巷道斷面設(shè)計(jì)交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)

1、目錄第一章設(shè)計(jì)資料2第二章巷道斷面施工圖設(shè)計(jì)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(yàn)算風(fēng)速5第六節(jié)選擇支護(hù)參數(shù)6第七節(jié)確定水溝參數(shù)6第八節(jié)確定巷道掘進(jìn)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(diǎn)設(shè)計(jì)9第一節(jié)選擇基本數(shù)據(jù)9第二節(jié)平面交岔點(diǎn)尺寸計(jì)算9第三節(jié)交岔點(diǎn)的斷面尺寸計(jì)算10第四節(jié)工程量及材料消耗12第五節(jié)繪制交岔點(diǎn)施工圖15參考文獻(xiàn)15.第一章設(shè)計(jì)資料某煤礦，設(shè)計(jì)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650

2、m，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(yùn)輸大巷的流水量為180m3/h ，風(fēng)量為 45m3/s 。；采用 ZK7 9/550 電機(jī)車牽引1.5t礦車運(yùn)輸。 內(nèi)設(shè) 108 壓風(fēng)管和 59 供水管各一路， 另設(shè)動(dòng)力、照明、通訊和信號(hào)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(diǎn)處在不穩(wěn)定巖層中，試設(shè)計(jì)大巷斷面及交岔點(diǎn)。第二章巷道斷面施工圖設(shè)計(jì)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（即作用在巷道上地壓的大小和方向、 圍巖性質(zhì)）

3、、選用的支架材料和支護(hù)方式、 掘進(jìn)方法和采用的掘進(jìn)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(zhǎng)達(dá)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(shí)也起主要作用。當(dāng)頂壓較大、側(cè)壓較小時(shí)，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(shí)，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(hù)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形狀的斷面；噴射混凝土支

4、護(hù)方式適用于拱形等曲線斷面。掘進(jìn)方法和掘進(jìn)設(shè)備對(duì)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(jìn)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(jìn)機(jī)組掘進(jìn)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(huì)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(jì)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(jì)采用錨噴支護(hù)， 選擇半圓拱形斷面。.

5、第二節(jié)道床參數(shù)的選擇運(yùn)輸大巷采用 ZK7 9/550鋼軌型號(hào)： 30kg/m （礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)表4-1 ）軌枕：鋼筋混凝土軌枕( 礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)表4-2 常用軌枕規(guī)格 )道床參數(shù)：道床總高度 hc=360mm ；道碴高度 hb =200 mm ；道碴距軌面高h(yuǎn)c 160（礦山工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)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(shí)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

6、時(shí)不會(huì)撞擊電纜，或者電纜發(fā)生墜落時(shí)不會(huì)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(gè)懸掛點(diǎn)間距2.5m( 不應(yīng)大于3m)，電纜與運(yùn)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(yùn)輸大巷采用ZK7-9/550 電機(jī)車牽引1.5t固定式礦車運(yùn)輸，計(jì)算尺寸見表2-1 ，表格 2-1運(yùn)輸設(shè)備的計(jì)算尺寸運(yùn)輸設(shè)備類型寬度 A/mm高度 h/mmZK7-9/550電機(jī)車136015501.5t礦車10501150根據(jù)煤礦安全規(guī)程 ，取人行道寬C=900 mm

7、，非人行道一側(cè)寬a=350mm, 兩電機(jī)車之間距離 t=300 mm，故巷道凈寬度：Ba2A1Ct350213609003004270 mm取凈寬： 4300mm二、巷道拱高h(yuǎn)0 的確定半圓拱的拱高：h0 =R=B/2=4300/2=2150mm該半圓拱形直墻巷道拱高為2150mm 。三、巷道壁高h(yuǎn)3 確定.按 架線電機(jī)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(jì)巷道壁高h(yuǎn)3 。相關(guān)尺寸說明：圖 2-1 巷道凈斷面尺寸計(jì)算簡(jiǎn)圖h4 軌面起電機(jī)車架線高度，按煤礦安全規(guī)程取h4 =2000 mm；hc 道床總高度，巷道選用30kg/m 鋼軌，

8、hc360mm， hb 200mm；n 導(dǎo)電弓子距拱璧的安全間距，取n 200mm ；K 導(dǎo)電弓子寬度一半，取K360mm；b1 軌道中線與巷道中線間距，b1 B / 2 a1 =4300/2-1030=1120 mm ；h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1900 mm ；h7管子懸吊件總高度，取h7=900 mm ；m導(dǎo)電弓子距管子間距，取m=300 mm ；D壓氣管法蘭盤直徑，D=230 mm ；b2 為人行道側(cè)軌道中線與巷道中線間距，b2=540 ； .m1 為電機(jī)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 mm ，取 j=200

9、 mm ；C 為運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取800mm；h機(jī)車高度，為1550mm ；a 運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取200mm；（一）按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h 3 h4 hc( R n) 2( K b1 ) 2.h320003602150236021091mm （2-1）2001120（二）按管道裝設(shè)要求確定1.按導(dǎo)電弓子計(jì)算h3h5h7hbR2( K m D / 2 b2 )2h319009002002150 2360300230/221299mm （ 2-2）5402.按電機(jī)車計(jì)算h3h5h7hbR2( A1 / 2 m1D / 2 b2 )230/25402h31900 900200

10、2150 21360 / 22501548mm（2-3 ）（三）按人行高度要求h31800hbR2( Rj ) 2h318002002150221502002895mm （ 2-4）（四）按 1.6m高度人行寬度要求h 31600hbR2(CA1/2b2 ) 2h3160020021502800 1360 / 221064mm （2-5）540（五）按設(shè)備邊緣與拱壁最小安全間隙要求計(jì)算1.人行道側(cè)h 3 h hcR 2(C A1 / 2 b2 )2h31550360215028001360 / 221174mm （ 2-6）5402.非人行道側(cè)h 3 h hcR2(a A1 / 2 b1 )

11、2h3155036021502(2001360 / 21120)21121mm （2-7）綜上計(jì)算，并考慮一定的富余，確定本巷道壁高 1600mm ， 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 SB（0.39Bh ）2 （ 2-8）式中：h 2 為渣面以上巷道壁高，h2h3hb 1600200 1400mm故 S 43000.39 4300140013.23m2第五節(jié)驗(yàn)算風(fēng)速風(fēng)速驗(yàn)算公式vQ S （ 2-9）查煤礦安全生產(chǎn)規(guī)范知vMax =8m/s，已知通過大巷風(fēng)量Q=40 m 3 / s ,代入式（ 2-9）得vQ

12、/ S40 /13.233.03m / s8m / s.設(shè)計(jì)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(hù)參數(shù)本巷道采用錨噴支護(hù)，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(hù)參數(shù)：表格 2-2錨噴支護(hù)參數(shù)支護(hù)錨桿長(zhǎng)直徑間距排距混凝土厚度錨桿露出長(zhǎng)形式度/mm材質(zhì)M/mmM /mmT/mm度 /mm/mm錨噴2200左旋螺紋鋼8008001000支護(hù)20HRB335支護(hù)厚度 T=T 1=100mm 。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(jì)巷道斷面時(shí)應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時(shí)通過該巷道的排水量設(shè)計(jì)水溝。水溝布置在人行道一側(cè)，并盡量減少穿越運(yùn)輸鐵路。平

13、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33400m/h ，通過第一水平東運(yùn)輸大巷的流水量為180m/h ，按照本巷道實(shí)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)格和材料消耗坡寬寬深凈斷面掘進(jìn)斷每米蓋每米蓋板每米水溝B1/B2/H/面積 /面面積 /板鋼筋混凝土消混凝土消度mmmmmmm2m2質(zhì)量 /kg耗 /m3耗/ m30.3%5005005000.2500.3062.0360.03230.61第八節(jié)確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T430021004500 mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1245002754650 mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H

14、1HhbT 3600200 100 3900mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H 2Hmm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1B10.39B1h34500 0.39 45001600 15.1m2.巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積S2B2 0.39B2h346500.39 4650 160015.87m2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(jì)算掘進(jìn)體積V1S2 1m 15.87m3每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)體積V30.2(T)1m0.2(0.10.075) 1m0.035m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗V21.57 B2T T 2h3T1m1.04m3每米巷道墻腳噴射材料消耗V40.2T10.2

15、0.1 1 0.02m3每米巷道噴射材料消耗VV2V41.020.021.04m3 VV2V41.06m3每米巷道錨桿消耗 P / M1.57B/ M（ 2-10）12N、P1/M 1/M、（ 2-11）式中：P1 為錨桿消耗周長(zhǎng)；M 、 M 為錨桿間距、排距，MM0.8m ；P1/M 10故 , N (10 1) 0.8 13.75根。折合重量為13.75 l (d 2)213.75 2.23.1420.02 2 7850 74.6kg （ 2-12）式中：l 為錨桿深度， l =2.2m；d 為錨桿直徑， d =20 mm；為錨桿材料密度，=7850 / m3 ；每排錨桿數(shù)為 N0.813

16、.750.811 根；每米巷道粉刷面積Sn1.57B32h2 （ 2-13）式中：B3為計(jì)算凈寬， B3B2 2T 4.45m故 Sn1.57B3 2 1.39.59m2表格 2-4巷道斷面特征表.斷面 / m2設(shè)計(jì)掘進(jìn)錨桿尺寸 /mm圍噴射間巖厚度外露排錨桿類設(shè)計(jì)/排直徑 /寬高長(zhǎng)度 /列長(zhǎng) /凈掘進(jìn)型式距 /mm別mmmm方mmmm式13.215.14503900左旋螺紋0方220020001008003鋼形表格 2-5運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗圍計(jì)算掘進(jìn)工程巖量 / m3材料消耗類別噴射材料粉刷面積 / m2巷道墻角/ m3錨桿數(shù)量/根質(zhì)量 /kg15.870.0351.061474.

17、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(diǎn)設(shè)計(jì)第一節(jié)選擇基本數(shù)據(jù)該交岔點(diǎn)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 mm ，墻 1600 mm ，支巷為單軌巷道，凈寬 2860 mm ，采用錨噴支護(hù)， 各斷面噴射混凝土厚度為 T=150表格 3-2各條巷道的凈寬度B1、B2 、B3 及其軌道中心線mm ，錨桿長(zhǎng)度 l2200mm，各條巷道的凈寬度 b1、b2、b3 及其軌道中心線半圓拱形斷面。.B1B2B3b1b2b3430043002860103010301330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(hào)轍叉角 ( )abDK93

18、0-4-1514.0439424858第二節(jié)平面交岔點(diǎn)尺寸計(jì)算圖 3-1 單軌巷道單側(cè)分叉點(diǎn)平面尺寸計(jì)算圖示一、彎道中心到基本軌中心線的垂直距離.HR cosb sin=16000cos14.04o +4858sin14.04o=16701mm二、基本軌起點(diǎn)至垂線距離J a b cosRsin= 3942 4858cos14.04 o 16000sin14.04 o4774 mm三、 OT與 O點(diǎn)到主巷中心線的垂線夾角arccos ( Hb2 500) ( R b3 ) =arccos16701 1030 500 / 16000 133028.91oP=J+ R( B3b3）sin=4774+

19、 16000- 2860-1330sin 28.91o=11770mm四、交岔點(diǎn)最大寬度TMNMB3 sin2860sin28.91o=1383mmTNB3 cos500B2 2860cos28.91o500 4300 7304mmTMNM 2TN 213832730427434mm五、自基本軌起點(diǎn)到墻面的距離L 2L 2 =P+NM=11770+1383=13153mm六、斜墻水平長(zhǎng)度L 0斜墻斜率 i 0(TNB1 ) P(73044300) 117700.255取 i 0.25L0(TNB1 ) i(73044300) 0.2512016mm七、斜墻起點(diǎn)至基本軌起點(diǎn)間距YPL011770

20、 12016-246mm八、交岔點(diǎn)長(zhǎng)度LL2200013153200015153mm第三節(jié)交岔點(diǎn)的斷面尺寸計(jì)算( 一)設(shè)計(jì)交叉點(diǎn)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-h TN） /L0= （ 1600-1200 ）/12016=0.0334即每米墻的降低值為34mm2. 驗(yàn)證 TN、 TM斷面處的墻高定為 1200mm是否合理。（ 1）按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h3h h +h-2、 2(R-n)-(K b1 )34c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(jī)車導(dǎo)電弓子的高度，（自定尺

21、寸，不行人取1.9m，行人取2 2.2m；所以取 h =2000）4hc取 hc360mmhb =200mmR即凈寬之半， R=TM/2 3717mmn 導(dǎo)電弓子到拱璧的安全間隙，取n 200mmK導(dǎo)電弓子寬度之半K718/2 359，取 K360mmb1軌道中心線與巷道中心線的間距，b1=TM/2-（ B3-b3 ） 3717- （2860-1330 ）2367mmh h +h- (R - n)2- (K2200022 139 mmb1 )360 （3717-200）-（3602367）34c經(jīng)計(jì)算得 : h 3 139mm（ 2）按管道裝設(shè)要求確定h3h3 h5+h7+hb-2、 2R -

22、(K mD/2 b2 )式中：h自道渣面算起至拱基線的高度3h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h5 1900mm5h7管子懸吊件的高度，取h7900mmhb=200mm； R=3717mm；K=360mmm 導(dǎo)電弓子距管子的安全間隙，m300mmD壓氣管直徑，取 D 230mmb軌道中心線與巷道中心線間距， b =TM/2-B2b2 3717-（ 4300-1030 ）=447mm22h3 h5+h7+hb-R 2 -(Km D/2、b2 ) 2 1900 90020037172-（360 300 1152447） -510mm經(jīng)計(jì)算得 : h3510mm(3) 按人行

23、高度要求確定 h3架線電機(jī)車運(yùn)輸巷，此項(xiàng)不需要驗(yàn)算。由以上驗(yàn)算可知，原定 TM、 TN處墻高 1200mm能滿足安全要求。.（三）交岔點(diǎn)各段尺寸表表格 3-2交叉點(diǎn)各段凈尺寸表斷面號(hào)凈寬 /mm墻高 /mm拱高 /mm全高 /mm壁厚每排錨桿數(shù) /mm根14300160021503600150142455015662275364115015348001532240037321501545050149825253823150165530014642650391415017655501430277540051501775800139629004096150188605013623025418715

24、0189630013283150427815019106550129432754369150191168001260340044601502012705012263525455115021TN730412003652465215022注：各斷面之間距離1000mmBi 43000.25i 1 1000h3 i1600 34 i 1RiBi/ 2H ih3Ri200N=(P1 /M)+1/M 式中 : P1-計(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng) ,P1=1.57（ B+2T+2 ）M-錨桿間距 , M=0.8mM -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(jìn)斷面尺寸凈斷面面積 S B（0.39Bh

25、2）=28600.39 2860 1400 7.19m2（經(jīng)驗(yàn)算風(fēng)速滿足）巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T286021003060 mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1230602753210 mm.巷道凈高度 Hh 3 R20016002860 / 22002830mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1H hbT28302001003130mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H 2H 13130 753205mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1B10.39B1h330600.39306016008.55m2S2B20.39B2h332100.39321016002巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積9.15m二、確定TM斷面掘進(jìn)尺寸凈斷面面積 SB（0.39

26、B h2）=74340.39 7434 100028.98m2巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T743421007634mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1276342757784mm巷道凈高度 Hh 3 R20012007434/ 22004717mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1HhbT47172001005017mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H 2Hm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1B10.39B1h376340.397634120031.89m2巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積S2B20.39B2h377840.397784120032.97m2三、體積計(jì)算（工程量）體積 V Y S1 L1(S1STM)/2g(S2 S3 ), m3式中：S1 、 S2 、 S3 、 STM 分別為、 - 、 - 、 T-M 斷面處的凈斷面積、掘進(jìn)斷面積；L