河南理工大学本科毕业设计 第三章 采区布置及装备
图3-1 按1：50比例绘制出巷道断面图
表3-2运输大巷特征
围岩类
断面面积/
设计掘进
宽
高
设计掘进尺寸/
喷 射 厚 度
型式
外露长度
13.9 Ⅲ
14.7
3900
3720
100
钢筋沙浆
50
排列方式 三花形
700
2000
22
13.3
间 排距
锚杆长
直径
锚杆/
净周长/
别 净面
积
30
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表3-3运输大巷每米工程量及材料消耗
锚杆 数量
材料消耗/mm
粉刷 面积 /m2
墙脚 0.04
11
喷射材料/m3 1.4
0.02
41.74
0.025
9.56
钢筋/kg
注砂浆/m3
围 设计掘进 岩 工作量/m3 类 别 巷
道 Ⅲ
13.9
3.4 巷道掘进爆破设计
3.4.1 耗药量的计算
井巷掘进爆破的耗药量包括单位耗药量和总炸药消耗量。目前记算单位耗药量的经验公式很多,在此选用修正的普氏公式
q?1.1KefS?1.1?525260?614.7?1.20 （3-10）
式中， f 为岩石坚固性系数;这里f=4；S为巷道掘进断面积; 这里S=14.7mm
Ke为考虑炸药爆力的修正系数,Ke=525P, P为所选用的炸药的爆力,单位为
ml。这里选用的是2号硝铵类炸药爆力为260ml。
单位耗药量还可以根据井巷工程预算定额来确定,但不宜超过定额规定。根据《煤矿矿井工程综合预算定额》我国煤岩巷道掘进爆破的单位耗药量见表4-4所示。
将表3-4中系数带入公式3-10计算的到q=1.20kgm3。根据地质资料可知本设计采区巷道围岩为泥灰质石灰岩，其抗压强度为60Mpa?80Mpa。所以计算结果完全符合煤矿矿井工程综合预算定额的规定。
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表3-4 掘进爆破的单位耗药量表
20～30
40～60
60～100
120～140
150～200
4～6 6～8 8～10 10～12 12～15 15～20
1.05 0.89 0.78 0.72 0.66 0．64
1.50 1.28 1.12 1.01 0．92 0．90
2.15 1．89 1.69 1.51 1．36 1．31
2.64 2．33 2.04 1.90 1.78 1．67
2.93 2．59 2．32 2．10 1．97 1．85
3.4.2 炮眼数目的确定
炮眼数目主要与挖掘面尺寸、岩石性质、炸药性能、临时面数目等有关。炮眼数目得多少直接影响着钻眼的工作量和爆破效果。合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率不小于85%~90%)，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。确定炮眼数目的基本原则是保证爆破效果的前提下，尽可能的减少炮孔数目。现场多根据岩石性质、巷道断面的大小、炸药威力，通过试排和实验来确定合适的炮眼数目。一般先按下式进行估算后，在按上述经验方法确定炮眼数目。 工作面的炮眼数目估算公式
N=3.33fS2 （3-11）
式中，N为炮眼数目，个；f为岩石坚固性系数，f=4?6；S为巷道掘进断面，
14.7m2。
经计算炮眼数目N=37个。此式没有考虑炸药性质、装药直径、炮眼深度等因素对炮眼数目的影响。
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根据每循环所需炸药量和每个炮眼装药量来计算掘进面的炮眼数目
N=qSηlex,个 lLmex式中，N为炮眼数目，个；q为单位体积炸药消耗量，kg/m3；S为巷道掘进断面积 , m2；η为炮眼利用率；η=llb，一般取0.85～0.95；lex为每个药卷的长
度，m；lL为炮孔的平均装药系数，一般取0.4～0.6 ；mex为每个药卷的质量，kg。
这里，S=14.7m2,q=1.20kg/m3,mex=0.25kg,lex=0.33m,lL=0.50,η=0.85。所以计算得到炮眼数目N为49个。一般在工程中考虑安全性系数(f=1.1)后取为55个。此式中，单位炸药消耗量与岩石坚固性系数、巷道断面、炸药性质、炮眼深度等因素有关。
3.4.3 每循环炮眼深度
炮眼深度是指孔底到工作面的垂直距离。炮眼深度不仅影响影响每一个掘进循环中各工序的工作量、完成的时间和掘进速度，而且影响爆破效果和材料消耗。并且决定着掘进循环次数。目前我国实行浅眼多循环和深眼少循环两种工艺。影响炮眼深度的主要因素有：岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素来确定。确定合理的炮眼深度的依据是：以掘进每米巷道所需劳动量或工时最小、成本最低。通常根据任务要求或循环组织来确定炮眼深度。
本设计按任务要求确定炮眼深度：
lb=L （3-12）
tnmntncη式中，lb为炮眼深度，m；L为巷道全长，m；
t为规定完成巷道掘进任务的
时间；nm为每月工作日数；nt为每日工作班数；nc为每班循环数；η为炮眼利用率。
根据工程实际状况知本设计井巷总工程量为L=252.6m，掘进体积为
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V=3685.3m3，nm=30天，nt=3班，nc=1个，η=0.85，t=2月。经计算确定炮
眼深度为lb=1.972m。实际取炮眼深度为2，每循环进尺l?=2?0.85=1.70m。一般掏槽眼较炮眼深度加深0.15m?0.25m。
3.4.4 炮眼直径和炮眼布置
（一）炮眼直径
炮眼直径的大小直接影响钻眼效率、全断面炮眼数目、单位炸药消耗量和爆破岩石块度与岩壁平整度。在井巷掘进中主要根据巷道断面大小、块度要求、炸药性能和凿岩机性能等综合考虑，进行选择来确定炮眼直径。本设计依据煤矿掘进工程经验选采用32mm药卷。结合该矿常用的钻孔设备和选用的药卷直径,确定炮孔直径为42mm。
巷道掘进爆破工作是在只有一个自由面的狭小工作面上进行的，因此，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，才能达到理想的爆破效果，。 （二）炮眼布置
掘进工作面的的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。
1 掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩石能借助于自重崩落。
直眼掏槽以空眼作为附加自由面，利用爆破作用的破碎圈来破碎岩石，空眼一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向的作用，另一方面使受压岩石有辟要的碎胀补偿空间。
根据本设计巷道断面较大的特点，确定采用中心空眼菱形掏槽。共布置5个掏槽眼，其中中间一个为空眼，其余眼深在每循环炮眼深度的基础上加深
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