井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計_第1頁
井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計_第2頁
井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計_第3頁
井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計_第4頁
井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計_第5頁
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文檔簡介

1、井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計第一頁,共107頁。第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計第二節(jié) 硐室施工 第三節(jié) 平巷交岔點設(shè)計與施工 第八章硐室及交岔點設(shè)計2022/10/112第二頁,共107頁。第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計 硐室有立井硐室、斜井硐室,井底車場硐室以及采區(qū)硐室等等。各種硐室由于用途不同,其斷面形狀及規(guī)格尺寸亦變化多樣,但是它們設(shè)計的原則和方法基本上是相同的。 一般首先根據(jù)硐室的用途,合理選擇硐室內(nèi)需要安設(shè)的機(jī)械和電氣設(shè)備,然后依據(jù)已選定的機(jī)械和電氣設(shè)備的類型和數(shù)量,確定硐室的形式及其布置,最后再根據(jù)這些設(shè)備安裝、檢修和安全運(yùn)行的安全間隙要求以及硐室所處周巖穩(wěn)定狀況確定出硐室的規(guī)格尺寸和支護(hù)結(jié)

2、構(gòu)。有些硐室還需要考慮防潮、防滲、防火和防爆等特殊要求。2022/10/113第三頁,共107頁。1-主井2-副井3-中央水泵房4-吸水小井5-卸載硐室(翻籠)6-井底斜煤倉7-箕斗裝載硐室8-主井清煤斜巷9-主井井底水泵房10-防火門硐室11-井下調(diào)度室12-候罐室13-副井馬頭門14-中央變電所15-管子道16-內(nèi)水倉17-外水倉18-機(jī)車庫、修理間19-主要運(yùn)輸大巷2022/10/114第四頁,共107頁。一、箕斗裝載硐室與井底煤倉的設(shè)計 箕斗裝載硐室與井底煤倉的布置形式 中小型礦井廣泛采用箕斗裝載硐室(單側(cè)式)與容量較小的傾斜煤倉直接連接的布置形式(圖8-1); 大型礦井,多采用一個直

3、立煤倉通過一條裝載膠帶輸送機(jī)與箕斗裝載硐室(單側(cè)式)連接(圖8-2); 特大型礦井,往往采用多個個直立煤倉通過一條或兩條裝載膠帶輸送機(jī)與箕斗裝載硐室(單側(cè)式或雙側(cè)式)連接(圖8-3)。 2022/10/115第五頁,共107頁。2022/10/116第六頁,共107頁。2022/10/117第七頁,共107頁。2022/10/118第八頁,共107頁。 箕斗裝載硐室 1位置 布置在沒有含水層、沒有地質(zhì)構(gòu)造、圍巖堅固處,以便施工與維護(hù)。 一般當(dāng)大巷采用礦車運(yùn)輸,硐室位于井底車場生產(chǎn)水平之下; 當(dāng)采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸時,硐室就位于生產(chǎn)水平之上。 2箕斗裝載硐室的形式 同側(cè)裝卸式和異側(cè)裝卸式; 通過式

4、與非通過式; 單側(cè)式(硐室位于井筒一側(cè))和雙側(cè)式 ;2022/10/119第九頁,共107頁。2022/10/1110第十頁,共107頁。2022/10/1111第十一頁,共107頁。 3箕斗裝載硐室的斷面形狀及尺寸 箕斗裝載硐室的斷面形狀多用矩形,當(dāng)圍巖條件較差,地壓較大時可以采用半圓拱形。 箕斗裝載硐室的尺寸,主要根據(jù)所選用的裝載設(shè)備型號、設(shè)備布置、設(shè)備安裝和檢修,以及考慮人行道和行人梯子的布置要求來確定。2022/10/1112第十二頁,共107頁。 4箕斗裝載硐室的支護(hù) 箕斗裝載硐室的支護(hù),有素混凝土支護(hù)及鋼筋混凝土支護(hù)兩種。其支護(hù)厚度取決于硐室所處圍巖的穩(wěn)定性和地壓的大小。2022/

5、10/1113第十三頁,共107頁。2022/10/1114第十四頁,共107頁。 井底煤倉設(shè)計 1煤倉的形式及斷面形狀 傾斜煤倉 直立煤倉 隨著礦井開拓布置的改革,出現(xiàn)了水平煤倉。 煤倉的斷面形狀有圓形、矩形及半圓拱形等三種。 2容量計算Qd礦井平均日產(chǎn)量; 1.15為礦井生產(chǎn)不均衡系數(shù); 1.20提升能力富裕系數(shù);14每日提升時間,h。 3煤倉支護(hù)2022/10/1115第十五頁,共107頁。二、推車機(jī)翻車機(jī)硐室與卸載硐室推車機(jī)翻車機(jī)硐室 1硐室的位置2022/10/1116第十六頁,共107頁。 2硐室的形式與布置 根據(jù)礦車進(jìn)車方向不同,硐室可分為左側(cè)式和右側(cè)式。 根據(jù)電機(jī)車是否從翻車機(jī)

6、旁通過,硐室可分為通過式與非通過式。 非通過式硐室長度約為15-20m,最大寬度為6m;通過式硐室長度約為38-40m,最大寬度為8m。2022/10/1117第十七頁,共107頁。 3硐室斷面形狀及支滬 硐室一般采用半圓拱,混凝土支護(hù),當(dāng)圍巖穩(wěn)定,不淋水可采用錨噴支護(hù);當(dāng)圍巖較差時,可采用錨噴加混凝土的聯(lián)合支護(hù)。 硐室拱頂安設(shè)的支承橫梁,和起吊梁,在翻車機(jī)上方的為2430號工字鋼;在推車機(jī)上方的為24號工字鋼。 硐室軌面以下地溝與設(shè)備基礎(chǔ)須用C15以上的混凝土澆注100200厚。2022/10/1118第十八頁,共107頁。 卸載站硐室的設(shè)計 1卸載站的結(jié)構(gòu) 1)支承托輥: 2)卸載曲軌和復(fù)

7、位曲軌: 3)支承鋼梁: 4)卸載坑: 1-底卸式礦車2-車輪3-緩沖器4-卸載輪5-卸載曲軌6-卸載坑7-托輥 2022/10/1119第十九頁,共107頁。2卸載原理 2022/10/1120第二十頁,共107頁。 3硐室的布置形式 1)非通過式卸載站硐室。 2)通過式卸載站硐室。 3)卸載站與翻車機(jī)聯(lián)合布置硐室。 4硐室尺寸確定 1)硐室長度 2)硐室寬度 3)硐室高度 5硐室斷面形狀與支護(hù) 硐室斷面形狀多為半圓拱形。 硐室支護(hù)一般采用混凝土、錨噴支護(hù)、錨噴加混凝土或鋼筋混凝土聯(lián)合支護(hù)。卸載坑兩側(cè)直墻采用鋼筋混凝土,進(jìn)出車兩側(cè)用鋼筋混凝土澆灌并鋪設(shè)輝綠巖鑄板。2022/10/1121第二

8、十一頁,共107頁。 馬頭門通常指副井井簡與井底車場連接部分的一段斷面擴(kuò)大部分的巷道稱馬頭門,是副井系統(tǒng)的主要硐室之一。 馬頭門形式 雙面斜頂式(a) 雙面平頂式(b) 三、副井馬頭門馬頭門平面尺寸 馬頭門平面尺寸包括長度和寬度。 馬頭門的長度通常指井筒兩側(cè)對稱道岔基本軌起點之間的距離, 馬頭門的寬度,主要取決于井簡裝備及選用的罐籠布置方式和兩側(cè)人行道寬度。 2022/10/1122第二十二頁,共107頁。1馬頭門長度的確定2馬頭門寬度的確定 B=S+2A 2022/10/1123第二十三頁,共107頁。 3馬頭門高度的確定Hmin下放最長材料時,馬頭門需要的最小高度,m;L下放材料最大長度,

9、一般L=12.5m; W井筒下放材料的有效弦長; D井筒凈直徑,m;下放材料時,材料與水平面的夾角,其值按下式計算:4馬頭門斷面形狀及支護(hù) 2022/10/1124第二十四頁,共107頁。四、中央水泵房的設(shè)計 中央水泵房由泵房主體硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道組成。中央水泵房和水倉構(gòu)成了中央排水系統(tǒng)。吸入式中央水泵房設(shè)計 1泵房的位置 2022/10/1125第二十五頁,共107頁。 2配水井、配水巷和吸水井的布置 配水井、配水巷和吸水井構(gòu)成配水系統(tǒng) 。1-水泵及電機(jī) 2-吸水井 3-配水巷 4-配水井 5-水倉 6-帶閘閥的溢水管2022/10/1126第二十六頁,共107頁。

10、3主體硐室的設(shè)備布置 1)水泵2)排水管根據(jù)礦井正常和最大涌水量,選擇排水管直徑和趟數(shù)。 3)電纜 電纜敷設(shè)有沿墻懸掛和設(shè)電纜溝兩種方式。前者使用與檢修方便,但長度增加,彎頭多。所以目前多采用后者。 4)電氣設(shè)備5)起吊和運(yùn)輸設(shè)備2022/10/1127第二十七頁,共107頁。 4.主體硐室尺寸的確定 1)硐室長度的確定 1)硐室長度的確定 2)硐室寬度的確定3)硐室高度的確定4)設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸2022/10/1128第二十八頁,共107頁。 5主體硐室斷面形狀及支護(hù) 主體硐室斷面形狀一般采用半圓拱和三心拱。硐室現(xiàn)多用混凝土支護(hù) 。 6管子道與通道設(shè)計要求 1) 管子道。 2)泵房通道是泵房主

11、體硐室與井底車場的連接通道。 3)泵房與中央變電所之間應(yīng)設(shè)防火鐵門,墻上也要設(shè)電纜套管, 2022/10/1129第二十九頁,共107頁。 壓入式水泵房的設(shè)計特點潛水泵水泵房(泵井) 2022/10/1130第三十頁,共107頁。五、水倉設(shè)計 水倉的位置與布置形式1水倉的位置2水倉的布置形式2022/10/1131第三十一頁,共107頁。 水倉容量、長度和斷面尺寸的確定 1容量的確定 根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定,按以下情況分別確定: 1)當(dāng)?shù)V井正常涌水量小于或等于1000m3/h時, Q容主要水倉的有效容量,m3; Q0礦井正常的有涌水量,m3/h;2)當(dāng)?shù)V井正常涌水量大于1000m3/h時 2

12、長度和斷面的確定水倉的長度(主倉+副倉)可按下式計算: 2022/10/1132第三十二頁,共107頁。水倉縱斷面的計算 1水倉起點的標(biāo)高h(yuǎn)c;水倉終點的標(biāo)高h(yuǎn)A,得hc、hA兩點高差H。 2水倉底板有i=0.0010.002的坡度。斜向豎曲線半徑R取912m。 3斜巷傾角=1820為宜。 4曲線半徑R,一般取為912m。 5水倉終點的底板標(biāo)高最多只能比水泵房底板標(biāo)高低4.55.0m,水倉的頂板標(biāo)高必須比水倉入口處水溝的底板低,否則水倉不能灌滿。 6為簡化計算,取水倉最低點為豎曲線的切線交點B,它與實際最低點D只有微小誤差 2022/10/1133第三十三頁,共107頁。水倉的縱斷面參數(shù)可按下

13、式計算:水倉終點A與水倉最低點B的高差L水倉起點與終點的水平投影長度,m; R清理斜巷的豎曲線半徑,R=912m;清理斜巷的傾角,一般為820; i水倉的坡度,一般為0.0010.002; H水倉的起點與終點的標(biāo)高差,m。2022/10/1134第三十四頁,共107頁。水倉起點C與水倉最低點B的水平投影長度 水倉斷面形狀及支護(hù) 水倉終點A與水倉最低點B的水平投影長度2022/10/1135第三十五頁,共107頁。第二節(jié) 硐室施工 一、硐室施工特點 1硐室的斷面大而且變化多,長度則比較短,使得大型施工機(jī)械在此難于施展。 2硐室往往與其他硐室、巷道相毗連,加之硐室本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故其受力狀態(tài)比較復(fù)雜

14、且不易準(zhǔn)確分析,施工難度較大,若圍巖穩(wěn)定性差,則更須注意施工安全。 3硐室的服務(wù)年限長,工程質(zhì)量要求高,不少硐室還要澆筑機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)、預(yù)留管線溝槽、安設(shè)起重梁等,故施工時要精心安排,確保工程規(guī)格和質(zhì)量。 2022/10/1136第三十六頁,共107頁。二、硐室圍巖的穩(wěn)定性分析 1硐室圍巖穩(wěn)定性的力學(xué)分析方法 當(dāng)圍巖應(yīng)力沒有超過巖體的強(qiáng)度時,圍巖處于彈性變形階段,圍巖是穩(wěn)定的;當(dāng)圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度時,圍巖開始破壞失去穩(wěn)定性。 根據(jù)莫爾強(qiáng)度理論各向同性均質(zhì)巖體的不穩(wěn)定條件:剪切面與最大主應(yīng)力的夾角為: 巖體具有結(jié)構(gòu)面時,其破壞取決于結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀特征,此時不穩(wěn)定的條件為: c1 結(jié)構(gòu)面的摩擦角。

15、1結(jié)構(gòu)面的摩擦角。2022/10/1137第三十七頁,共107頁。 2硐室圍巖穩(wěn)定性的地質(zhì)分析方法 1)產(chǎn)狀平緩的薄層或與中厚層相間存在時,頂板處的薄層極易塌落(圖8-31)。如果垂直于層面的節(jié)理發(fā)育更會擴(kuò)大塌落的范圍(圖8-32)。 2022/10/1138第三十八頁,共107頁。 如巖層由平緩變?yōu)閮A斜產(chǎn)狀時,在垂直于層面的節(jié)理作用下,頂板塌落的范圍變大,此時還可能引起兩幫巖體的塌落(圖8-33) 。2022/10/1139第三十九頁,共107頁。 以上幾種塌落方式取決與層面的連結(jié)強(qiáng)度和節(jié)理的發(fā)育程度。根據(jù)層面,節(jié)理情況可以圈定不穩(wěn)定巖體的大致范圍,一般來說這類巖體尚屬穩(wěn)定,只要施工注意,并

16、及時支護(hù),就不會引起圍巖的過多塌落。在這類巖層中采用錨噴支護(hù)是很有效的 2022/10/1140第四十頁,共107頁。 2)平緩厚層狀巖體在構(gòu)造應(yīng)力作用下水平面上山現(xiàn)X型節(jié)理或斷裂的情形(圖8-34)。 平緩巖層發(fā)展到傾斜狀態(tài)時,沿平面X型斷裂還會發(fā)育一組張性斷裂,其走向大體上與硐室軸線平行,在側(cè)面也還會產(chǎn)生X型斷裂,其走向大體上與硐室軸線垂直(圖8-35)。 從以上兩種情況可以看出硐壁、特別是硐頂分離體是否出現(xiàn)以及可能出現(xiàn)的形狀等均取決于構(gòu)造節(jié)埋的延展性,連續(xù)性和密集程度。延展大、連續(xù)性強(qiáng)的斷層和大型裂隙對硐室圍巖隱定性的影響極為顯著,它往往是硐室失穩(wěn)的主要原因。2022/10/1141第四

17、十一頁,共107頁。 3)斷層破碎帶及其它大型軟弱結(jié)構(gòu)面一般容易形成高的塌落拱。 結(jié)構(gòu)面的走向與硐室軸向平行或接近平行時,兩條傾向相反、連續(xù)性強(qiáng)的斷層或裂隙將形成“”型塌落拱(8-36)。 兩組高傾角裂隙或斷層雖不相交、但被另一組緩傾角的結(jié)構(gòu)面所穿割時,可能形成不同形狀的“”形塌落拱(圖8-36) 2022/10/1142第四十二頁,共107頁。 4)兩組傾向相反的結(jié)構(gòu)面互相切割在拱頂也會出現(xiàn)分離體,但因裂隙不互相貫通,故限制了它的發(fā)展。塌落拱的高度與裂隙面的緊密程皮有關(guān)。這種頂板局部落石的破壞方式,在硐室中是大量出現(xiàn)的(圖8-37)。 2022/10/1143第四十三頁,共107頁。 5)

18、硐壁的滑移也是造成硐室失穩(wěn)的原因之一,其穩(wěn)定性主要受高傾角的軟弱結(jié)構(gòu)面所控制。圖8-38所示的是硐壁巖體在兩組裂隙作用下所出現(xiàn)的分離體的形狀。 2022/10/1144第四十四頁,共107頁。以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)的硐室圍巖穩(wěn)定性的判斷方法,適用在巖體強(qiáng)度由結(jié)構(gòu)面及其組合關(guān)系所決定的堅硬巖體。對軟弱巖體或經(jīng)受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動作用的破碎巖體,由于巖體本身強(qiáng)度不高,結(jié)構(gòu)面的作用已居于次要地位,決定此種巖體的變形和破壞特征可按散體介質(zhì)處理。通常巖石f23時,即可視為軟弱巖體。2022/10/1145第四十五頁,共107頁。3圍巖松動圈支護(hù)理論對圍巖的穩(wěn)定性分析 巷道開挖后,圍巖受力狀態(tài)由三向變成了近似兩向

19、,造成巖石強(qiáng)度較大幅度地下降。如果圍巖中集中的應(yīng)力值小于下降后的巖石強(qiáng)度,圍巖處于彈塑性狀態(tài),圍巖自行穩(wěn)定,不存在支護(hù)問題;如果相反,圍巖將發(fā)生破壞,這種破壞從周邊逐漸向深部擴(kuò)展,直至達(dá)到新的三向應(yīng)力平衡狀態(tài)為止,此時圍巖中出現(xiàn)了一個破裂帶 。把這個由于應(yīng)力作用產(chǎn)生的破裂帶稱為圍巖松動圈。用圍巖松動圈的實測數(shù)值確定硐室的支護(hù)參數(shù),則稱圍巖松動圈支護(hù)理論。 2022/10/1146第四十六頁,共107頁。 根據(jù)松動圈的大小對硐室圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。松動圈在040之間的,屬穩(wěn)定圍巖圍巖松動圈在40100之間的,屬較穩(wěn)定圍巖;圍巖松動圈在100150之間的,為一般圍巖;圍巖松動圈在150200之間

20、的,屬不穩(wěn)定圍巖;圍巖松動圈在200300之間的,為軟巖;大于300的為極不穩(wěn)定圍巖。目前看來,應(yīng)用圍巖松動圈理論來判定圍巖穩(wěn)定性是一種簡單準(zhǔn)確的方法,比其它方法可操作性強(qiáng)。 松動圈測試:超聲波測試。2022/10/1147第四十七頁,共107頁。三、硐室施工方法 全斷面一次掘進(jìn)法 這種施工方法,常用于圍巖穩(wěn)定,斷面不是特別大的硐室。全斷面一次掘進(jìn)硐室的高度,以不超過45m為宜。 臺階工作面施工法 1正臺階工作面(下行分層)施工法 根據(jù)硐室的全高,整個斷面可分為23層,每層的高度以1.82.0m為宜,最大不要超過3m。 2022/10/1148第四十八頁,共107頁。 2倒臺階工作面(上行分層

21、)施工法 正臺階工作面施工法比較安全可靠;倒臺階法挑頂爆破效率高,裝巖方便。兩者都適用于圍巖比較穩(wěn)定、整體性比較好的巖層。其中先拱后墻下行分層法的適應(yīng)范圍更廣,在較松軟的巖層中也可應(yīng)用。 2022/10/1149第四十九頁,共107頁。 導(dǎo)硐施工法 這種施工方法多用于松軟破碎地帶,在穩(wěn)定巖層中施工特大斷面(如50)的硐室時也可采用。 1中央下導(dǎo)硐 當(dāng)硐室采用錨噴支護(hù)時,用中央下導(dǎo)硐(圖8-43),先挑頂 后開幫的順序施工。 砌碹支護(hù)的硐室,適用中央下導(dǎo)硐先開幫后挑頂?shù)捻樞蚴┕ぃ?-44)。 2022/10/1150第五十頁,共107頁。 2兩側(cè)導(dǎo)硐施工法 兩側(cè)導(dǎo)硐施工法,是在松軟破碎巖層中采用

22、的一種安全有效的施工方法。這種方法是從硐室底板開始,在兩側(cè)墻部超前開掘兩個小導(dǎo)硐,逐步向上擴(kuò)大(圖8-45)。 2022/10/1151第五十一頁,共107頁。 3頂部導(dǎo)硐施工法 此法施工順序如圖8-46所示。先掘頂部導(dǎo)硐1,超前5m用以探明地質(zhì)情況,隨之臥底2,再落后15m左右開幫3。此時整個拱部已經(jīng)掘出,便可進(jìn)行拱部的錨噴或砌碹4。然后再臥中心底部5。最后刷幫6與砌墻7。2022/10/1152第五十二頁,共107頁。四、與井筒相連的主要硐室的施工馬頭門的施工 1當(dāng)井筒掘進(jìn)到馬頭門上方510m處,暫停掘進(jìn),先將上段井壁砌好。 2井筒繼續(xù)下掘,可以隨井筒同時將馬頭門掘出,也可以將井筒一次掘夠

23、深度或只掘至馬頭門下方的混凝土壁圈處。 3由下向上砌筑井壁至馬頭門的底板高處。 4逐段施工馬頭門。12344105678991102022/10/1153第五十三頁,共107頁。 當(dāng)馬頭門處圍巖比較堅硬 穩(wěn)定時,掘進(jìn)時可以用錨噴作為臨時支護(hù)。為加快馬頭門施工的速度,可安排與井筒同時自上而下施工。圖8-49。2022/10/1154第五十四頁,共107頁。 箕斗裝載硐室施工 1箕斗裝載硐室與井筒同時施工 2箕斗裝載硐室在井筒掘砌全部結(jié)束后進(jìn)行施工 3箕斗裝載硐室和地面永久建筑工程平行作業(yè)施工。 2022/10/1155第五十五頁,共107頁。第四節(jié) 平巷交岔點設(shè)計與施工 一、交岔點的類型 交岔點

24、是指巷道相交或分岔的地點,其類型如圖8-50所示。2022/10/1156第五十六頁,共107頁。 按支護(hù)方式不同交岔點可分為簡易交岔點和碹岔式交岔點。 碹岔式交岔點按結(jié)構(gòu)形式可分為牛鼻子交岔點和穿尖交岔點兩類 2022/10/1157第五十七頁,共107頁。二、井下窄軌線路的基本知識 曲線線路 1.最小曲線半徑:最小曲線半徑R應(yīng)根據(jù)車輛運(yùn)行速度V以及車輛軸距SB大小來確定。 90 V1.5m /s,R不小于10 SB; V3.5m /s,R不小于15 SB; 90 R大于(1015) SB 如為列車運(yùn)行,則應(yīng)以機(jī)車或礦車的最大軸距來計算,取以米為單位的整數(shù)值。 R常用值:9m、12m、15m

25、、20m、25m、30m 、35m 、40m 等。 ROSB2022/10/1158第五十八頁,共107頁。 2曲線的軌距加寬 1)軌距 是指直線線路上兩條鋼軌軌頭內(nèi)緣之間的距離SPSPSWX2)輪距 兩車輪輪緣外側(cè)工作邊的 距離SW3)X 軌距、輪距之間的距離,一般為102022/10/1159第五十九頁,共107頁。 4)軌距加寬 圖8-52是車輛在直線和曲線線路上運(yùn)行狀態(tài)圖。 曲線的軌距加寬值 軌距加寬的方法是,外軌不動,將內(nèi)軌向曲線中心移動 逐漸加寬或逐漸減小的直線段距離(也稱緩和線)為d1=(100300)2022/10/1160第六十頁,共107頁。 3.曲線的外軌抬高 當(dāng)車輛在曲

26、線軌道上運(yùn)行時,如果內(nèi)、外軌仍在同一平面上,由于存在著離心力,作圓周運(yùn)動的車輛通過車輪輪緣就要向外軌擠壓;增加了鋼軌磨損和運(yùn)行阻力,嚴(yán)重時車輛就要向外翻或出軌。 圖8-54為外軌抬高計算示意圖。 外軌抬高的方法是墊厚外軌下面的道渣。值。外軌抬高的漸變段距離d2(100300)h2022/10/1161第六十一頁,共107頁。4雙軌曲線線路軌中心距的加寬 當(dāng)車輛在曲線段運(yùn)行時,為防止雙向行駛的車輛相撞,雙軌曲線線路的軌道中心距應(yīng)適當(dāng)加寬,如圖8-55所示為曲線段車體的外伸 和內(nèi)移 。 L車輛長度,m; SB車輛軸距,m; R曲線半徑,m。2022/10/1162第六十二頁,共107頁。 窄軌道岔

27、 1道岔的構(gòu)造 道岔的構(gòu)造如圖8-56所示,它主要有岔尖、基本軌、轍岔、護(hù)輪軌、轉(zhuǎn)轍器等部件構(gòu)成。 1岔尖;2基本軌;3轍岔;4護(hù)輪軌;5拉桿;6轉(zhuǎn)轍器1234562022/10/1163第六十三頁,共107頁。2022/10/1164第六十四頁,共107頁。 岔尖是道岔的最重要的零件,它的作用是引導(dǎo)車輛向主線或岔線運(yùn)行。 轍岔是道岔的另一個重要零件,其作用是保證車輪輪緣能順利通過。它是由岔心和翼軌焊接鋼板而成,轍岔岔心角(簡稱轍岔角)是道岔的最重要參數(shù)。用它的半角余切的1/2表示道岔號碼M,即 窄軌道岔的號碼M分為2、3、4、5和6號五種,按(8-24)式可求得其相應(yīng)的轍岔角應(yīng)分別為2804

28、20、185530、1415、112516和93138??梢?,M越大,越小,道岔曲線半徑R和曲線長度就越大,車輛就越平穩(wěn)。2022/10/1165第六十五頁,共107頁。 2道岔的類型、系列和型號 道岔的類型按其分岔型式可分成單開道岔、對稱道岔和渡線道岔三大類型。分別以拼音字母“DK”、“DC”和“DX”表示。巷道交岔點使用的道岔是單開道岔與對稱道岔,其技術(shù)特征和適用條件見表8-1。 道岔的每一種類型由按規(guī)矩和軌型不同共有五個系列,即615、618、624、918和924。其中第一個數(shù)字6或9表示軌距為600或900;而后兩個數(shù)字表示軌型為15kg/m或18kg/m或24kg/m。600202

29、2/10/1166第六十六頁,共107頁。表8-1 單開、對稱道岔技術(shù)特征及適用條件2022/10/1167第六十七頁,共107頁。 道岔的每一個系列按轍岔號碼M和道岔的曲線半徑不同又分成55個型號,如DK615-4-12、DC618-3-12、DX924-4-1519(左)等。 在線路設(shè)計的平面圖中,道岔是用計算簡圖表示的。 圖8-57 窄軌道岔結(jié)構(gòu)與計算簡圖對照圖(a)單開道岔;(b)對稱道岔;a轍岔中心至道岔起點的距離;b轍岔中心至道岔終點的距離;L道岔長度2022/10/1168第六十八頁,共107頁。 (c)渡線道岔DX924-4-1519(左)2022/10/1169第六十九頁,共

30、107頁。 3道岔的選擇原則 1)與基本軌的軌距相適應(yīng)。 2)與基本軌的軌型相適應(yīng)。 3)與行駛車輛的類別相適應(yīng)。 4)與行車速度相適應(yīng)。2022/10/1170第七十頁,共107頁。三、交岔點設(shè)計 平面尺寸的確定 確定交岔點平面尺寸,就是要定出交岔點擴(kuò)大斷面的起點和柱墩的位置,即交岔點斜墻的起點至柱墩的長度,定出交岔點最大斷面處的寬度,并計算出交岔點單項工程的長度。 在設(shè)計前,應(yīng)首先確定各條巷道的斷面及主巷與支巷的關(guān)系,并以下述條件作為設(shè)計交岔點平面尺寸的已知條件:所選道岔的a、b、a值,支巷對主巷的轉(zhuǎn)角;各條巷道的凈寬度、B1 、B2、B3及其軌道中心線至柱墩一側(cè)邊墻的距離b1,b2、b3

31、。此外,尚需確定往墩的寬度(一般取500mm),軌道的曲率半徑R。 交岔點的種類很多,在表8-2中列出了六類交岔點的計算圖和計算公式。2022/10/1171第七十一頁,共107頁。 2022/10/1172第七十二頁,共107頁。2022/10/1173第七十三頁,共107頁。2022/10/1174第七十四頁,共107頁。2022/10/1175第七十五頁,共107頁。2022/10/1176第七十六頁,共107頁。2022/10/1177第七十七頁,共107頁。1單軌巷道單側(cè)分岔點(圖8-58)1)曲率中心O的位置 2)確定 3)基本軌起點至變斷面終點的水平距離為P:4)最大斷面寬度TM

32、 而 NM=B3sin 5)自基本軌起點至柱墩的距離: 2022/10/1178第七十八頁,共107頁。6)確定斜墻TQ的斜率i 求算斜率i0 根據(jù)i0值的大小,選取i為0.2或0.25或0.3,個別情形可取0.15。 7)確定的斜墻起點Q到交岔點擴(kuò)大斷面部分的長度: 8)變斷面的起點至基本軌起點的距離Y: Y=P-L0 9)交岔點工程的計算長度L:L=L2+2000 2022/10/1179第七十九頁,共107頁。 交岔點的中間斷面 1交岔點各中間斷面的寬度,取決于通過它的運(yùn)輸設(shè)備的尺寸、道岔型號、線路聯(lián)接系統(tǒng)的類型、行人及錯車的安全要求。 2考慮到運(yùn)輸設(shè)備通過彎道和道岔時邊角會外伸,交岔點

33、道岔處的中間斷面應(yīng)加寬,加寬要點如下: 1)單軌巷道單側(cè)分岔點:在彎道內(nèi)側(cè)加寬100。其外側(cè)因外伸值不大,可不再加寬,但若安全間隙很小,則應(yīng)加寬200。加寬范圍為道岔轉(zhuǎn)轍中心(理論中心)左邊5m和右邊1 m。2)雙軌巷道單側(cè)分岔點,在道岔轉(zhuǎn)轍中心前5m一段,雙軌中心線距應(yīng)加寬200mm或200mm以上,并在其左、右各設(shè)置5m過渡線段,因而在此范圍內(nèi),巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 2022/10/1180第八十頁,共107頁。 3)雙軌巷道單側(cè)分岔分支點,在道岔轉(zhuǎn)轍中心前5m一段,雙軌中心線距應(yīng)加寬300或300以上,并在其左設(shè)置5m過渡線,因而在此范圍內(nèi),巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 3為了施工方便和減少

34、通風(fēng)阻力,在井底車場交岔點,一般應(yīng)不改變雙軌中心線距及巷道斷面,在設(shè)計交岔點時,中間斷面應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖冊中相應(yīng)的曲線段的斷面。 4)單軌巷道對稱分岔點,兩側(cè)均應(yīng)加寬。 5)雙軌巷道分支點,從彎道曲率中心向右開始加寬200mm或200m以上,并在其左設(shè)置5m過渡線,因而在此范圍內(nèi),巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 6)雙軌巷道對稱分支點,從彎道曲率中心向左3m段,兩軌中心線均應(yīng)分別向外移動200mm或更多,即雙軌中心線加寬400mm或更多,并在其左也設(shè)置5m過渡線段,巷道也就要相應(yīng)加寬。2022/10/1181第八十一頁,共107頁。 4交岔點中間斷面斜墻側(cè),按選用的斜率i每米巷道遞加i米。若交岔點采用

35、砌碹支護(hù),則每米架設(shè)一架的碹胎寬度,亦應(yīng)遞加i米。 5交岔點中間斷面(擴(kuò)大部分)拱高的確定方法與一般巷道相同。 為了提高斷面利用率可降低墻高或拱高。降低墻高(a)墻高降低的斜率 h=200500mm。 降低拱高 (b)2022/10/1182第八十二頁,共107頁。 交岔點支護(hù)厚度的確定 1)錨噴支護(hù)交岔點屬于煤礦井巷工程錨桿、噴漿、噴射混疑土支護(hù)設(shè)計試行規(guī)范規(guī)定的加強(qiáng)支護(hù)工程,因此其錨噴參數(shù)應(yīng)按大斷面最大寬度TM選取上限值。分支巷道加強(qiáng)支護(hù)的長度,自柱墩起35m(計算時,取為2m)。 2) 對于砌碹交岔點,巷道凈寬度是由小到大漸變的,在巷道寬度變化的長度內(nèi),按最大寬度選取拱壁厚度。分支巷道拱

36、壁厚度,按各自的凈寬度選取。 3)柱墩的寬度一般為500mm,長度一般為13m,通常取2m。對光面爆破完整地保留了原巖體的柱墩,可按支護(hù)厚度考慮,不另加長度。2022/10/1183第八十三頁,共107頁。 交岔點工程量及材料消耗量計算 一種是將交岔點按不同斷面分為幾個計算段,求出每段掘進(jìn)體積,然后相加(包括柱墩); 另一種是近似計算,其精度能滿足工程需要,在施工中廣泛應(yīng)用,具體算法按圖8-60進(jìn)行。1體積計算 2各種材料的消耗量3柱墩端壁材料消耗量 4粉刷面積計算 5錨桿數(shù)量,金屬網(wǎng)面積 2022/10/1184第八十四頁,共107頁。 交岔點的作用及作用 1按1:100的比例繪出交岔點平面

37、圖。 2按1:50的比例繪出主巷、支巷及最大寬度TM處的斷面圖。在TM斷面圖上,大斷面是實際尺寸。兩個小斷面和柱墩的寬度則是投影尺寸。作圖時所需尺寸可以直接在平面圖上量取,無需計算。 3作出交岔點斷面變化特征表,工程量及主要材料消耗量表。有些設(shè)計單位采用固定斜率法定斜墻位置,因而不再列出交岔點斷面變化特征表。2022/10/1185第八十五頁,共107頁。四、交岔點設(shè)計示例 某礦井底車場一交岔點,主巷是單軌雙人行道凈寬2700mm的巷道,支巷是單軌凈寬2400mm的巷道,采用ZK7-6/250架線式電機(jī)車運(yùn)輸,道岔為DK618-4-12單開道岔;設(shè)汁要求巷道轉(zhuǎn)角為=45、彎道半徑R=15000

38、mm;交岔點穿過f=3的巖石,選用料石砌碹,半圓拱形斷面。 根據(jù)上述條件,考慮主巷已是雙人行道,因而交岔點內(nèi)不再加寬;交岔點內(nèi)支巷選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中的曲線段斷面。參考標(biāo)準(zhǔn)斷面圖冊,決定取B1=B2=2700,b1=b2=1330;B3=2700、b3=1570。 根據(jù)交岔點穿過f=3的巖層和交智點各斷面凈寬度,決定各斷面拱壁厚度: d1=T1=300mm、d2=T2=300mm、d3=T3=300mm。擴(kuò)大斷面處均為dTM=TTM=465mm。查表8-1,知DK618-4-12單開道岔的參數(shù)=1415、a=3472、b=3328mm,考慮到交岔點可能采用15kg/m鋼軌道岔,那就得用DK615-4

39、12單開道岔,其參數(shù)=1415、a=3340、b=3500mm。為了使所設(shè)計的交岔點既能適用18kg/m鋼軌的道岔,又能適用15kg/m鋼軌的道岔,因此選取組合尺寸,即:=1415、a=3472、b=3500mm。2022/10/1186第八十六頁,共107頁。 設(shè)計交岔點平面尺按表8-2中的單軌巷道單側(cè)分岔點公式計算:=3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172=15000cos1415+3500sin1415=15400=3502 =3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134 NM=B3sin =2700sin3502=1550 =2

40、700cos3502+500+2700=5412 2022/10/1187第八十七頁,共107頁。=5630 =0.2435=10848Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398 =11134+1550=12684 設(shè)計交岔點墻高 -斷面自底板起的墻高為1900;在TN斷面處的墻高定為 1400mm,故墻降低斜率為: 即每米墻的降低值為46mm。 TN、TM斷面處的堵高定1400mm,是否合理,尚需按第三章中表3-9中方法驗算:2022/10/1188第八十八頁,共107頁。1按架線更求確定墻高h(yuǎn)3=1056 2按管道要求確定墻高h(yuǎn)3

41、=1130 3按行人要求確定墻高h(yuǎn)3 架線電機(jī)車運(yùn)輸巷,此項不需驗算。 由以上驗算可知,原定TM 、TN處墻高1400mm能滿足安全要求。 交岔點墻的基礎(chǔ)深度:水溝一側(cè)為500mm;另一一側(cè)為250; e值為0。2022/10/1189第八十九頁,共107頁。 計算工程量、材料消耗量及繪制交岔點施工圖2022/10/1190第九十頁,共107頁。 五、交岔點施工 交岔點施工方法 1在穩(wěn)定和穩(wěn)定性較好的巖層中,交岔點可采用用全斷面一次掘進(jìn)法,隨掘隨錨噴或先錨后噴,一次完成。2022/10/1191第九十一頁,共107頁。 2在中等穩(wěn)定巖層中,或巷道斷面較大時,可先將一條巷道掘出,并將邊墻先行錨噴

42、,余下周邊噴上一層厚3050mm的混凝土或砂漿(巖石條件差對,可加打錨桿)作臨時支護(hù),然后回過頭來再刷幫挑頂,隨即進(jìn)行錨噴。 采用砌碹支護(hù)的交岔點,開始以全斷面由主巷向支巷方向掘砌,至斷面較大處,改用以小斷面向兩支巷掘進(jìn)架設(shè)棚式臨時支架維護(hù)頂板,掘過柱墩端面2m,先將此2 m砌好,然后再回過頭來,由小斷面向柱墩進(jìn)行刷砌,最后在岔口封頂并做好柱墩端面(齊臉,迎險)。2022/10/1192第九十二頁,共107頁。 3在穩(wěn)定性較差的巖層中,可采用先掘砌好柱墩再刷砌擴(kuò) 大斷面部分的方法。 圖8-62 先掘砌柱墩在刷砌擴(kuò)大斷面施工順序 a正向掘進(jìn);b反向掘進(jìn) a正向掘進(jìn);b反向掘進(jìn) 2022/10/1193第九十三頁,共107頁。 4在穩(wěn)定性差的松

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