煤矿井下巷道设计要求和规范

设计目的 ……………………………………………………………….1 设计任务 ……………………………………………………………….1 巷道断面设计 ………………………………………………………….2 一、斜坡道断面形状的确定 ……………………………………..2 二、支护形式的选择 ……………………………………………..2 三、巷道净断面尺寸的确定 ……………………………………..2 四、水沟设计 ……………………………………………………..4 五、管线布置 ………………………………………………………5 六、工程量计算 …………………………………………………..7 七、安全施工说明书 ……………………………………………..8 八、斜坡道多工序平行交叉作业循环图表 …………………….10 斜坡道施工安全管理 …………………………………………………11 一、安全管理机构 …………………………………………………11 二、个人预防 ……………………………………………………..11 三、 爆破工作管理 ……………………………………………….11 四、顶板管理 ……………………………………………………..12 五、设备安全管理 ……………………………………………….12 六、通风管理 …………………………………………………….13 七、安全培训和监督 ……………………………………………..13 八、应急预案 ……………………………………………………..13

设计目的

我们经过上学期对《矿山安全》这门课程的学习，我们了解了有关矿山以及矿山安全的一些基本知识。这次课程设计我们需要结合井巷工程以及矿山安全的相关知识对井巷断面、支护和安全施工进行设计。

井巷工程是矿山开采的主要工程，是一门应用性很强的工程学科，具有一个特定的应用领域。经过本次课程设计我们需要基本掌握了矿山井巷工程的设计、施工技术及其施工组织与管理的基本理论和基本知识。通过这次的课程设计来加深对本门课以及矿山安全的理解，巩固知识，为我们安全工程专业的日后的工作和学习打下坚实的基础。

设计任务

设计题目：斜坡道断面、支护和安全施工设计

主要设计内容：某矿阶段斜坡道，布置在f=6~8,节理裂隙发育，中等稳固的岩层中设备、人员材料通道，采用TCCY2铲运机，SimbaH2凿岩台车，巷道内设两条动力电缆、三条通讯和照明电缆，一条4英寸风压管和一条2英寸洒水管。

斜坡道断面形状和支护形式的选择，巷道断面尺寸的确定，铺轨、水沟及管

1

缆布置，绘制斜坡道断面图（手工、CAD各一张，A3图幅以上），编制工程量及材料消耗表、施工说明书和作业循环表。

巷道断面设计

一、斜坡道断面形状的确定

由教程《井巷工程》知，斜坡道断面形状多采用拱形（半圆拱形、圆弧拱形或三心拱形）断面，用混凝土支护或喷锚支护。

由设计题目已知条件知，该巷道服务年限30年，为永久性运输大巷道，井筒穿过的岩石为砂岩、砾岩、石灰岩等，坚固性系数f≤6~8，故采用混凝土砌碹，选用三心拱形断面，拱与墙同厚，取d。=T=300mm。

二、支护形式的选择

该巷道为永久性巷道，布置在f=6~8，节理裂隙发育，中等稳固的岩层中，因此，选用混泥土支护。拱与墙同厚取d0T300㎜

三、巷道净断面尺寸的确定 （1） 巷道净宽度。 查表：

表1-2 各种安全间隙

2

运输设备 冶金部门建材部门化工部门冶金部门建材部门设备与支间隙m 小于≥300 间隙m ≥250 间隙m ≥300 间隙m ≥300 间隙m ≥250 护之间b1 ≥300 3.5m3矿车 小于10 ≥300 m3矿车 无轨运输 皮带 ≥400 ≥600 ≥400 ≥400 ≥600 ≥400 ≥250 ≥300 ≥600 ≥250 ≥600 表1-3 人行道宽度b2

部门 电机车 ＜14t ＞14t 无轨运输 皮带 人车停车处的巷道两侧 冶金部门 建材部门 化工部门

根据采用TCCY2铲运机，尺寸为长*宽*高12400×3440×3810㎜以及SimbaH2凿岩台车适用于巷道断面宽*高 3500㎜×4300㎜。凿岩台车适用于巷道断面宽*高 3500㎜×4300㎜。

选取设备到支架的间隙=600㎜，人行道宽度此时巷道净宽度为：

=

=1200㎜，设备宽度=3500㎜。

≥800 ≥800 ≥800 ＞800 ≥800 ≥800 ≥1000 ≥1000 ≥1000 ≥800 ≥1000 ≥1000 ≥1000 ≥1000 矿车摘挂钩处两侧 =3500+600+1200=5300㎜。

的三心拱，其有关参数如下：

确定三心拱参数。取拱高为巷道净宽

拱高==㎜，取㎜

㎜

3

㎜

（2） 确定墙高 根据设备确定墙高。

SimbaH2凿岩台车适用于巷道断面宽*高 3500㎜×4300㎜ 根据断面图形几何关系：

㎜。

取

㎜

根据采用TCCY2铲运机，尺寸为长*宽*高12400×3440×3810㎜

㎜

根据行人要求确定墙高。

㎜

按管路要求确定墙高。根据现场实际情况布置管路，满足《金属非金属矿山安全规程》。

根据以上各值对比取最大值，从底板算起墙高为3160㎜ （3）确定净高。

㎜

（4）巷道净断面积

㎡

四、水沟设计

根据标准涌水量，水沟采用了混凝土浇筑，查采矿手册第568页表11-21（见下表）以及查《井巷工程》周昌达版表1-9确定水沟尺寸：

4

根据该斜坡道为辅助型，有坡度，水涌较急，查表得水沟应设计为梯形断面 水沟设计尺寸： 上宽：310㎜ 下宽：280㎜ 深度：200㎜

S水沟净

3102802000.059㎡ 2五、管线布置

（1）管道布置的一般要求

①管道应布置在人行道一侧，管道架设一般采用托架、管墩及锚杆吊挂等方

5

式，这里使用托架法，风管在上，水管在下。

②管道与管道呈交叉或平行布置时，应保证管道之间有足够更换的距离，管道架设在平巷顶部时，应不妨碍其他设备的维修和更换。

（2）电缆布置的一般要求

①人行道一侧最好不敷设动力电缆，故应把两条动力电缆敷设在非人行道一侧。

②动力电缆和通讯电缆一般不要敷设在巷道的同一侧，如必须设在同一侧时，则应各自悬挂，且将动力电缆设置在通讯、照明电缆下面。

③.电缆与风水管道平行敷设时，电缆要悬挂在管道的下方，隔开300mm的距离。

④电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不致撞击电缆。电缆坠落时，严禁落在轨道或运输设备上。

① 敷设电缆时，两悬挂点的间距不应大于3m，两根相邻电缆间距不得小于

50mm，电缆到巷道顶板的距离一般不小于300mm，当有数根电缆时，一般不下于200mm。

动力电缆布置在非人行道一侧，通讯、照明电缆布置于人行道一侧，距离供水管300㎜，电缆用电缆架悬挂。

供水管布置在人行道一侧，距离道渣面1900㎜，用锚杆悬挂；压风管与供水管平行布置，且位于供水管之上。

6

六、工程量计算

巷道掘进宽度：

㎜

巷道拱面积：

㎡

巷道墙面积：

㎡

巷道基础面积：

㎡

巷道掘进面积：

㎡

每米巷道砌所需材料：

㎡

查表得每米水沟支护材料需0.073每米水沟盖板需材料0.029每米水沟所需材料： 0.073+0.029=0.102

每米水沟钢材需1.21kg

7

工程量及材料消耗表：

巷道断面（米） 2 每米消耗量 拱 水沟净面积 3 混凝土（米） 净 掘 基础 墙 钢材（kg） 水沟盖板 0.029 水沟支护 水沟 巷道 3.32 水沟 0.102 13.4 16.51 0.28 1.2 1.84 0.059 0.073 1.21

七、安全施工说明书

1、凿岩工作。

该项工程采用的凿岩设备为SimbaH2凿岩台车，因此，难以实现凿岩与装岩工序的平行进行。凿岩台车具有效率高、机械化程度高、可打中深孔及钻孔质量高等优点，能提高劳动效率。 2、爆破工作。

该项工程采用的爆破方法为光面爆破。光面爆破所要求的炸药应是猛度低爆力高、密度低感度高爆轰稳定，其使用的药卷，直径也必须满足一定的不耦合系数的要求，不耦合系数一般应大于2，最小也不能小于1.5。采用该法爆破后巷道爆破后成形规整，超挖量小；不产生或很少产生炮震裂缝，对围岩扰动小，利于巷道稳定；出渣量少，经济合理。

我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳化炸药、浆状炸药、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应采用煤矿硝铵炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采用粉状高威力炸药。硝铵类炸药价格较为低廉，为煤矿普遍使用，一般装成直径32㎜、35㎜、38㎜，重量100g、150g、200g的药卷，有效

8

使用期为6个月。

安全技术施工说明：钻孔爆破工作必须严格按《安全规程》和《矿山井巷工程施工及验收规范》有关规定执行。

钻孔安全注意事项：

（1） 开孔时必须是钎头落在实岩上，如有浮石，应处理好在开孔。 （2） 不允许在残孔内继续钻孔。

（3） 开孔时给风阀门不要突然开大，待钻进一段后，在开大风门。

（4） 胶皮风管要与风钻接牢，并在使用过程中随时注意检查，以防脱落伤人。 （5） 缺水或停水时应立即停止钻孔。

（6） 工作面全部炮孔钻完后，要把凿岩机具清理好，并撤至规定的存放地点。 爆破安全注意事项：

（1） 装药前应检查顶板情况，撤出机具与设备，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出工作面一段距离。

（2） 使用电雷管爆破时，母线应妥善放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；装药前要试一下母线是否导通。 （3） 在规定的安全地点装配引药。

（4） 装药时要细心的将药卷装到孔底，防止擦破药卷、装错雷管段号，拉断脚

线。有水的炮孔，尤其是底孔，必须使用防水药卷或药卷加防水套，以免受潮拒爆。

（5） 装药、连线后应由爆破员与班组长进行技术检查，并做好爆破前的安全布

置。

（6） 爆破后要等工作面通风散烟后，爆破员率先进入工作面，并检查认为安全

9

后，其他人员方能进行工作。

（7） 发现盲炮应及时处理，如盲炮是由连线不良或错连所造成，则可重新连线

补爆；如不能补爆，则应在距原炮孔0.3m外钻一个平行的炮孔，重新装放炸药包，严禁手拉或掏挖盲炮。

（8） 产生盲炮将意味着有潜在危险，应在装药前严格检查爆破器材。装、联过

程中严格操作和检查，尽量消除产生盲炮的可能。 3、通风工作。

爆破后采用抽出式通风，在有效吸程内的排尘效果较好，回风流不污染巷道。 4、装岩。

装岩作业必须由经过严格培训，通过考核的人员来操作，才能保证作业过程中的安全。

八、斜坡道多工序平行交叉作业循环图表

工序 准备工作 凿岩准备 凿岩 吹眼 装药 爆破 装岩 通风 支护

时间（分） 10 20 30 40 50 60 2 2 20 10 4 6 23 23 20

10

斜坡道施工安全管理

一、安全管理机构

项目部实行逐级管理，项目部经理为安全领导小组组长，是本项目安全第一

负责人，负责安全管理的职能部门，职能部门负责区队工作的指导与检查，区队长为工区第一安全负责人，管理区队各个班组，项目部安全管理就是按照项目部-区队-班组这样一个垂直三级安全管理体系运作。 二、个人预防

入井人员必须佩戴好安全帽、矿灯、水靴等安全防护用品，司机、渣尾工、

通风工根据工作需要必须佩带防毒、防尘口罩及手套等必需的劳动保护用品，做好个人防护，入井必须遵守入井制度及安全规程。 三、 爆破工作管理

爆破员必须经过安全技术培训，合格后持证上岗，无证人员不得领取爆

破器材。用专用装药车向井下运输和装药，工作面爆破物品必须装入特制的木箱内临时存放，并且上锁，有专人看护。未用完的炸药全部退库。

打眼工作结束后，由爆破员负责对工作面进行检查；顶板是否有危岩，炮孔内是否有堵塞物，发现有问题要及时进行处理。然后对工作面进行洒水，同时安排警戒人员，每个通往爆破工作面的通道口派一个人放警戒。上述工作结束后，还要对所装的炸药进行检查，确认质量、安全无误后，方可进行装药工作。

拒爆炸药，不得回收，项目部将所有拒爆炸药在业主的同意且指定的地点内，尽早在安全和适当时间引爆。发现拒爆盲炮必须及时处理，处理时要按照正确方法进行，防止出现安全事故。

11

四、顶板管理

凿岩严格按照安全技术操作规程操作，坚持执行炮眼定位，空帮、空顶距离的控制、敲帮问顶制度，并在施工作业规程中明确。

井下进行凿岩和爆破的作业地点，每天由当班负责人对顶板及周围安全情况检查一次，井下除凿岩和爆破外的作业地点，每周由安全检查员检查一遍。

在井下作业区撬毛期间，停止一切妨碍敲松石的作业。

维护中的或对作业人员有危险的作业区、运输道、人行道、或其它井下区域，①用路障、栅栏或其它适当方法隔离。②用警告标志。

井下提供充足的照明，以便作业人员能凭肉眼对作业地点的岩层条件做出评价。

井下放完炮后，作业人员按规定的时间进入工作面后，装渣或打眼前，首先应对工作面进行洒水，以消除残留在矿、渣中炮烟和飞扬在空气中的粉尘。 五、设备安全管理

井下无轨运输设备，除执行井下一般安全规程外，还必须注意防火、防毒和交通安全。

井下铲运机司机、卡车司机、必须经过培训，考试合格后，获得“安全操作许可证”者，方可上机操作，其它人员严禁开车。

各类司机、库管人员经过安全教育，懂得各种易燃物的灭火原理，会正确使用灭火器，司机室、井下维修室等，常备干粉灭火器。

工作场所有充分的照明，而且只用36伏以下的照明电灯，决不允许明火照明。

所用机械车辆保持良好的润滑和整机清洁，平时停放在通风良好、干噪、巷道顶板好的地方，放炮时冲击波冲不到的地方。

机械车辆的动态刹车要良好，绝对可靠，禁止无刹车工作，停车场和维修场地不许堆放易燃品，破布、棉纱要及时清除。

操作中不允许吸烟，油库及检修场地悬挂“禁止吸烟”和“注意防火”的警告牌。

进入工作面之前，司机要认真检查巷道顶板、两帮的岩石情况，认真观察出

12

矿迎头的炮堆及其它安全情况，处理危险地点的大块应由专业人员来完成。

发动机未熄火或未停稳车，司机不允许离开驾驶岗位。 绝对禁止用铲斗载人和运载导火索、雷管等爆破器材。 爆破前，将所有的机动车辆开到安全地点。

井下无轨运输设备及铲运机，台车等车辆等不允许无灯、无喇叭行驶。 工作面迎头不允许停机检修。若故障处理需要停车，必须采取相应的措施。 工作中出现车轮受压过大或机身倾斜时，立即改变机械车辆的工作状况。 机动车辆要倒车时，并因此可能给司机或其它人员带来危险时，指派作业人员站在倒车的方向上提醒司机和其他人员的情况下，方可倒车。 六、通风管理

爆破后，必须开启混合式通风系统，及时开启风机进行作业面通风，在通风系统排出有害物质或其达到无害的程度之前，任何人均不得进入(或被允许进入)或呆在(或被允许呆在)受爆破有害物质影响的作业场所。

当粉尘或其它物质变成漂浮物而可能产生危害时，采取下列方法进行处理；地面用洒水车洒水，巷道用洒水车或灭尘管路洒水、工作面用水洒湿、湿式清扫、湿式铲装。

除非对其进行清洗和通风，提供合格的大气后，人员方可进入。 七、安全培训和监督

特殊工种作业人员(设备操作许可证人员)在上岗作业之前，必须经过与本工种相适应的、专门的安全技术理论学习和实际操作训练。获得操作许可证后方可上岗。 八、应急预案

应急执行应急准备和响应程序，以及公司《事故应急救援预案》，其中对 “冒顶片帮”、“透水”、“火灾”、“触电”、“中毒和窒息”、“爆炸”、 “车辆伤害”、“高处坠落”以及其它事故均有详细规定。

13

参考资料:

[1]周昌达.井巷工程[M].北京：冶金工业出版社，1994. [2]赵兴东.井巷工程[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[3]张荣立，何国纬.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2004 [4]王运敏，中国采矿设备手册，科学出版社，2007 14