《矿山建设工程》课程设计.pdf

《矿山建设工程》课程设计- 2 - 前言《矿山建设工程》课程设计的任务是编制一份立井井筒（基岩）施工组织设计，通过设计巩固学生所学的专业理论知识，使学生在单位工程施工组织设计的内容及编制方面得到一次全面训练，从而进一步培养学生独立分析和解决工程技术问题的能力，运算和绘图能力独立参阅资料、掌握技术信息和编制技术文件的能力本课程设计是对双合矿主井井筒基岩段的施工方案和施工组织的设计双合矿井地处山东鱼台县，设计年生产能力90 万吨，采用立井开拓井筒所穿过的主要地层自上而下分别为第四系、新近系、侏罗系、二叠系；井筒基岩段含水性较弱，井筒穿过的煤层为低沼气无突出危险煤层双合矿井主井井内装备有复合材料梯子间、排水管路、压风管路、洒水管路和通讯和信号电缆等矿井主井担负全矿井煤炭提升，副井担负中央区及全矿井辅助提升并兼作中央区进风，风井担负全矿井回风任务通过 7 月份暑假生产实习和带回来的技术资料，作为本课程设计的设计资料和参考资料，由于本人缺乏实际的设计经验，仅作为学习之用难免有不足和缺点，望老师批评和指点《矿山建设工程》课程设计- 3 -目录1 矿井概况2 井筒基岩段施工方案2.1施工方案的选择依据2.2施工方案分析2.3 方案选择3 钻眼爆破工作3.1 钻眼机具的选择3.2 爆破器材的选择3.3 爆破参数的确定3.4 编制爆破图表（爆破条件、爆破参数、预期爆破效果及炮眼布置图）3.5 钻眼爆破安全技术措施 4 装岩提升工作4.1 装岩 4.2 提升4.2.1 提升方式的确定4.2.2 提升设备的选择4.2.3 稳绳、悬吊天轮及凿井绞车的选择4.3 排矸 5 支护5.1 临时支护5.2 永久支护5.2.1模板形式及规格 5.2.2悬吊方式及凿井绞车5.2.3砌壁吊盘的型式与规格5.2.4悬吊方式及凿井绞车 5.2.5混凝土的输送及浇灌工艺5.2.6地面供料系统； 5.2.7提高井壁质量的措施5.2.8砌壁速度。

6 井筒施工辅助作业6.1 供风与供水工作6.2 通风工作6.3 排水工作6.4 其它6.4.1照明6.4.2信号 6.4.3测量6.4.4安全梯《矿山建设工程》课程设计- 4 -6.4.5放炮及通讯电缆的位置6.4.6悬吊方式及悬吊设施7 井筒施工组织及施工进度 7.1 掘砌循环图表编制7.2 井筒施工劳动组织 7.3 井筒施工速度8 凿井设备布置 8.1 井筒施工悬吊设备汇总8.2 井内凿井设备布置8.3 天轮平台布置9 井筒施工安全技术措施井筒施工主要安全技术措施10 主要参考文献《矿山建设工程》课程设计51.1 矿井概况山东双合煤矿有限公司由中油燃气集团（控股）有限公司和鱼台县鑫达经济开发投资有限公司共同出资组建，山东双合煤矿隶属于山东双合煤矿有限公司该矿井由煤炭工业济南设计研究院设计，设计生产能力 90 万吨/ 年，采用立井开拓方式，工业场地内设主、副2 个井筒1.2 主井井筒主要技术特征双合煤矿主井井筒井口设计标高+37.800m，井筒净直径 φ5.5m，井筒深度1097.8m，井筒冻结深度 305m （业主提供），井筒主要技术特征见下表：井筒主要技术特征表序号项目单位主井1 井口坐标纬距（ X）3868145.00 经距（ Y）39478770.00 2 井口设计标高m Z=+37.800 3 提升方位角360°00′00″4 设计净直径m 5.5 6 设计净断面m223.76 7 井底车场标高m -1050.000 8 冻结深度m 305 9 井筒深度m 1097.8 10 水平以下深度m 10 11 井壁厚度冻结段mm 700-1200 基岩段mm 500-700 井筒深度 0m ～8m （+37.800m～+29.800m）设计为永久锁口，暂无施工详图，按临时锁口施工。

井筒深度 8m ～298m （+29.800m～-260.200m）为冻结段，设计为内外双层井壁，钢筋砼支护外层井壁厚度450mm ，钢筋（单层）砼支护，竖筋规格 Ф20mm ，间距 250mm ，环筋规格 Ф25mm ，间距 250mm ；内层井壁厚度 450mm, 钢筋（单层）砼支护，竖筋规格 Ф20mm ，间距 250mm ，环筋规格 Ф20mm ，间距 200mm ；井筒内外壁的混凝土强度等级C30 ～C50 井筒深度298m ～1097.8m（-260.200m～-1060.000m）为基岩段，设计为单层井壁其中 298m ～318m段为钢筋 （单层）砼支护，竖筋规格 Ф20mm ， 间距 250mm ，环筋规格 Ф25mm ，间距 250mm ，井壁厚度 700mm ，混凝土强度等级C50 ；318m ～《矿山建设工程》课程设计61097.8m为素砼支护，井壁厚度500mm ～600mm ；井壁的混凝土强度等级C40 2 井筒基岩段施工方案 2.1 施工方案的选择依据1. 井筒设计技术特征2. 工程地质情况3. 建井施工条件，凿井设备装备能力4. 施工管理及工人操作技术水平 2.2 施工方案分析掘、砌单行作业凿井设备少，布置简单，一个双层吊盘可兼顾掘、砌作业，其工序简单，施工组织简单，施工也比较安全。

掘、砌平行作业凿井设备多，布置比较复杂，施工组织复杂，施工中必须加强安全管理其成本比单行作业要低，而且成井速度快掘、砌混合作业要求的凿井设备少，不知简单，一个双层吊盘可兼顾掘、砌作业，掘砌工序交替频繁，施工组织复杂，但是施工比较安全掘、砌、安一次成井要求的凿井设备最少，布置简单，同时减轻了井架的荷载和缩短了过渡改装期 施工组织比较复杂， 施工中需加强安全管理 特别是掘、砌、安三行作业安全工作要求更高，其经济效果一般比较好 ２. ３方案选择井筒正式掘砌施工采用综合机械化配套的立井短段掘砌混合作业方式，正常情况下掘砌段高3.6m，遇松软破碎地层时 , 掘砌段高降为 2.4m 或 1.2m该方案井帮围岩暴露时间短，不需临时支护，施工安全，简化了施工工序，辅助时间少，并能实现工种专业化， 有利于提高工人的操作技术水平、实现正规循环和保证施工质量和进度 冻结段的整体浇筑段采用短段掘喷临时支护，其永久支护与内壁砌筑采用金属装配式模板，由下向上砌筑3．钻眼爆破工作３. １钻眼机具的选择本矿井月进尺直径５ . ５ｍ，掘进断面面积23.76 m2凿岩根据掘进断面大小、掘进直径以及机械化施工的方案的要求选用SJZ-6.7 型伞钻，凿井采用Ⅴ型井架。

SJZ-6.7 型伞钻的主要技术特征如下：主要技术参数1. 适用井筒净直径（ m ）：φ6-φ7 2. 收拢后外形尺寸（外接圆直径×高度）（mm ）：φ1800×69003. 支撑臂支撑时外接圆直径（mm ）最小 φ1900，最大 φ6900 4. 动臂动作范围炮眼圈径（ mm ）最小 φ1650，最大 φ8200 《矿山建设工程》课程设计7左右摆动度：双向各5.505. 总质量（千克）： 7500 6. 独立式回转凿岩机数： 6 台 钎头直径（毫米）： φ38-φ55 钎尾规格（毫米）：中空六角25×159 钎杆长度（米）： 4.7 9. 工作气压： 0.5Mpa——0.7Mpa 10. 工作水压： 0.3Mpa——0.5Mpa 11. 总耗风量： 60米3/ 分3.2 爆破器材的选择炸药选择 T220 高威水胶炸药，密度为1.13g/cm 3, 爆速为 4138m/s, 爆炸能3160J/g 水胶炸药抗水性好，使用安全，威力高，管道效应不明显雷管选用 8 号毫秒延期电雷管过煤层时候雷管总延期不超过130ms 起爆电源： 380v交流电源3.3 爆破参数的确定3.3.1 炮眼深度的确定炮眼深度的影响因素大致有以下几点：(1) 井巷断面的大小和掏槽眼的类型。

2) 钻眼机具可能达到的最大钻眼深度和精度3) 炸药爆轰性能4) 井巷围岩的地质和水文情况5) 完成各主要工序的生产率、循环时间和劳动组织循环组织是确定炮眼深度的重要依据，为积极推行正规循环作业， 实现生产岗位责任制，应尽可能避免跨班循环，力求做到每日完成循环数因此，现根据进度要求及循环组织形式，求算炮眼深度，经验公式为：1**n*NLl式中L--- 井筒施工计划月进度， m ，先取最小值 80m N----每月实际作业天数， d，取 N=28d n--- 每日完成循环数，取n=1 —炮眼利用率，取0.85 1-- 月循环率，取 0.9 代入数据9.085.012880l=3.73 《矿山建设工程》课程设计8按最低进度要求，算得炮眼深度为3.73m 由于伞钻的推进行程为4.2m，取炮眼深度为 4.0m，循环进尺为 3.6m则井筒施工计划月进度为1lnNL28×1×4×0.85 ×0.9=85.7m 3.3.2 炮眼直径和药卷直径基岩段采用中深孔爆破， 因此选用较大的炮眼直径， 根据实际情况炮眼直径定为 50mm 药卷规格定为，掏槽眼和崩落眼：φ45×500mm ；周边眼使用小直径药卷，规格定为： φ35×500mm 。

3.3.3 单位炸药消耗量参照国家颁布的预算定额来选定，根据岩石f15510kg ，故满足主提升机最大静张力差FJC的要求副提升机 : JF =18000kg>12251kg ，故满足副提升机最大静张力差FJC的要求说明初选提升机型号符合要求，提升系统选型及技术参数见下表：提升系统技术参数一览表项目 参数 名称主提升机副提升机备注提升机型号2JK-4×2.65/15 JK-3×2.5/15.5 提升速度6.85m/s 5.98m/s 最大静张力24500kg 18000kg 最大静张力差18000kg 18000kg 配用电机2×1000kW 1250kW 吊桶4m3( 非标) 3m3(非标) 天轮Φ3.0m Φ3.0m 钩头11t 11t 滑架2400mm 2400mm 提升钢丝绳18×7-40-1770 18×7-36-1770 滚筒容绳一层 / 二层774m/787m 604m/616m 过卷高度3.62m 3.24m 4.2.2.4提升天轮选型根据《煤矿安全规程》规定，提升天轮直径不应小于钢丝绳直径的60 倍和钢丝直径 900 倍sTLDd60δ900TLD式中TLD--- 提升天轮直径， mm 其余符号意义同前。

代入数据得《矿山建设工程》课程设计2360TLD×40＝2400mm 202525. 2900＝TLDmm 因此，选用天轮型号为 Φ30004.2.2.5提升机电功率估算单钩提升时cmSZvHgmP1000*)*(0式中P--- 电机功率， KW cη --- 提升机减速器的传动效率， 一级传动时为 0.92，二级传动时为 0.85 ，取 0.85 mv --- 提升机最大速度，分别取5.88m/s 和 5.48m/s 主提升机功率： P=kWkW20004.1225，满足条件；副提升机功率： P=kWkW1250845，满足条件4.2.3 稳绳、悬吊天轮及凿井绞车的选择4.2.3.1.稳绳的选择单独设置稳绳，按拉力9.8KN/100m 计算，设计深度1097.8m，稳绳总长度为 1124.164m,( 由基础平面到天轮平台顶面距离为26.364m). 总张拉力为 1124.164*9.81/100=110.28KN 由公式060m10*11HmmaBSζ式中0m --- 提升钢丝绳终端荷载， 11241.64kg Bζ --- 钢丝绳的极限抗拉强度，取1770MPa am --- 钢丝绳安全系数，悬吊时取5 0H --- 钢丝绳最大悬垂高度， 1124.164m 代入数据得Sm=4.06kg/m 因而，选用 18×7-34-1770 型钢丝绳。

4.2.3.2. 悬吊天轮选型根据《煤矿安全规程》规定，悬吊天轮直径不应小于钢丝绳直径的20 倍和钢丝直径 300 倍sTLDd20δ300TLD式中TLD--- 悬吊天轮直径， mm 《矿山建设工程》课程设计24其余符号意义同前。