巷道斷面設(shè)計,交叉點設(shè)計

1、中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院礦山建設(shè)與深部地下工程專業(yè)目錄第一章設(shè)計資料2第二章巷道斷面施工圖設(shè)計2第一節(jié)巷道斷面形狀的選擇2第二節(jié)道床參數(shù)的選擇3第三節(jié)巷道內(nèi)管線布置3第四節(jié)巷道凈斷面尺寸的確定3第五節(jié)驗算風(fēng)速5第六節(jié)選擇支護參數(shù)5第七節(jié)確定水溝參數(shù)5第八節(jié)確定巷道掘進斷面尺寸6第九節(jié)編制巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量表7第十節(jié)繪制巷道斷面施工圖8第三章交岔點設(shè)計9第一節(jié)選擇基本數(shù)據(jù)9第二節(jié)平面交岔點尺寸計算9第三節(jié)交岔點的斷面尺寸計算10第四節(jié)工程量及材料消耗12第五節(jié)繪制交岔點施工圖15參考文獻15第一章 設(shè)計資料某煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力為3Mt/年，服務(wù)年限為65年。采用立井開拓、單

2、水平、上下山開拓。地面標(biāo)高+38m，生產(chǎn)水平為650m，屬低沼氣礦井。通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，井下最大涌水量為400m3/h，通過第一水平東運輸大巷的流水量為180m3/h，風(fēng)量為45m3/s。；采用ZK79/550電機車牽引1.5t礦車運輸。內(nèi)設(shè)108壓風(fēng)管和59供水管各一路，另設(shè)動力、照明、通訊和信號電纜各一路。大巷中間有一單軌分岔巷道與之相連（單軌巷道寬2860mm，其中b3為1330mm），并成60°交角，交岔點處在不穩(wěn)定巖層中，試設(shè)計大巷斷面及交岔點。第二章巷道斷面施工圖設(shè)計第一節(jié) 巷道斷面形狀的選擇巷道斷面形狀的選擇，主要應(yīng)考慮巷道用途及其服務(wù)年限、所處的位置（即作用在

3、巷道上地壓的大小和方向、圍巖性質(zhì)）、選用的支架材料和支護方式、掘進方法和采用的掘進設(shè)備等因素。一般情況下，巷道的用途和服務(wù)年限是考慮選擇斷面形狀的重要因素。服務(wù)年限長達幾十年的開拓巷道，采用受力性能好的各種拱形斷面較為有利；服務(wù)年限短的準(zhǔn)備巷道或回采斷面多采用斷面利用率高的梯形或矩形斷面。作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇斷面形狀時也起主要作用。當(dāng)頂壓較大、側(cè)壓較小時，則應(yīng)選用直墻拱形斷面（半圓拱、圓弧拱或三心拱）；當(dāng)頂壓、側(cè)壓都很大且有嚴(yán)重底鼓時，就必須選用諸如馬蹄形、橢圓形或圓形等封閉式斷面。礦區(qū)富有的支架材料和習(xí)慣使用的支護方式，往往也直接影響巷道斷面形狀的選擇。金屬支架和錨桿可用于任何

4、形狀的斷面；噴射混凝土支護方式適用于拱形等曲線斷面。掘進方法和掘進設(shè)備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定的影響。目前，巖石平巷掘進仍是采用鉆眼爆破方法占主導(dǎo)地位，它能適應(yīng)任何形狀的斷面。未來在使用全斷面掘進機組掘進的巖石平巷，選用圓形斷面無疑是更為合適的。上述選擇巷道斷面形狀應(yīng)考慮的諸因素，彼此是密切聯(lián)系而又相互制約的。條件要求不同，影響因素的主次位置就會發(fā)生變化。所以，應(yīng)該綜合分析，抓住主導(dǎo)因素兼顧次要因素，以便能選用較為合理的巷道斷面形狀此煤礦，設(shè)計生產(chǎn)能力為3Mt/年，服務(wù)年限為65年，采用立井開拓、單水平、上下山開拓，地面標(biāo)高+38m，生產(chǎn)水平為650m，巷道中等穩(wěn)定，設(shè)計采用錨噴支護，選

5、擇半圓拱形斷面。第二節(jié) 道床參數(shù)的選擇運輸大巷采用ZK79/550鋼軌型號：30kg/m（礦山工程規(guī)劃與設(shè)計表4-1）軌枕：鋼筋混凝土軌枕(礦山工程規(guī)劃與設(shè)計表4-2 常用軌枕規(guī)格)道床參數(shù)：道床總高度=360mm；道碴高度=200；道碴距軌面高（礦山工程規(guī)劃與設(shè)計表4-2 常用道床參數(shù)） 第三節(jié) 確定管線布置位置1. 管道布置在人行道一側(cè)，其下部與道碴面保持1.8m以上的距離。2. 通信電纜應(yīng)布置在電力電纜的另一側(cè)。3. 高壓電纜和低壓電纜在巷道同側(cè)敷設(shè)，相互之間距離0.2 m，同時高壓電纜之間，低壓電纜之間的距離60mm。4. 電纜懸掛高度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車掉道時不會撞擊電纜，或者電纜發(fā)生墜落時

6、不會落在軌道上，電纜懸掛高度取1.6m(一般在1.5-1.9m)，電纜兩個懸掛點間距2.5m(不應(yīng)大于3m)，電纜與運輸設(shè)備之間的距離0.30(不應(yīng)小于0.25m)。5. 壓風(fēng)管和供水管懸吊在人行道一側(cè)，最低處距渣面1.9m。第四節(jié) 巷道凈斷面尺寸的確定一、巷道凈寬度B的確定該運輸大巷采用ZK7-9/550電機車牽引1.5t固定式礦車運輸，計算尺寸見表2-1，表格2-1 運輸設(shè)備的計算尺寸運輸設(shè)備類型寬度A/mm高度h/mmZK7-9/550電機車136015501.5t礦車10501150根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取人行道寬C=900，非人行道一側(cè)寬a=350mm,兩電機車之間距離t=300，故巷道

7、凈寬度：mm取凈寬：4300mm二、巷道拱高的確定半圓拱的拱高：=R=B/2=4300/2=2150mm該半圓拱形直墻巷道拱高為2150mm。三、巷道壁高確定按架線電機車巷道，導(dǎo)電弓子、管道的裝設(shè)、人行高度、1.6m高度人行寬度、設(shè)備上緣與拱壁最小安全間隙要求設(shè)計巷道壁高。相關(guān)尺寸說明：圖2-1巷道凈斷面尺寸計算簡圖軌面起電機車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取=2000；道床總高度，巷道選用30kg/m鋼軌，；導(dǎo)電弓子距拱璧的安全間距，??；導(dǎo)電弓子寬度一半，??；軌道中線與巷道中線間距，=4300/2-1030=1120；h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1900；h7管子懸吊件總高度，取h

8、7=900；m導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300；D壓氣管法蘭盤直徑，D=230；b2為人行道側(cè)軌道中線與巷道中線間距，b2=540；.為電機車距管子的距離，取250mm；j為距巷道壁的距離，距壁j處的巷道有效高度不小于1800，取j=200；為運輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取800mm；h機車高度，為1550mm；運輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取200mm；（一）按架線電機車導(dǎo)電弓子要求確定 （2-1）（二）按管道裝設(shè)要求確定1.按導(dǎo)電弓子計算（2-2）2.按電機車計算 （2-3）（三）按人行高度要求（2-4）（四）按1.6m高度人行寬度要求（2-5）（五）按設(shè)備邊緣與拱壁最小安全間隙要求計算1.人行道側(cè)

9、（2-6）2.非人行道側(cè)（2-7）綜上計算，并考慮一定的富余，確定本巷道壁高1600，則巷道高H=1600+2150-200=3550mm。故取H=3600mm四、確定巷道凈斷面面積S凈斷面面積（2-8）式中：為渣面以上巷道壁高，故第五節(jié) 驗算風(fēng)速風(fēng)速驗算公式（2-9）查煤礦安全生產(chǎn)規(guī)范知=8m/s，已知通過大巷風(fēng)量Q=40,代入式（2-9）得設(shè)計的大巷斷面風(fēng)速符合過規(guī)定，可以使用。第六節(jié) 選擇支護參數(shù)本巷道采用錨噴支護，根據(jù)巷道凈寬4.27m、穿過中等穩(wěn)定巖層即屬類圍巖、服務(wù)年限65年等條件，得錨噴支護參數(shù)：表格2-2 錨噴支護參數(shù)支護形式錨桿長度/mm直徑/mm材質(zhì)間距M/mm排距M/mm

10、混凝土厚度T/mm錨桿露出長度/mm錨噴支護220020左旋螺紋鋼HRB3358008001000支護厚度T=T1=100。第七節(jié) 確定水溝參數(shù)為了排出井下涌水和其他污水，設(shè)計巷道斷面時應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時通過該巷道的排水量設(shè)計水溝。水溝布置在人行道一側(cè)，并盡量減少穿越運輸鐵路。平巷水溝坡度可取0.3%0.5%,或與巷道的坡度相同。井下最大涌水量為400m3/h，通過第一水平東運輸大巷的流水量為180m3/h，按照本巷道實際情況，現(xiàn)采用水溝查規(guī)范得下表參數(shù)：表格2-3 水溝規(guī)格和材料消耗坡度寬B1/mm寬B2/mm深H/mm凈斷面面積/掘進斷面面積/每米蓋板鋼筋質(zhì)量/kg每米蓋板混凝土消耗/每米水

11、溝混凝土消耗/0.3%5005005000.2500.3062.0360.03230.61第八節(jié) 確定巷道掘進斷面尺寸巷道設(shè)計掘進寬度巷道計算掘進寬度巷道設(shè)計掘進高度巷道計算掘進高度巷道設(shè)計掘進斷面面積巷道計算掘進斷面面積第九節(jié) 編制巷道斷面特征表和每米巷道材料消耗量表每米巷道計算掘進體積每米巷道墻腳計算掘進體積每米巷道拱與墻噴射材料消耗每米巷道墻腳噴射材料消耗每米巷道噴射材料消耗每米巷道錨桿消耗（2-10）（2-11）式中：為錨桿消耗周長；、為錨桿間距、排距，；故,根。折合重量為（2-12）式中：為錨桿深度，=2.2m；為錨桿直徑，=20；為錨桿材料密度，=7850/；每排錨桿數(shù)為根；每米巷

12、道粉刷面積（2-13）式中：B3為計算凈寬，故表格2-4 巷道斷面特征表圍巖類別斷面/設(shè)計掘進尺寸/mm噴射厚度/錨桿凈設(shè)計掘進寬高型式外露長度/排列方式間排距/錨桿長/直徑/13.2315.1045003900100左旋螺紋鋼0方形800220020表格2-5 運輸大巷每米工程量及材料消耗圍巖類別計算掘進工程量/材料消耗粉刷面積/巷道墻角噴射材料/錨桿數(shù)量/根質(zhì)量/kg15.870.0351.061474.69.59第十節(jié) 繪制巷道斷面施工圖詳見圖紙截面。第三章 交岔點設(shè)計第一節(jié) 選擇基本數(shù)據(jù)該交岔點為雙軌大巷與單軌支巷相交，巷道轉(zhuǎn)交70°。主巷為雙軌巷道，凈寬4300，墻1600

13、，支巷為單軌巷道，凈寬2860，采用錨噴支護，各斷面噴射混凝土厚度為T=150，錨桿長度，半圓拱形斷面。表格3-2 各條巷道的凈寬度 B1、B2、B3 及其軌道中心線各條巷道的凈寬度 b1、b2、b3 及其軌道中心線430043002860103010301330道岔及主要參數(shù)見表3-1：表格3-2 道岔參數(shù)道岔型號轍叉角()abDK930-4-1514.0439424858第二節(jié) 平面交岔點尺寸計算圖3-1單軌巷道單側(cè)分叉點平面尺寸計算圖示一、彎道中心到基本軌中心線的垂直距離二、基本軌起點至垂線距離=三、OT與O點到主巷中心線的垂線夾角四、交岔點最大寬度TM五、自基本軌起點到墻面的距離=P+

14、NM=11770+1383=13153六、斜墻水平長度斜墻斜率取七、斜墻起點至基本軌起點間距八、交岔點長度第三節(jié) 交岔點的斷面尺寸計算(一)設(shè)計交叉點高度1.I-I斷面自底板起的墻高為1600mm；在TM、TN斷面處的墻高定為1200mm，故墻降低率為： i´=（hB1-hTN）/L0=（1600-1200）/12016=0.0334 即每米墻的降低值為34mm2.驗證TN、TM斷面處的墻高定為1200mm是否合理。（1）按架線電機車導(dǎo)電弓子要求確定h3 h3h4+hc- 式中： h3自道渣面算起到拱基線的高度. h4自軌面算起至架線電機車導(dǎo)電弓子的高度，（自定尺寸，不行人取1.9m

15、，行人取22.2m；所以取h4=2000） hc取hc 360mm =200mm R即凈寬之半，R=TM/23717mm n導(dǎo)電弓子到拱璧的安全間隙，取n200mm K導(dǎo)電弓子寬度之半K718/2359，取K360mm b1´軌道中心線與巷道中心線的間距，b1´=TM/2-（B3-b3）3717-（2860-1330）2367mm h3h4+hc-2000360 139 mm 經(jīng)計算得: h3139mm（2）按管道裝設(shè)要求確定h3 h3h5+h7+hb- 式中： h3自道渣面算起至拱基線的高度 h5自道渣面算起至壓風(fēng)管底面的高度，根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，取h51900mm h

16、7管子懸吊件的高度，取h7900mm hb=200mm；R=3717mm； K=360mm m導(dǎo)電弓子距管子的安全間隙，m300mm D壓氣管直徑，取D230mm b2´軌道中心線與巷道中心線間距，b2´=TM/2-3717-（4300-1030）=447mm h3h5+h7+hb- 1900900200-510mm 經(jīng)計算得: (3)按人行高度要求確定h3 架線電機車運輸巷，此項不需要驗算。由以上驗算可知，原定TM、TN處墻高1200mm能滿足安全要求。（三）交岔點各段尺寸表表格3-2 交叉點各段凈尺寸表斷面號凈寬/mm墻高/mm拱高/mm全高/mm壁厚/mm每排錨桿數(shù)/

17、根14300 1600 2150 3600 1501424550 1566 2275 3641 1501534800 1532 2400 3732 1501545050 1498 2525 3823 1501655300 1464 2650 3914 1501765550 1430 2775 4005 1501775800 1396 2900 4096 1501886050 1362 3025 4187 1501896300 1328 3150 42781294 3275436915019116800 1260 340044601226 35

18、25 4551 15021TN7304 1200 3652 4652 15022注：各斷面之間距離1000mm N´=(P1´/M)+1/M´ 式中: P1´-計算錨桿消耗周長, P1´=1.57（B+2T+2） M-錨桿間距, M=0.8m M´-錨桿排距,M´= M第四節(jié) 工程量及材料消耗一、確定支巷掘進斷面尺寸凈斷面面積（經(jīng)驗算風(fēng)速滿足）巷道設(shè)計掘進寬度巷道計算掘進寬度巷道凈高度巷道設(shè)計掘進高度巷道計算掘進高度巷道設(shè)計掘進斷面面積巷道計算掘進斷面面積二、確定TM斷面掘進尺寸凈斷面面積巷道設(shè)計掘進寬度巷道計算掘進寬度巷道凈高度巷道設(shè)計掘進高度巷道計算掘進高度巷道設(shè)計掘進斷面面積巷道計算掘進斷面面積三、體積計算（工程量）體積式中：、分別為、-