巷道斷面設計例題(課堂PPT)

1、1,第二章 巷道斷面設計,第一節(jié) 巷道斷面形狀的選擇,2,第二節(jié) 巷道斷面尺寸的確定,一.巷道凈寬度的確定 B=a+2A1+C+t2.4m (3-1) 式中: B-巷道寬度,m; a-非人行道以側的寬度,a0.3m; 煤礦安全規(guī)程 A1-運輸設備的最大寬度,m ;井巷工程P56，井巷設計與施工P4； C-人行道的寬度,C0.8m; 煤礦安全規(guī)程 t-兩對開列車最突出部分之間的距離,t0.2m;規(guī)程 二 .巷道凈高度的確定 H=h0+h3-hb (3-2) 式中: H-拱形巷道的凈高度,m; （道渣面至拱頂） h0 -拱形巷道的拱高,m; （墻的頂面至拱頂） h3-拱形巷道的墻高,m; （巷道底

2、板至墻頂面） hb-拱形巷道內的道渣高度,m ; （鋪設厚度）,3,4,5,第二節(jié) 巷道斷面尺寸,1.拱高h0的確定：直墻半圓拱形h0B/2； 圓弧拱形h0B/3（2B/5）； 三心拱形h0B/3（2B/5）； 2.墻高h3的確定： 根據拱形巷道斷面墻高h3計算公式計算得出；井巷工程P5859； 三.巷道的凈斷面面積 1 .半圓拱形巷道的凈斷面面積: 井巷工程P63，35項； S=B(0.39B+h2) (3-3) 2. 圓弧拱形巷道的凈斷面面積: S=B(0.24B+h2) (3-4) 3.梯形巷道的凈斷面面積: S=(B1+B2) H/2 (3-5),6,第二節(jié) 巷道斷面尺寸,四.巷道風速

3、驗算 v=Q/Svmax (3-6) 式中: v-通過該巷道的風速,m/s; Q-通過該巷道的風量,m/s; S-巷道的凈斷面面積,m; vmax-允許通過該巷道的 最大風速,m/s;井巷工程 P60；,7,8,9,10,11,12,第二節(jié) 巷道斷面尺寸,五.巷道設計掘進斷面和計算掘進斷面面積 (一)巷道設計掘進斷面面積 1.支護參數的確定 2.道床參數的選擇 3.巷道設計掘進斷面和計算掘進斷面面積: (1)半圓拱形巷道設計掘進斷面面積 S1=B1(0.39B1+h3) (3-7) (2)圓弧拱形巷道設計掘進斷面面積 S1=0.24B+1.27BT+1.57T+B1h3 (3-8) (3)梯形

4、巷道設計掘進斷面面積 S1=B1(B3+B4) H1/2 (3-9) 式中符號意義見圖3-3,圖3-4和表3-8,3-9,3-10;,13,14,15,16,第二節(jié) 巷道斷面尺寸,(二)巷道計算掘進斷面面積 巷道設計掘進斷面尺寸加上允許的掘進超挖量(75mm),即可求出巷道計算掘進斷面尺寸. 六.拱形巷道斷面尺寸計算公式: 直墻半圓拱形巷道斷面計算公式見表3-8; 直墻圓弧拱形巷道斷面計算公式見表3-9; 梯形巷道斷面計算公式見表3-10;,17,18,第三節(jié) 巷道斷面內水溝設計和管線布置,一.水溝設計 (一)水溝斷面形狀; 見圖3-6,3-7; (二)水溝坡度: 3-5; (三)水溝技術特征

5、表, 見表3-11;,19,20,第三節(jié) 巷道斷面內水溝設計和管線布置,二.管線布置 1.管道既可布置在人行道一側,也可布置在非人行道一側.管道可采用管墩,托架固定或錨桿吊掛.若管路布置在人行道一側,其下部距水溝蓋板的垂高不低于1.8m. 2.在架線式電機車運輸的巷道內,管路不易直接置于巷道底板上,以免電流腐蝕管道.a0.2m; 3.通訊電纜和電力電纜不宜設在巷道同側.若設在同側時,通訊電纜應該設在電力電纜上方0.1m以上的距離處. 4.高壓電纜和低壓電纜同側敷設時,間距應該大于0.1m以上.高壓電纜之間,低壓電纜之間應該保持50mm間距. 5.電纜和管道同側敷設時,電纜要懸掛在管道上方,間距

6、應該大于0.3m以上. 6.電纜懸掛高度為1.5-1.9m,懸掛點間距不大于3.0m.電纜與運輸設備間隙0.25m;,21,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,例題： 某煤礦，年設計能力為90萬噸，低沼氣礦井中央分列式通風，井下最大涌水量為320 m/h。通過該礦第一水平東翼運輸大巷的流水量為160 m/h，采用 ZK 106/250 型架線式電機車牽引15 t礦車運輸。該大巷穿過中等穩(wěn)定的巖層，巖石堅固性系數 f46，需通過的風量28 m/S。巷道內設一趟直徑為200 mm 的壓風管路和一趟直徑為 100 mm 的水管。試設計該運輸大巷直線段的斷面。,22,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,一.選擇巷道斷面形

7、狀: 根據煤礦設計規(guī)范的規(guī)定，年產90萬噸的礦井，其運輸大巷的服務年限一般在20年以上，采用600mm軌距的雙軌運輸大巷，其凈寬在3m以上，穿過中等穩(wěn)定的圍巖，故 選用直墻半圓拱形斷面，選用管縫錨桿（樹脂錨桿、鋼筋錨固劑錨桿）和噴射混凝土支護（論述理由）； 二.確定巷道斷面尺寸: (一)確定巷道凈寬度B 查表31 可知 ZK10-6/250 型電機車寬A1=1060mm,高h=1550mm;1.5t礦車寬度1050mm , 高1150 mm. 根據,取人行道寬度C=840mm,（自定尺寸） 取非人行道一側 間隙 a=400mm.又查表3-2知,本巷道雙軌中心距 b =1300mm, 則兩電機車

8、之間距為:t1300-(1060/2+1060/2)=240mm; 巷道凈寬為:B=a1+b+c1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840) =3600mm;,23,巷道斷面設計示例,(二)確定巷道拱高ho 半圓拱形巷道拱高： h0=B/2=3600/2=1800mm; 半圓拱的半徑Rh01800mm,24,25,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,(三)確定巷道壁高h3 1.按架線電機車導電弓子要求確定h3 由表3-8中公式得:h3h4+hc-(R-n)-(K+b1); 式中：h3自道渣面算起到拱基線的高度，m； h4自軌面算起至架線電機車導電弓子的高度，m；（自定 尺寸，不行人取

9、19m，行人取222m；取2000） hc查表37取hc 320,hb=180,ha=140； R即凈寬之半，R=B/21800 n導電弓子到拱璧的安全間隙，取n300； K導電弓子寬度之半K718/2359，取K360 b1軌道中心線與巷道中心線的間距，b1=B/2a1 1800（1060/2400）870； h3h4+hc-(R-n)-(K+b1);2000320 （1800300） （320870）23209131407 經計算得: h31407mm;,26,2.按管道裝設要求確定h3 h3h5+h7+hb-R-(K+m+D/2+b2) 式中：h3自道渣面算起至拱基線的高度，m； h5自

10、道渣面算起至壓風管底面的高度，m；根據煤礦安全規(guī)程規(guī)定，取h51800； h7管子懸吊件的高度，取h7900； hb180；R1800； K360； m導電弓子距管子的安全間隙，m300； D壓氣管直徑，取D200； b2軌道中心線與巷道中心線間距，b2B/2c11800 （1060/2+840）=1800-1370=430; h3h5+h7+hb-R-(K+m+D/2+b2)1800900180 1800（360300100+430）288013505215295； 經計算得:h3=1530mm; 3.按人行高度要求確定h3 h31800+hb-R-(R-j) 式中:J距壁J處的巷道有效高度

11、，規(guī)定j100,取200；,27,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,h31800+hb-R-(R-j)180018018001600 19808251155； 經計算得:h3=1155mm;取巷道壁高1800mm; 則巷道全高:H=3400mm;,28,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,(四)確定巷道凈斷面面積S和凈周長P; S=B(0.39B+h2) 式中：h2自渣面算起至拱基線的高度，m； h2 h3 hb S=B(0.39B+h2) 360010886400 經計算得:S=1089m ;P=12.85 m; (五)用風速校核巷道凈斷面面積 已知通過大巷的風量Q=28m/S,代入

12、公式(3-6)得: v=Q/S=2.578m/S;校核合格; (六)選擇支護參數：本巷道采用錨噴支護，根據巷道凈寬3600、穿過中等穩(wěn)定圍巖，服務年限20年，得錨噴支護參數：管縫式錨桿長度1800，錨桿的間距取M800，排距M800，噴射混凝土厚度T100； (七)選擇道床參數： 根據巷道通過的運輸設備，選用18Kg/m，其道床參數：hc320、hb180，道渣面至軌面高度hahchb320180140。采用鋼筋混凝土軌枕。,29,巷道斷面設計示例,(八)確定巷道掘進斷面尺寸: 由表38公式計算得: 巷道凈斷面寬度：3600 巷道設計掘進寬度:B1=B+2T=3800; 巷道計算掘進寬度:B2

13、=B1+2=3950; 巷道凈斷面高度：H3400； 巷道設計掘進高度:H1=H+hb+T=3680; 巷道計算掘進高度:H2=H1+=3755; 巷道設計掘進斷面面積: S1=B1(0.39B1+h3) =3800（03938001800）124716001247m; 巷道計算掘進斷面面積: S2=B2(0.39B2+h3) =1319497513.2m;,30,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,三.布置巷道內水溝和管線 已知巷道通過水量160m/h,水溝坡度3;查表311知: 水溝規(guī)格為：400400 mm, 其凈斷面面積：0.16m, 其掘進斷面面積：0.203m; 每米水溝蓋板用鋼筋：1.63

14、3Kg, 每米 水溝蓋板的混凝土用量：0.276m; 每米水溝用混凝土0.133m; 管路懸吊于人行道上部； 電力電纜掛在非人行道一側,通訊電纜掛在管子上方,如圖3-8所示. 四.計算巷道掘進工程量 由表3-8計算公式得:,31,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,每米巷道計算掘進體積: V1=S21 =13.2m; 每米巷道墻腳計算掘進體積: V1=0.2(T+)1 =02（010075）10.04m; 每米巷道拱與墻噴射材料消耗:V2=157(B2T1)T1+2h3T1 =【157（39501）01218010.96m 每米巷道墻腳噴射材料消耗:V4=0.2T11 =0.20.11=0.02m; 每米巷道噴射材料消耗：V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m; 每米巷道錨桿材料消耗: (僅拱部打錨桿，錨桿方形布置) N=(P1/M)+1/M; 式中:P1-計算錨桿消耗周長, P1=1.57B2=1573956.2m; M-錨桿間距, M=0.8m; M-錨桿排距,M= M=0.8m;,32,第四節(jié) 巷道斷面設計示例,故:P1/M=6.2/08=7758,根; N=(8+1)/0.8=11.3 根/m; 折合重量：G31416432518007800113 10000000005358Kg; 式中：43鉆孔直徑，mm； 25管縫錨桿的壁厚，mm； 7800錨桿材料密度，kg/m；