井巷工程课程设计.docx

《井巷工程》课程设计

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前言
煤炭工业是国民经济中的基础工业，它为许多重要工业部门提供原料和能源。我国能源结构以煤为主的格局在此后较长的一段时间内不也许改变，国民经济的发展将对煤炭产业的增长提出更高的规定。而煤炭工业生产的发展，又取决于煤炭工业基本建设及开拓延伸工作能否及时的、连续不断的提供煤炭的场地。所认为了更好的将所学到的知识运用到实践当中，学习井巷课程设计是《井巷工程》课程的重要环节之一。
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》课程有个进一步的全面的了解，并学会运用各种工具书及参考文献资料来解决设计中相关的问题。巩固提高所学的专业知识，使其理论联系实际。培养和锻炼学生独立工作能力，分析和解决问题的能力。培养学生在设计、计算、绘图、查阅和运用科技文献资料、对的编写专业技术文献等 方面的能力。熟悉煤炭工业有关的方针政策、规程、规范和技术规定等，充足开发智力潜力，建立全面经济观念，为毕业后工作奠定坚实的基础。

目 录
第一章 概述 3
1.1工程概况 3
1.2设计依据 3
第二章 工程地质与水文地质条件 2
2.1岩层柱状 2
2.2涌水量 2
2.3有害气体 2
第三章 巷道断面设计及支护 3
3.1巷道断面形状的选择 3
3.2巷道断面净尺寸的拟定 4
3.2.1巷道净宽度的拟定 4
3.2.2巷道净高度的拟定 5
3.2.3巷道净断面面积和净周长 7
3.2.4巷道净断面面积的风速校核 7
3.3巷道支护设计 7
3.3.1巷道支护形式的选择 7
3.3.3支护材料 9
3.4道床参数的选择 9
3.5巷道掘进断面尺寸的拟定 9
3.6巷道内水沟和管线的布置 10
3.6.1水沟布置 10
3.6.2管线布置 10
3.7巷道掘井工程量和材料消耗 11
3.8相关图表 12
第四章 爆破图表的编制 14
4.1爆破参数的拟定 15
4.1.1炮眼直径 15
4.1.2炮眼深度 15
4.1.3单位炸药消耗量 16
4.1.4炮眼数目估算 17
4.1.5爆破网路的设计和计算 17
4.1.6装药结构与起爆 17
4.2工作面炮眼布置 18
4.2.1掏槽眼的布置 18
4.2.2辅助眼的布置 18
4.2.3周边眼的布置 18
4.2.4工作面实际炮眼数目 19
4.3钻眼机具及爆破器材的选择 19
4.3.1钻眼机具的选择 19
4.3.2炸药和爆破器材的选择 19
4.4对爆破工作的重要规定 19
4.4.1总体规定 19
4.4.2钻眼安全注意事项 19
4.4.3爆破安全注意事项 20
4.5爆破作业图表 20
第五章 生产系统 22
5.1岩石的装载与转运 22
5.1.1岩石的装载 22
5.1.2岩石的转运 22
5.2支护 23
5.2.1锚杆安装工艺 23
5.2.2锚杆支护质量规定 24
5.2.3喷砼工艺流程 24
5.2.4混凝土材料规定 24
5.2.5喷射混凝土时的注意事项 24
第六章 施工组织及重要技术经济指标 25
6.1施工组织 26
6.1.1工作制度 26
6.1.2作业方式 26
6.1.3劳动组织 26
6.2循环图表 26
6.2.1循环方式和循环进度 27
6.2.2循环时间 27
6.2.3循环图表 29
6.3重要技术经济指标 30
6.3.1设备配备 30
6.3.2经济指标 30
参考文献 31

第一章 概述
1.1工程概况
某煤矿年产设计能力为1.2 Mt，高沼气矿井，中央分列通风。井下最大涌水量550m3/h，通过第二生产水平东运送大巷的流水量为150m3/h，通过的风量为35m3/s。采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车运送。运送大巷长度950m。巷道内敷设一趟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。重要以泥岩为主，f=4~6。实测围岩松动圈：砂岩lp=0.4~0.5m；泥岩lp=1.0~1.4m。试设计运送直线段断面，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。
1.2设计依据
地质部门提供的××矿的地质精查报告
通过审批的××矿的初步设计、施工设计
矿井设计手册
井巷工程教材
煤矿安全规程及其他相关规范
《井巷设计基础》
《煤矿安全规程》
《矿山井巷工程施工及验收规范》。

第二章 工程地质与水文地质条件
2.1岩层柱状
大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。重要以泥岩为主，f=4~6。实测围岩松动圈：砂岩lp=0.4~0.5m；泥岩lp=1.0~1.4m。根据围岩普氏分级法，由f=4~6，可得岩层为“相称坚固的岩石”。根据围岩松动圈分级法，由砂岩lp=0.4~0.5m、泥岩lp=1.0~1.4m，可得围岩为“一般围岩”分级。支护方式拟考虑以锚杆悬吊理论，喷层局部支护方式为主。
2.2涌水量
井下最大涌水量550m3/h，通过第二生产水平东运送大巷的流水量为150m3/h。
2.3有害气体
重要有害气体为沼气。

第三章 巷道断面设计及支护
巷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。设计的巷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预算的依据。巷道断面设计的原则是：在满足安全、生产和施工规定的条件下，力求提高断面运用率，取得最佳的经济效果。
巷道断面设计的内容与环节是：一方面，根据巷道的服务年限、用途和围岩性质，选择巷道断面形状和支护方式；另一方面，根据巷道中多通过的设备尺寸、支护参数与道床参数、通风量和行人规定等拟定巷道净断面尺寸（并进行风速验算），计算巷道的设计掘进断面的尺寸，并按允许的超挖值，求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最后绘制出巷道断面施工图，编制巷道特性表和每米巷道工程量及材料消耗表。
3.1巷道断面形状的选择
巷道断面形状的选择，重要应考虑巷道所处的位置及穿过的围岩性质、作用在巷道上地压的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支护材料和支护方式、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。亦可参照表3-1进行选择。
表3-1 巷道断面形状合用表
断面形状
合用条件
半圆拱形
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，较半圆拱形断面运用率高。
三心圆拱形
与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面运用率较高，合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
断面运用率较高，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。
该巷道为运送大巷，属于煤层大巷，年产量1.2Mt，穿过普氏系数f=4~6的岩层，围岩情况较为良好，为稳定性较差的3类围岩，故选择承受地压性能好，通风阻力小，维护费用少、便于施工的半圆弧拱形断面，选用锚杆喷射混凝土支撑。
3.2巷道断面净尺寸的拟定
《煤矿安全规程》规定：巷道净断面必须满足行人、运送、通风和安全设施及设备安装、安装、检修施工的需要。因此，巷道断面尺寸重要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运送设备的数量与规格，人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量、风速规定等。同时，还要考虑敷设于巷道中的各种巷道、电线的合理布局。专做通风或行人用的巷道断面尺寸，只需要满足通风或行人的规定即可。
巷道断面设计计算图如下所示：
3.2.1巷道净宽度的拟定
双轨巷道净宽度按下式进行计算：
(3.1)
式中：a——非人行道一侧的宽度，
A1——运送设备的最大宽度；
c——运送设备最突出部分的距离；
t——非人行道一侧的宽度。
运送设备采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引3.0 t底卸式矿车。
查《井巷工程》表3-2知ZK10-9/550电机车宽A1=1360mm，高h=1550mm；3t底卸式矿车宽1200mm，高1400mm，故选A1=1360mm。
根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c=900mm，非人行道一侧宽a=440mm。又查《井巷工程》表3-3知本巷双轨中线距b=1600mm，两侧电机车之间距离为：

故巷道净宽度：

3.2.2巷道净高度的拟定
《煤矿安全规程》规定：重要运送巷道和重要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。架线电机车运送巷道的净高、电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内、车场内以及人行道同运送巷道交叉的地方不得小于2m；在不行人的巷道内不得小于1.9m；在井底车场内，从井底到乘车场不得小于2.2m。电机车架空线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m。采区（盘区）内的上山、下山和平巷的净高不得低于2.0m，薄煤层内的不得低于1.8m。
计算拱形巷道的净高度，重要是拟定他的拱高和自底板起的壁高，即：
(3.2)
式中：H——拱形巷道的净高度，m；
h0——拱形巷道的拱高，m；
h3——拱形巷道的壁高，m；
hb——巷道内道砟高度，m。
(1)拱高h0的拟定
圆弧形巷道拱高：h0=B/2=2150mm。
圆弧形巷道半径：R=2150mm。
(2)壁高h3的拟定
按架线电机车导电弓子规定拟定h3
由《井巷工程》表3-6中圆弧拱形巷道壁高公式得：
(3.3)
式中：h4——轨道起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取h4=2023mm；
hc——道床总高度。查表《井巷工程》表3-10选择30kg/m钢轨，在查表3-5的hc=410mm，道砟高度hb=220mm；
n——导电弓子距壁安全距离，取n=300mm；
K——导电弓子宽度之半，K=718/2=359,取K=360mm；
b1——轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2-a1=2150-(440+1360/2)=1030mm。
所以:。
按管道装设规定拟定h3
(3.4)
式中:h5——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h5=1800；
h7——管子悬吊件总高度，取h7=900mm；
m——导电弓子距管子间距，取m=300mm；
D——压气管法兰盘直径，D=335mm；
b2——轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-c1=2150-(1360/2+900)=570mm。
所以：1280mm。
按人行道高度规定拟定h3
(3.5)
式中j为距巷道壁的距离。距墙壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j>=100mm，一般取200mm。
所以:
按设备上缘至拱璧最小安全间隙规定拟定h3
a.人行侧：
b.非人行侧：
式中:C＇——砟面起1.6m水平处，运送设备上缘与拱璧间距C＇≥700mm，取C＇=700 mm。
综上计算，并考虑一定的余量，拟定本巷道壁高为h3=1370mm，则巷道净高度为H=h3-hb+h0=1370-220+2150=3300mm。
3.2.3巷道净断面面积和净周长
半圆拱巷道净断面面积按照如下公式求得：
(3.5)
h2= h3-hb=1150mm,可得S=12.16m2。
半圆拱巷道净断面周长按照如下公式求得：

3.2.4巷道净断面面积的风速校核
已知通过的风量为35m3/s。根据《煤炭工业矿井设计规范>的规定，矿井重要进行风巷的风速一般不大于6m/s。巷道风速按下式进行验算：
(3.6)
式中：v——通过该巷道的风速，m/s；
Q——根据设计规定通过的风量，m3/s；
S——巷道的净断面面积，m2；
Vmax——该巷道允许通过的最大风速，按表3-9拟定，m/s。
计算得：，可得巷道净断面面积满足风速规定。
3.3巷道支护设计
为了保证巷道围岩的稳定，防止出现围岩垮落或产生过大变形，无法满足正常的生产的安全规定，巷道掘进后一定都要立即进行支护。从目前各类支护形式及支护效果上来看，巷道支护重要分为三种类型：第一种为被动支护形式，涉及木棚支架、钢筋棍凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；第二类是以各类普通锚杆支护为主，旨在改善围岩应力学性能的积极支护形式，涉及锚喷支护，锚网支护等；都三类是以高强预应力锚杆和注浆加固为主的积极积极加固形式，如锚喷支护等，能明显改善破裂岩体力学性能，支护结构整体性好，承载能力高，支护效果好。
3.3.1巷道支护形式的选择
该巷道设计选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，局部需加强支护地段铺设钢筋网形成锚网喷联合支护。
3.3.2巷道支护参数的设计
(1)永久支护
巷道永久支护方式采用锚网喷，巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。
按悬吊理论计算锚杆参数：
锚杆长度计算：
（3.7）
式中:L——锚杆长度，m；
H——冒落拱高度，m；
K——安全系数，一般K=2；
L1——锚杆锚进稳定岩层的深度，一般按0.5m；
L2——锚杆的外露长度，一般取0.05m；
其中：
H=B/2f=4.3/(2×4)=0.54
B——巷道掘进宽度，为4.3m；
f——岩石坚固系数，取4；
K——安全系数，一般K=2；
则：
L=2×0.54+0.5+0.05=1.63m，取2.0m
锚杆间距、排距计算：设计时间距、排距均为a，则
a=(Q/KHγ)/2=1.19m
式中：a——锚杆间排距，m；
Q——锚杆设计锚固力，64kN/根；
H——冒落拱高度，0.54m；
γ——被悬吊砂岩的密度，取25kN/m³；
K——安全系数，一般K=2；
通过以上计算，选用直径20mm螺纹钢树脂锚杆，长度为2.0m， 锚杆间、排距为 1.0m。网片采用钢筋网，相邻网片要压茬连接，搭接长度不小于100mm。爆破前锚网支护距迎头不大于0.7m，炮后不大于2.4m。围岩性较好时，采用先锚后喷的方式；围岩稳定性较差是，锚杆间、排距应适当缩小，并要先及时喷射混凝土，喷浆厚度不小于30mm，然后打设锚杆，复喷必须达成设计厚度。
初喷距工作面不超过5m，复喷距工作面不超过10m。洒水养护时间不少于28天。
(2)临时支护
由于锚杆机手柄长度为1.3m，锚杆间距为0.9m，因此，在炮后及时进行敲帮问顶，然后操作人员站在支护完好的地点打设顶锚杆作为临时支护。
初喷工作面作临时支护。炮后及时找掉，冲刷巷帮后立即进行初喷，初喷厚度不小于30mm，喷体初凝20min后，施工人员方可进入迎头。
(3)加强支护
巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。
3.3.3支护材料
锚杆、锚索及锚固剂：锚杆采用直径为20mm螺纹钢树脂锚杆，长度为2.0m，锚索长6.2m，每根锚杆使用树脂锚固剂锚固长度大于0.5m，锚杆外露长度为30～50mm。托盘120mm×120mm×5mm的正方形钢板制成。锚固剂型号为CK2350型，长度为500mm。
锚网采用金属网片，网片规格为长×宽=2023mm×1000mm，网格为长×宽=50mm×50mm。
混凝土：喷射混凝土采用复合硅酸盐水泥﹙P·C42·5﹚，纯净的山砂、粒度不大于10 mm，按配比为水泥：砂=1：3.6均匀搅拌而成，混凝土标号为C20。
速凝剂：型号为J85，掺入量为水泥重量的4%，速凝剂必须在喷浆机的上料口随喷随掺入，不得提前掺入混凝土内。
3.4道床参数的选择
根据巷道通过的运送设备，已选用30kg/m钢轨其道床参数hc与hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨道面高度为ha=hc-hb=410-220=190mm，采用钢筋混凝土轨枕。（查（井巷工程）表3-5与3-10与3-11）。
3.5巷道掘进断面尺寸的拟定
由《井巷工程》表3-7计算公式得：
巷道设计掘进宽度：；
巷道计算掘进宽度:；
巷道设计掘进高度： 巷道计算掘进高度：；
巷道设计掘进断面积：

取S1=14.2m2。
巷道计算掘进断面积：
取S2=14.8m2。
3.6巷道内水沟和管线的布置
3.6.1水沟布置
已知通过巷道的水量为150m3/h，现采用水沟坡度为3‰，由《井巷工程》查表3-12得：水沟深度400mm，水沟净断面积为0.16m2,水沟掘进断面积为0.203m2,每米水沟盖板用钢筋1.633kg，混凝土0.0276m3,水沟用混凝土0.133m3。一般规定下：
水平巷道及倾角小于16度的倾斜巷道的水沟，一般布置在人行侧。当非人行侧有适当空间时，亦可布置水沟，但应尽量避免水沟穿越轨道和输送机。
在倾角大于16度的巷道中，当涌水量小或巷道较窄时，水沟与人行台阶可在巷道同侧平行或重叠布置；当涌水量较大或巷道较宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。
专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底鼓的巷道和铺设整体道床的巷道，水沟也可布置在巷道中间。
巷道横向水沟，一般应布置在含水层的下方、上（下）山下部车场的上方、胶带机接头硐室的下方或出水点初。
3.6.2管线布置
(1)管道的布置要考虑安全、架设与检修的方便，一般应符合如下规定：
管道应布置在人行道一侧，管道的架设一般采用托架、管墩及锚杆吊挂等方式，并要考虑检修的方便；若架设在人行道上方管道上方，管道下方距道砟或水沟盖板的垂直高度不应小于1800mm，若架设在水沟上，应以不妨碍水沟清理为原则。锚喷支护的重要运送巷道，可将管路锚吊在行人侧的顶部。
当管道与管道呈交叉或平行布置时，应保证管道之间有足够的更换距离。管道架设在平巷顶部是时，应不妨碍其他设备的维修与更换。
管道与运送设备之间必须留有不小于200mm的安全距离。
(2)电缆布置一般有如下规定：
电力电缆和通讯电缆一般不要敷设在巷道的同一侧。如受条件限制设在同一侧时，通讯电缆设在动力电缆上方0.1m以上的距离处，以防电磁场作用干扰通讯信号。
电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。
电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆，或者电缆发生坠落时，不会落在轨道上或运送设备上，所以电缆悬挂高度一般为1.5~1.9m，电缆到巷道顶板的距离不小于300mm；电缆两个悬挂点的间距不大于3.0m；电缆与运送设备之间距离不小于0.25m，电缆与风筒互相之间应保持0.3m以上距离。
高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设时，互相之间距离大于0.1m以上。高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm，以便摘挂方便。
有煤尘瓦斯突出煤层中的回风巷，严禁设立动力电缆。
3.7巷道掘井工程量和材料消耗
由《井巷工程》查表3-7计算公式得：
每米巷道拱与墙计算掘进体积:
每米巷道墙脚计算掘进体积:

每米巷道拱与墙喷射材料消耗:

每米巷道墙角喷射材料消耗:
每米巷道喷射材料消耗（不涉及损失）:
每米巷道锚杆消耗:
(3.8)
式中:P1——计算锚杆消耗周长，；
a、a′——锚杆间距、排距，a=a′=0.8m。
所以；
折合重量为：

式中：l——锚杆长度，l=2.0m；
d——锚杆直径，d=18mm；
——锚杆材料密度，=7850kg/m3。
计算得G=60.17kg/mm3。
因每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗支。
每排锚杆数为根
每排树脂药卷数根
每米巷道粉刷面积
式中:B3——计算净宽，
3.8相关图表
图3-1 巷道断面施工图
表3-15 运送大巷特性
围岩类别
断面面积/m2
设计掘进尺寸/mm
喷射厚度/mm
锚杆/mm
净
周
长
/m
净面积
设计掘进
宽
高
形式
排列方式
间、排距
锚杆长
直径
3
12.16
14.8
4300
3300
100
螺纹钢树脂锚杆
方形
120
2023
20
13.4
表3-16 运送大巷每米工程量及材料消耗表
围岩类别
计算掘进工程量/m3
锚杆
数量
材料消耗/mm
粉刷面积
/m2
巷道
墙角
喷射材料/m3
锚杆
钢筋/kg
树脂药卷/支
3
13.27
0.04
14.75
0.98
58.90
29.5
9.1

第四章 爆破图表的编制
我国煤矿岩巷的钻眼，从手工凿岩、硝铵炸药、普通雷管，前眼爆破起步，到手持式凿岩机、液压凿岩台车、高威力水胶炸药，高精度毫秒电雷管、非电起爆器材以及各类起爆器、中深孔光面爆破，使我国凿岩爆破技术得到了长足的发展。与此同时，凿岩机理、破岩机理、爆破技术以及施工设备的可靠性，自动化限度也有了较大的发展。
目前，钻眼爆破技术的发展趋势是中深孔、光面爆破和断裂成型（刻槽）爆破技术。
采用钻眼爆破法掘进岩巷，施工的基本工序涉及工作面定向、炮眼布置、钻眼工作、装药连线、爆破通风、安全检查、洒水、临时支护、装岩与运送、清底、永久支护、水沟倔砌和管线安设等。各工序的质量及工序间的衔接，特别是作为第一道工序——钻眼爆破工作的质量，对巷道的施工安全、施工质量、掘进速度及功效、成本等，都有较大的影响。因此，钻眼爆破工作除符合安全施工的规定外，还应当做到以下几点:
巷道断面形状与规格、方向与坡度均应符合设计规定和施工规范、验收规范的标准，规定巷道超挖不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定。
爆破后的岩石块度应有助于提高装岩生产率（一般不大于300mm），岩堆形状有助于组织装运与钻眼的平行作业，巷道底板平整有助于各种设备和人员行走。
对围岩的震动和破坏要小，以利于巷道支护和长期稳定。
爆破单位体积岩石所需炸药和雷管的消耗量低，炮眼运用率要达成85%以上。
因此，为了获得良好的爆破效果，必须对的地布置工作面的炮眼，合理拟定爆破参数，选用适宜的炸药和不断改善爆破技术。
4.1爆破参数的拟定
爆破参数重要涉及炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目、单位炸药消耗量等
4.1.1炮眼直径
炮眼直径对钻眼效率、全断面炮眼数目，炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度均有影响。因此，应根据巷道断面大小、块度规定、炸药性能和凿岩机性能综合考虑，进行选择。
炮眼直径大，可减少炮眼数目，炸药能量相对集中，可提高爆破效率，但钻速下降，影响爆破质量和减少围岩稳定性。现场多根据药卷直径来拟定炮眼的直径。目前国内岩巷掘进均采用直径为27mm、32mm、和35mm三种药卷，炮眼直径需比药卷直径大6-8米左右，所以目前岩巷掘进的炮眼直径多采用35-42mm。
在这里我们采用药卷直径为32mm，炮眼直径为41mm。
4.1.2炮眼深度
炮眼深度决定了每一掘进循环钻眼和装岩的工作量、循环进尺以及每班的循环次数。炮眼深度重要根据岩石性质、巷道断面、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素拟定。从今年发展趋势来看，炮眼平均深度逐渐由浅孔向中深孔（2.0~2.5m）发展，一些采用凿岩台车凿岩的掘进队正在向较深孔发展。
合理的炮眼深度应以高速、高效、低成本、便于组织正规循环作业为原则。采用气腿凿岩机时，炮眼深度以1.6~2.3m为宜，眼深超过2.5m后，钻眼速度则明显减少。采用配有高效凿岩机的凿岩台车时，应向深眼发展，一般眼深可达3.0m以上。我国煤矿巷道掘进中，通常是以月进尺任务和凿岩、装岩设备的能力来拟定每一循环的炮眼深度，即
(4.1)
式中：——炮眼深度，m；
L——计划月进度，m；
k——每月实际用于掘进的天数，30天；
n——正规循环率，即每月实际用于掘进工作的天数与30天之比，一般取0.8～0.9；
N——每日完毕掘进循环数，次；
——炮眼运用系数，一般规定。
本次施工中设定计划月进度为150m，正规循环率设为0.9，每日完毕掘进的循环次数为4次，炮眼运用率为0.8。

所以即炮眼深度选为1.8m。
4.1.3单位炸药消耗量
单位炸药消耗量是指爆破1.0m3 实体岩石所需的炸药量，也是工作面一次爆破所
需的总炸药量和工作一次爆下的实体岩石总体积V之比。即
(4.3)
但是计算数据一般仅作为参考，所以多按定额选用，查《井巷工程》表4-2知q=1.48kg/m3。
4.1.4炮眼数目估算
炮眼数目直接影响着钻眼工作量、爆破岩石的块度、巷道形成质量等。炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面形状和尺寸、炮眼直径和炸药性能等因素。合理的炮眼数目一般先以岩层性质和巷道断面大小进行初步估算，然后再设计断面图上作炮眼布置图，得出炮眼总数，并通过实践调整与修正。
炮眼数目也可根据单位炸药消耗量，按下式估算后，再按上述经验方法拟定炮眼数目。
(4.2)
式中：N——炮眼数目；
q——单位炸药消耗量，kg/;
S——巷道掘进断面积，;
m——每个药卷长度，m;
a——装药系数，即装药长度与炮眼长度之比，一般取0.5左右;
P——每个药卷的重量，kg。
采用光面爆破，掘进断面14.8m2，f=4~6。查《井巷工程》表4-2得，采用光面爆破掘进100 m³需消耗炸药148kg/100m3。
计算得：，拟取53个。
4.1.5爆破网路的设计和计算
采用电力起爆法，因矿井中具有沼气，故采用安全性较高，不易产生火花的串联方式来连接电路。
4.1.6装药结构与起爆
装药结构是指炸药药卷在炮眼内的装填情况，有连续装药和间隔装药、耦合装药和不耦合装药、正向起爆装药和反向起爆装药之区别，是影响爆破效果的重要因素。
(1)掏槽眼和辅助眼的装药结构
本工程中掏槽眼和辅助眼采用正向不耦合装药结构。
(2)周边眼的装药结构
在药卷直接为32mm的情况下，为实现光面爆破，周边眼采用单段空气柱式装药结构。
(3)炮眼填塞
炮眼封泥用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。
4.2工作面炮眼布置
由于爆破工作是在只有一个自由面的狭小空间内进行的，要达成抱负的爆破效果，必须将各种不同作用的炮眼合理地布置在相应位置上，使每个炮眼都能起到应有的爆破作用。掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类，采用延期爆破的技术，其起爆顺序是先掏槽眼，然后辅助眼，最后周边眼，以保证爆破效果。
4.2.1掏槽眼的布置
由于掘进断面较大，为取得较好的掏槽效果，采用楔形掏槽。内楔由2~4个眼组成，眼深较小，它最先起爆掏出小槽，外楔眼随后起爆扩大，并加深掏槽。楔形掏槽法的炮眼与工作面夹角也大体在65~75°之间；成对的两眼口间距离，一般为1.0~1.5米，眼底间距为450毫米左右，眼深比一般炮眼加深掏槽眼的排距约为0.4~0.6米。掏槽眼具体炮眼数目布置如下：
掏槽眼共4个，每个孔均装药，每个深度为2023mm。
4.2.2辅助眼的布置
辅助眼共25个，每个孔与相邻的孔间距为400~600mm，每个深度为1800mm。
其中第一圈辅助眼8个，第二圈辅助眼8个，第三圈9个。
4.2.3周边眼的布置
(1)顶眼及帮眼的布置
顶眼共11个，帮眼共6个，相邻的孔间距为500m其他与辅助眼类似。
(2)底眼的布置
底眼共7个，每个孔与相邻的孔间距约为200mm，其他与辅助眼类似。
4.2.4工作面实际炮眼数目
经作图效验，实际炮眼数目为：54个
4.3钻眼机具及爆破器材的选择
4.3.1钻眼机具的选择
在煤矿岩巷中，一般采用以压风为动力的各种凿岩设备和设施，涉及凿岩机、钎头，钎杆和钻架等。而在煤巷中，多采用煤电转、麻花钎杆和两翼（或三翼）旋转式钻头。井巷掘进中，在岩石上钻眼，重要采用冲击式钻眼法；在煤上钻眼，重要采用旋转式钻眼法。冲击式钻眼法使用的钻眼机械师凿岩机；旋转式钻眼法使用的钻眼机械多是电钻。凿岩机以使用的动力不同，分风动凿岩机、液压凿岩机及电动凿岩机。
本次工程采用气腿式YT-23风动凿岩机，3台共同作业。
4.3.2炸药和爆破器材的选择
起爆方法选择电雷管起爆法，炸药选用乳化炸药EL-103，因采用光面爆破，使用毫秒延期电雷管，起爆器则选用MFB-100型矿用电容式发爆器。
4.4对爆破工作的重要规定
爆破工程不仅在总成本中占有重要位置，并且还将直接或间接的影响采矿生产各个工艺环节；爆破工作的好坏，在很大限度上决定着露天矿的生产、安全和工作质量。
4.4.1总体规定
在巷道掘进中，一般是以采装工作为中心组织生产的。为了保证挖掘机连续作业，规定工作面每次爆破的矿岩量至少能满足挖掘机5～10d的采装规定。近年来，随着大型设备和多排微差爆破的应用，储备量已超过该数字。
露天爆破后的矿岩块度，既要小于挖掘机铲斗允许的块度，又要小于破碎机入口允许的块度。
4.4.2钻眼安全注意事项
开眼时必须使用钎头落在岩石上，如有浮矸，应解决好后再开眼；
不允许在残眼内继续钻眼；
开眼时给风阀门不要忽然开大，待钻进一段后，再开大风阀门；
为防止断钎伤人，推动掘进机时不要用力过猛，更不要横向用力，凿岩时钻工应站稳，应随时堤防忽然断钎；
一定要注意把胶皮风管与风钻接牢，以防脱落伤人；缺水或停水时，应立即停止钻眼。
4.4.3爆破安全注意事项
规定的安全地点装配起爆药卷。
爆破母线要妥善地挂在巷道的侧帮上，并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离；装药前要试一下爆破母线是否导通。
装药前应检查顶板情况，撤出设备与机具，并切断除照明以外的一切设备的电源，照明灯及导线也应撤离工作面一定距离。
检查工作面20m范围内瓦斯含量，并按《煤矿安全规程》有关规定解决。
装药时要细心地将药卷送到眼底，防止擦破药卷、装错雷管段号、拉断脚线。有水的炮眼，特别是底眼，必须使用防水药卷或药卷加防水套，以免受潮拒爆。
装药、联线后应有爆破员与班、组长进行技术检查，作好爆破前的安全布置。
4.5爆破作业图表
表4-1爆破原始条件
名称
单位
数量
名称
单位
数量
巷道的掘进断面
岩石的坚固性系数 f
炮眼深度
m2

m
14.8
4~6
1.8
炮眼数目
雷管数目
总装药量（2号岩石硝铵炸药）
个
个
kg
54
54
63.2
表4-2预期爆破效果
名称
单位
数量
名称
单位
数量
炮眼运用率
每循环工作面进尺
每循环爆破实体岩石
炸药消耗量
%
m
m3
kg/m3
90
1.8
26.60
2.38
每米巷道耗药量
每循环炮眼总长度
每立方岩石雷管消耗量
每米巷道雷管消耗量
kg/m
m
个/m2
个/m
35.11
98
2.03
30
表4-3炮眼布置及装药参数
眼号
炮眼名称
眼数
（个）
炮眼
深度
（m）
装药量
起爆
顺序
联线方式
装药结构
单孔
小计
卷/眼
质量（kg）
卷
（个）
质量
（kg）
0
1~4
5~29
30~32，42~44
33~41
45~54
空眼
掏槽眼
辅助眼
帮眼
顶部眼
底眼
0
4
25
6
9
10
0
2
1.8
1.8
1.8
1.8
0
8
6
5
6
5
0
1.6
1.2
1.0
1.2
1.0
0
32
150
30
54
50
0
6.4
30
6
10.8
10
0
1
2
3
3
3

串
串
串
串
串

正向
正向
正向
正向
正向
合计

图3-1 工作面炮眼布置图（三视图）

第五章 生产系统
5.1岩石的装载与转运
巷道施工中，岩石的装载与运送是最繁重、最费工时的工序，一般情况下他站掘进循环时间的35%-50%。它的速度快慢，直接影响掘进进度、效率和成本，因此做好装岩与运送工作，对提高劳动效率，加快掘进速度、改善劳动条件和减少成本具有重要意义。
5.1.1岩石的装载
选择装岩机考虑的因素是比较多的，重要涉及巷道断面积的大小；装岩机的装载宽度和生产效率，适应性和可靠性，操作、制造与维修的难易限度；与其他设备的装岩机得造价和效率等。
铲斗后卸式装载机，构造简朴，适应性好，但生产能力为25-40m3/h，装岩方式不合理，间歇作业，效率低，容易起扬尘，装岩宽度小，规定有纯熟的操作技术，一般应用于单轨巷道。
铲斗侧卸式装载机，铲取能力大，生产效率高。对大块岩石、坚硬岩石的适应性强；履带行走，移动灵活，装载宽度大，清底干净；操作简朴、省力，但是构造复杂，造价高，维修规定高，间歇装岩，适应于断面积为12m3以上的双轨巷道。
耙斗装载机，构造简朴，维修操作容易；可合用于斜巷、平巷以及煤巷、岩巷等，但是它的体积