水平巖石巷道交叉點設(shè)計

1、水平巖石巷道交叉點設(shè)計水平巖石巷道交叉點設(shè)計中國煤礦安全生產(chǎn)網(wǎng) 設(shè)計任務(wù)書1、題目： 水平巖石巷道交叉點設(shè)計2、要求：（1）每組成員要獨立完成設(shè)計（2）必須按照標(biāo)準(zhǔn)的格式完成設(shè)計 （3）設(shè)計應(yīng)遵循制圖要求，CAD設(shè)計要求 （4）設(shè)計在一周內(nèi)完成 目錄1、斷面設(shè)計一、確定巷道斷面 形狀二、確定巷道斷面尺寸 1、計算巷道凈寬度 B 2、計算 巷道拱ho3、計算巷道壁高 4、計算巷道凈斷面面積 S和凈周長P 5、 巷道風(fēng)速驗算 6、選擇支護(hù)參數(shù) 7、選擇道床參數(shù) 8、計算 巷道掘進(jìn)斷面尺寸 三、布置巷道內(nèi)水溝和管線2、交叉點設(shè)計 一、選型基本數(shù)據(jù) 二、平面交岔點尺寸的計算三、

2、計算巷道掘進(jìn)工程和材料消耗量3、巷道設(shè)計繪圖 一、斷面設(shè)計（一）確定巷道斷面形狀根據(jù)設(shè)計要求和煤礦安全規(guī)程 規(guī)定，設(shè)計巷道要滿足安全和生產(chǎn)要求所以本設(shè)計采用600mm軌距雙軌運輸大巷，具凈寬應(yīng)在 3m以上，且穿過中 等穩(wěn)定巖層，采用料石砌砧支護(hù)，半圓拱形斷面，且墻壁高 取1800mm,設(shè)計時不降墻高，交叉點采用單開，其設(shè)計如 下：（二） 確定巷道斷面尺寸 1、計算巷道凈寬度 B由于本設(shè)計采用的是 XK 8-6/110A電機車所以巷道設(shè)計要 求的如下基本數(shù)據(jù)：寬=1060mm ,高 h=1550mm ; 1.5t 礦車寬 1050mm，高 1150mm。取巷道人行道寬c=840mm ,非人行道一

3、側(cè)寬第一斷面a=400mm,第二斷面 a=300mm,第三斷面 a=500m。又根據(jù)表6 - 2雙軌中線距b=1300mm則電機車之間的距 離為：1300- (1054/2+1054/2) =246mm >200mm 符合安全要求。第一斷面巷道凈寬度：B1=+b+=( 400+1054/2 )+1300+( 1054/2+840 )=927+1300+1367=3594mm 為了設(shè)計的簡便我們?nèi)?B1=3600mm 第二斷面巷道凈寬度：B2=+b+=( 300+1054/2 )+1300+(1054/2+840)=827+1300+1367=3500mm 第三斷面巷道凈寬度：B3=+b+

4、=( 500+1054/2 )+1300+(1054/2+840)=1027+1300+1367=3700mm 2、計算巷道拱 h。本設(shè)計拱形采用半圓形根據(jù)幾何性質(zhì)我們可以求半圓拱形巷道拱高第一斷面巷道拱高h(yuǎn)o=B/2=3594/2=1797mm ,其半徑 R=h。=1800mm。第二斷面巷道拱高h(yuǎn)o=B/2=3500/2=1750mm ,其半徑 R=h。=1750mm。第三斷面巷道拱高 ho=B/2=3700/2=1850mm ,其半徑 R=h。=1850mm。3、計算巷道壁高 按架線電機車導(dǎo)電弓子計算 +-式中 一軌面起電機車架線高度，按煤礦安全規(guī)程規(guī)定，取 =2000mm；一道床總高度。

5、根據(jù)表6-6選24 kg/m的鋼軌，又根據(jù)表 6-7得=360mm , 道硝高度=200mm; n導(dǎo)電弓子距拱璧的安全距離，取n=300mm； K一導(dǎo)電弓子寬度之半，K=718/2=359mm ,取K=360mm ;-軌道中線與巷道中線距離，第一斷面：=B/2-=3600/2-927=873mm 。2000+360-=1502mm 第二斷面：b1=B/2-a1=3500/2- 827=723 弋 720mm H3> 2000+360=1684.4 mm第三斷面：b1=B/2-a1=3700/2- 1030=820 mm H3A 2000+360=1355 mm 按管道裝設(shè)計算，即：式中一

6、硝面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程規(guī)定取 =1800mm； 一管子懸吊件總高度，取 =900mm ; m導(dǎo)電 弓子距管子距離，取 m=300mm;一軌道中線與巷道中線距 離，第一斷面：=3600/2-1367=433mm。1800+900+200- =1612mm 第二斷面： =3500/2-1367=383m 1800+900+200- =1708 第三斷面： =3700/2-1367=483 1800+900+200- =1891 按人行高度計 算即：1800+式中j -距巷道璧的距離，距璧j處巷道有效高度不 小于 1800mm, j100mm , 一般取 j=200mm。在第一巷道：180

7、0+200-1175mm 在第二巷道：1800+200-1188mm 在第三巷道：1800+200-1163mm 根據(jù)上述計算，按管道要求且考慮一定 富余量，確定巷道璧高 1800mm故巷道高：第一斷面：H=1800-200+1800=3400mm 。第二斷面：H=1800-200+1750=3350 mm 第三斷面：H=1800-200+1850=3450 mm 4 、計算巷道凈斷面面積 S和 凈周長P (根據(jù)表6-12) S=B(0.39B+)式中一道硝面以上巷 道璧高 =1800-200=1600mm。第一斷面：S=3600X (0.39 3600+1600)=10.8 m2P=2.57

8、B+2=2.57 3600+2X1600 =12.5m 第二斷面：S=3500(0.39 3500+1600)=10.38 m2P=2.57 )3500+2 X1600=12.83m 第三斷面:S=3700X (0.39 3700+1600)=11.26 m2P=2.57 )3700+2 X1600=13.38m 5、巷道風(fēng)速驗算 巷道的通風(fēng) 量是根據(jù)礦井生產(chǎn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計算而得，通風(fēng)量確定后，斷面 越小風(fēng)速越大。風(fēng)速大，即會揚起巖粉煤塵，損害工人身體健康，影響工 作效率，又會引起瓦斯煤塵爆炸事故。煤礦安全規(guī)程規(guī)定的巷道允許最高風(fēng)速如表6-4所列。但是，按煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井主要進(jìn)風(fēng)巷的風(fēng)速

9、一般不大于6m/s,以滿足礦井增產(chǎn)和經(jīng)濟風(fēng)速的要求。所以設(shè)計的巷道凈斷面，必須進(jìn)行風(fēng)速驗算，即 V=Q/S V 一通過巷道的風(fēng)速，m/s Q一設(shè)計要求通過巷道的通風(fēng)量， /s S一巷道的凈斷面面積，m2一巷道允許通過的最大風(fēng)速m/s根據(jù)煤礦最大風(fēng)量表可知 =8m/s,我們可以根據(jù)本礦要求 的最大風(fēng)量和巷道斷面求生煤礦的供風(fēng)量6、選擇支護(hù)參數(shù) 根據(jù)巷道凈寬 3.6m、3.5m、3.7m。穿過中等穩(wěn)定巖層即屬in類圍巖，該采用砌砧支護(hù)，據(jù)表6-10of=4-6 ,砌砧厚度 d=T=300mm。7、選擇道床參數(shù) 根據(jù)巷道的運輸設(shè)備，已選用24 km /m 鋼軌，其道床參數(shù) =360mm , =200

10、mm ,道硝面至軌道面高 度=360-200=160mm。故選用鋼筋混凝土軌枕。6-12) 第一斷面:8、計算巷道掘進(jìn)斷面尺寸(根據(jù)表巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度B1=B+2T=3600+2X 300=4200mm 巷道計算掘進(jìn)寬度B2=B1+2=4200+2 75=4350mm巷道時間掘進(jìn)高度 H1=H+hb+T=3400+200+300=3900mm 巷道計算掘 進(jìn)高度H2=H1+=3900+75=3975mm巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面面積 S1=B1(0.39B1+h3) =4200 *0.39 4200+1800) =14.5 m2 巷道 計算掘進(jìn)斷面面積 S2=B2(0.39B2+h3)=4350X(0.

11、39 >4350+1800) =15.3 m2 第二斷面：巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度B1=B+2T=3500+2X 300=4100mm 巷道計算掘進(jìn)寬度B2=B1+2=4100+2 75=4250mm 巷道時間掘進(jìn)高度 H1=H+hb+T=3350+200+300=3850mm 巷道計算掘 進(jìn)高度H2=H1+=3850+75=3925mm巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面面積S1=B1(0.39B1+h3) =4100 X (0.39 *100+1800) =13.94 m2 巷 道計算掘進(jìn)斷面面積 S2=B2(0.39B2+h3)=4250X(0.39 M250+1800) =14.7 m2第三斷面 巷道設(shè)計掘

12、進(jìn)寬度B1=B+2T=3700+2X 300=4300mm 巷道計算掘進(jìn)寬度 B2=B1+2=4300+2X 75=4450mm 巷道時間掘進(jìn)高度 H1=H+hb+T=3450+200+300=3950mm 巷道計算掘進(jìn)高度 H2=H1+=3950+75=4025mm 巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面面積 S1=B1(0.39B1+h3) =4300 X (0.39 *300+1800) =14.96 m2 巷 道計算掘進(jìn)斷面面積 S2=B2(0.39B2+h3)=4450X(0.39 >4450+1800) =15.74 m2 (三)布置巷道內(nèi)水溝和管線 已知通過該斷面的涌水量為160mZh,采用0.

13、3%的水溝坡度，根據(jù)表 6-15,確定水溝深 400mm、寬400mm,凈斷面 積0.16m2,掘進(jìn)斷面面積0.203m2,每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg、混凝土 0.0276m&二、交岔點設(shè)計由設(shè)計要求可知煤礦井底車場，采用XK8-6/110A 型蓄電池機電車運輸，在一個雙軌單側(cè)交岔點 處要求支巷對主巷的轉(zhuǎn)角為45°,選用的岔型號 DK625-5-15岔道的曲線半徑為20m,支岔點系用料石砌砧支護(hù)。(一)選型基本數(shù)據(jù)已知：巷道斷面為半圓拱形，其 I-I斷面：B1=3600mm , b1=930mm ; n - n 斷面:B2=3500mm , b2=830mm；田-田斷面

14、：B3=3700mm , b3=1030mm 查表可以 知道 a=3251mm, b=4149mm, a=11 25' 1&二)平面交岔 點尺寸的計算 計算O點到道岔中心的橫軸長度 D ,和縱軸 長度H:D=bcosa-Rsin a =4149Xcos11 25-20000 x sin11 25' 16=106.02mmH=Rcos a+bsin a=20000 Xcos11 25' 16 +4149Xsin11 25' 16 =19600+821.50=2021.50mm 計算夾角 =arcos =arcos=24 47' 3躍柱墩到岔心 的距

15、離 L1=( R+b3 ) sin+D = ( 20000+1030 )sin+106.02=8925mm 解直角三角形孑NM得TN=B3cos+50+B2 =3700cos2447' 38 +50+3569O9mmNM= B3 sin =3700 x sin24 47' =8551.61mm TM= =7081.08mm TM 斷面面積 S= TM (0.39 TM +) =7081.1 (0.39 >7081.1+1600)=30.89 TM 斷面周長 P=2.57TM+2=2.57 0811+2X1600 =21.40從柱墩面刀基本軌起點的距離 L1= l1+a=8

16、925+3251=12176mm 由于設(shè)計斷面巷道為雙軌 單側(cè)且選用的1.5t的機車所以由常理我們選斜墻斜率i=0.3則：L0=(TN-B1)/i=(6909-3600)/0.3=11030 Y=l1-l0-NM=12172-11030-1551.61=409.61 設(shè)計要求支巷對主巷的轉(zhuǎn)角為45。，故從道岔道起的彎道轉(zhuǎn)角為：a 1=-5a =45-11 25' 16 =33 3林 iW度為 L=Ra 1兀/180=2000 X 33 34' 44= 117酸90圖和計算可得由交叉點斷面變化特征如下，交叉點變化斷面特征計算結(jié)果:斷面號凈寬墻高拱高全高壁厚拱厚1 3600 180

17、0 1800 3600 300 300 2 4000 1800 2000 3800 300 300 3 44001800 2200 4000 300 300 4 4800 1800 2400 4200 300 300 55200 1800 2600 4400 300 300 6 5600 1800 2800 4600 300 3007 6000 1800 3000 4800 300 300 8 6400 1800 3200 5000 300300 9 6909 1800 3454.5 5254.5 300 300 TM 7081 1800 3540.55340.5 300 300 (三)計算巷

18、道掘進(jìn)工程和材料消耗量根據(jù)表6-21知第一斷面每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積V=S2X1=15.3 M=15.3m第二斷面每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積V= S2X1=14.7M=14.7m第三斷面每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積 V= S2X1=15.74M=15.74m每米砌砧巷道砌拱所需材料B取3600, 3500, 3700第一斷面：V1=1.579(B+T' )T'=1.57 (600+300)招00 =1.57 g.6+0.3)>0.3=1.84m3 第二斷面：V1=1.579(B+T' )T =1.57 3500+300) >00 =1.57 監(jiān)5+0.3)

19、>0.3=1.79m3第三斷面：V1=1.579(B+T' )T =1.57 3700+300) >00 =1.57 監(jiān)7+0.3) >0.3=1.89m3 每米砌壁所需材料V'2=2h3丁=2X1800 >300=2M.8 ®.3=1.08m3 每米基礎(chǔ)所需材料 V3'=(m1+m2)T'+m1e =0.75 私3+0.5 僅05=0.225+0.025=0.25 m3無水溝每米填充所需材料V4'=2(m1+m2+2r)Q=2(0.5+0.25+0.3+2 )0.100) >0.075=0.1875 m3 第一斷

20、面每米填充所 需材料 V4'=1.27 X4.35 >0.075+2X1.6 )0.075+0.1875=0.415+0.24+0.1875 =0.8425 m3第二斷面每米填充所需材料V4''=1.27 4.25 0.075+2 X.6 .075+0.1875=0.405+0.24+0.1875 =0.8325 m3第三斷面每米填充所需材料V4''=1.27 0.075 4.45+2 X.6 .075+0.1875=0.424+0.24+0.1875 =0.8514 m3有水溝每米充填基礎(chǔ)所需材 料 V'4= Q=(0.5+0.25 X2

21、+2X0.3+3 >0.05) X0.075=0.141 m3 每米基礎(chǔ)掘進(jìn)體積 V'0=(m1+Q)(T+Q+e)+(m2+Q)(T'+2Q) =(0.5+0.075) 20.3+0.075+0.05)+(0.25+0.075) ><0.3+2 0,075) =0.575私38+0.325 045 =0.365 m3第一斷面每米砌砧巷道 計算掘進(jìn)體積 V'=S2+V'0=15.3+0.365=15.7 m3第一斷面每 米 砌 砧 巷 道 粉面積 h2=h1+h=1.6m Sa'=1.57B+2h2=1.57 3.6+2 ¥.

22、69=8.86 m2 第二斷面每米砧巷 道計算掘進(jìn)體積 V'=S2+V0'=14.7+0.365m3 =15.065m3 第二 斷面每米砌砧巷道粉刷面積 Sa =1.57B+2h2=1.57 3C5+2 M6=8.70 m2第三斷面每米砌砧巷道 計算掘進(jìn)體積V'=S2+V'=15.96+0.365=16.325m3 第三斷面每 米 砌 砧 巷 道 粉 刷 面 積 Sa'=1.57B+2h2=1.57 3.7+2 ¥.6=9.01 m2 拱材料消耗量： 第一斷面：Q= V1 義=1.84 >0.41=0.76 m3 第二斷面：Q= V1 義

23、=1.79 >2.00=3.58 m3 第三斷面：Q= V1義=1.89 >2.00=3.78 m3墻壁材料消耗量：Q= V'2 1第一斷面：Q= V'2 X=1.08 )0.41=0.45 m3 第二斷面：Q= V'2 X=1.08 )2.00=2.16 m3 第三斷面：Q= V'2 X=1.08 )2.00=2.16 m3 基礎(chǔ)材料消耗量： Q= V3' X L第一斷面：Q= V3' X L=0.25 0C41=0.103 m3 第二斷面：Q= V3' X L=0.25 X00=0.5 m3 第三斷面：Q= V3' X L=0.25 X00=0.5 m3 填充材料消耗量：Q= V4XL第一斷面：Q= V4' XL=0.8425 私 4 1=0.350 m3 第二斷面：Q= V4'' XL=0.8325 X00=1.665m3 第三斷面：Q= V4'' XL=0.8514 >2.00=1.703m3由于設(shè)計要求我們設(shè)計 如下字母代表各自的參數(shù)項目公式 符號及適用數(shù)據(jù)凈體積、掘進(jìn)體積或基礎(chǔ)掘進(jìn)體積/m3S1、S2、S3、S4一分別為交岔點各斷面在圖中所示位置之凈面積，掘進(jìn)斷面面積或 基礎(chǔ)掘進(jìn)斷面面積，L