，3条照明和通讯电缆，设有梯子间。2.4 运输设备及装备石门运输巷为双轨运输大巷，内设水沟，铺设有120mm供风管2条，80mm供水管1条，动力电缆1条，照明和通讯电缆3条电机车型号：ZK10-600/550;矿车型号：YCC1.2(6)。3主井3.1选择井筒断面形状选择圆形，圆形断面受理条件好，通风阻力小，适用于井筒服务年限大于15年的矿山，该矿服务年限较长，故选用圆形井筒，穿过中等稳定性岩层，选用整体浇注混凝土支护。3.2选择罐道形式及材料选用刚性罐道，采用22号槽钢制成罐道(长X宽=220mrK17

3、6mr)i罐道梁的材料为金属罐梁，选用28a号工字钢(长X宽=280mmX122mrl3.3确定净断面尺寸箕斗型号：FJD2.5(5.5)，其最大外形尺寸：长X宽X高=1236mmX1452mX4831mm井筒各构件平面尺寸计算：箕斗布置及其相应尺寸：Lmo2hbox-(LA)2式中：L箕斗两侧罐道梁中心线间的距离，mmmo箕斗两罐道间的间距，mm一般情况下moA2c2tA箕斗的宽度，mm取A=1452mmc罐道宽度，mm取c=65mmt罐道卡与罐耳之间的间距，mm一般取t=10mmh罐道的高度，mm根据型号取h=220mmbo罐梁的宽度，根据28a号工字钢，取bo=122mmx罐道梁中心线至

4、箕斗外边缘的距离。故L=1452+2*65+2*10+2*220+122mm=2164mmx=1/2(2164+1452)mm=1808mm梯子间的布置及其结构尺寸：M600600s色2N=H-J式中：M从4号罐梁中心线起6号罐梁的长度，mm600梯子孔宽度，mms梯子孔边至4号罐梁的板壁厚度，梯子间取s=71mma24号罐梁宽度，mm根据28a号工字钢，取a2=122mmN6号罐梁到井筒中心线的距离，mmJ5号罐梁到井筒中心线的距离，mm般取J=400mmH5、6号罐梁中心线之间的距离，mm梯子孔前后长度不得小于700mm梯子梁宽度一般为100mm.故：H=2*(700+100)mm=160

5、0mmM=600+600+71+122/2mm=1332mmN=1600-400=1200MM用解析法确定井筒直径由各部件的平面几何关系，建立方程，求R、e(M1b-Be)2N2R2222122x2(尹e)2(RD2)2式中：B箕斗的长度，mm;根据型号，取B=1236mme箕斗中心线到井筒中心线的距离，mmi箕斗最突出部分距罐道梁边的安全距离，mm取i=150mm箕斗最突出部分与井壁间的安全距离，mm取2=200mm井筒半径，mm净直径D=2R.则：联立方程代入数据得需150122/21236/2e)212002R2(1236/2e)2(R200)2求得：R=2200mme=300mm则：直

6、径D=2R=4400mm由井筒净直径小于6.5m。则应按0.5m进级，故D=4.5m3.4风速验算QVvmaxS0式中：Q通过井筒的风量，m3/s;取Q=80m3/sv井筒内实际风速，m/sS0井筒内通风有效断面积，m；井内设梯子间时，s。sAA梯子间等面积，A可取2.0m2vmax主井井筒允许的最高风速,m/s3.5选择支护方式及支护参数该井筒穿过中等稳定岩层即皿类围岩，服务年限大于20年，故采用整体浇注混凝土支护，井壁厚度为T=300mm3.6计算各部分尺寸 把2条300mm非水管布置在梯子间右侧，管路用U型螺纹卡固定在罐梁上。 井筒净周长：P=2*3.14*2.25=14.13m井筒净断

7、面积：S11/4*3.14*4.5215.9m2井筒设计掘进断面数：S21(D2T)220.42m243.7计算材料消耗(每米井筒)每米井筒的掘进体积：M=S2*1=20.42m2*1m=20.42m每米井筒浇注混凝土消耗材料：V2=(S-SJ*1=(20.42-15.9)*1=4.52m3每米井筒粉刷面积：Sn二P*仁14.13*1=14.13m2围岩类别断面面积/m2浇注混凝土厚度/m净周长/m净面积设计掘进III15.920.4230014.13井筒每米工程量和材料消耗围岩类别掘进工程量/m3材料消耗(混凝土材料)/m3粉刷面积/m2III20.424.5214.133.8按1:50绘制

8、井筒断面图4副井4.1 选择井筒断面形状服务年20年，选择圆形断面井筒，承受地压性能好，通风阻力小。选择罐道形式及材料罐道采用经久耐用的钢性罐道，采用22号槽钢制成罐道，其长*宽=220*176mm罐道梁的材料为金属罐梁，选用28a号工字钢，其长*宽=280*122mm确定净断面直径（1）3#单层罐笼YJGG2.2型，尺寸：长*宽=2200mm*1350mm可乘人数为15人。刚性罐道罐耳长*宽=200mm*65mm井筒各构件平面尺寸计算：梯子间的布置及其结构尺寸（与主井相同）则M=1332mmN=1200mmJ=400mm罐笼布置及其相应尺寸：式中：L12.3号罐道梁中心线间距离。mmL21.

9、2号罐道梁中心线间距离。mmL1m02hb0L2m02hb0m0=A+2c2tA罐笼的宽度，mm取A=1350mmc罐耳的宽度，mm取c=65mmt罐道卡与罐耳之间的间距，mm一般取t=10mm。h罐道的高度，mm根据所选型号可取h=220mmbo罐梁的宽度，mm根据28a号工字钢取bo=122mm故：L1=1350mm+2*65mm+2*10mm+2*220mm+122mm=2062mmL2=L1=2o62mm用解析法确定井筒直径：由各构件的平面几何关系建立方程，求R，e222(L1eM)2N2R2222(eK)2(B/2)2(R1)2式中：e2号罐道梁到井筒中心线间的距离K罐笼外边缘到2号

10、罐梁中心线的距离K=Abo/2ct=135omm+122/2mm+65mm+1omm=1486mmB罐笼的宽度，B=22oomm。1罐笼最突出部分与井壁间的安全距离，mm取1=2oommR井筒半径，净直径D=2R。故：222(2o62e1332)212oo2R2(e1486)2(22oo/2)2(R2oo)2解得：R=285omme=52omm则净直径D=2R=2850mm*2=5700mm=5.7m井筒直径小于6.5m,则应按0.5m进级故：D=6m4.2 风速验算vQ/S0式中：Q通过井筒的风量，m3/s，取Q=80m3/s.v井筒内实际风速，m/sSo井筒内通风有效断面积m2井筒内设梯子

11、间时,S0SAA梯子间等面积，取A=2.0m2Vmax副井井筒允许的最高风速，m/S4.3 选用支护方式和支护参数该井筒穿过中等稳定岩层即皿类围岩，服务年限大于20年,故采用整体浇注混凝土支护，井壁厚度为T=300mm4.4 计算各部分尺寸 两条200mm供风管，一条100mm供水管布置在梯子间右侧，管路用U型螺杆卡固定在罐道梁上，2条动力电缆及照明电缆布置在梯子间左侧。通讯电缆布置在右侧管路上方。 井筒净周长,P=2R2*3.14*6/218.84m井筒净断面,S11/4D21/4*3.14*6228.26m2井筒设计掘进断面积22S21/4(D2T)1/4*3.14*(60.6)34.19