巷道斷面設(shè)計-交叉點設(shè)計

1、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) 6第七節(jié)確定水溝參數(shù) 6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、單水平、上下山開拓。地面

2、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400mVh，通過第一水平東運輸大巷的流水量為180m/h，風(fēng)量為45nf/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（即作用在巷道上 地壓的大小

3、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

4、用于任何形狀的斷面；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

5、采用錨噴支護， 選擇半圓拱形斷面 。第二節(jié)道床參數(shù)的選擇運輸大巷采用ZK7 9/550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hc =360mm ;道碴高度hb =200 mm ；道碴距軌面高hc 160（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60mm4. 電

6、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、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 m

7、m，非人行道一側(cè)寬 a=350mm,兩電機車之間距離 t=300 mm故巷道凈寬度：B a 2A1 C t 350+2 X1360+ 900+ 300=4 270 mm取凈寬：4300mm二、巷道拱高h0的確定半圓拱的拱高：h° =R=B/2=4300/2=2150mm該半圓拱形直墻巷道拱高為2150mm。三、巷道壁高h3確定1.6m高度人行寬度、設(shè)備上緣與拱壁按架線電機車巷道，導(dǎo)電弓子、管道的裝設(shè)、人行高度、 最小安全間隙要求設(shè)計巷道壁高h3。相關(guān)尺寸說明：h4 軌面起電機車架線高度，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，hc 360

8、mm，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 K 360mm ；bi 軌道中線與巷道中線間距，bi B/2 a =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=300mm ；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 ；.mh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 mm，取j=200 mm ；C為運輸設(shè)備

9、上緣與拱壁間距，取800mm ；h機車高度，為 1550mm ；a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h 3 h4 hc V(R n)2 (K b)h32000 360 2150 200360 11201091mm (2-1)(二)按管道裝設(shè)要求確定1按導(dǎo)電弓子計算22h3h5 hyhb,R(K mD/2 切22h319009002002150360 300230/2 5401299mm (2-2)2按電機車計算h3 h900h 9C)Q1548mm(2-3 )（三）按人行高度要求h31800 hb . R2 (Rj)2h31800 200 x 21502

10、21502200895mm(2-4)(四)按1.6m高度人行寬度要求h 31600 入-R2 (CA1 /2b2)2h31600200. 215028001360/225401064mm (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)h 3 h hc . R2 （C AJ2 ）2hs 1550 360 21502 800 1360/2 540 2 1174mm（2-6）2非人行道側(cè)h 3 h hcR2 （a A / 2 bj2h3 1550 360 .'21502 （200 1360/2 1120）2 1121mm（2-7）綜上計算，并考慮一定的富余，確定本巷道壁高16

11、00 mm，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 S B （0.39B h2） （ 2-8）式中：h2為渣面以上巷道壁高，d hs入1600 200 1400mm故 S 4300 0.39 4300 140013.23m2第五節(jié)驗算風(fēng)速風(fēng)速驗算公式v Q 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 m3 / s,代入式（2-9）得v Q/S 40/13.23 3.03m/s 8m/s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4.27

12、m、穿過中等穩(wěn)定巖層即屬川類圍巖、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=T 1=100 mm。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 400卅巾，通過第一水平東運輸大巷的流水量為180nVh，按照本巷道實際情況，現(xiàn)采

13、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/2m掘進斷 面面積/2m每米蓋板鋼筋質(zhì)量/kg每米蓋板 混凝土消 耗/ m3每米水溝 混凝土消 耗/ m30.3%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B1B2T430021004500 mm巷道計算掘進寬度B2B1245002754650 mm巷道設(shè)計掘進高度H1HhbT 3600200100 3900mm巷道計算掘進高度h2mm巷道設(shè)計掘進斷面面積SB0.39Bh3245000.39 4

14、500 160015.1m巷道計算掘進斷面面積2S2 B2 0.39B2 h34650 0.39 4650 1600 15.87m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 V11m 15.87m3每米巷道墻腳計算掘進體積V30.2(T)1m 0.2(0.1 0.075) 1m 0.035m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗V21.57B2 T T 20T 1m 1.04m3每米巷道墻腳噴射材料消耗W 0.2T 10.2 0.1 10.02m3每米巷道噴射材料消耗 VV2 V41.02 0.02 1.04m3 V V2 V41.06m3每米巷道錨桿消耗 R/MN、1.57B2

15、 / M ( 2-10)R/M(2-11)式中:P為錨桿消耗周長;為錨桿間距、排距,M 0.8m -P /M10故,N (101)0.8 13.75 根。折合重量為13.75 l (d213.75 2.23.140.02 2 2 785074.6kg ( 2-12)式中：l為錨桿深度, d為錨桿直徑,l =2.2m ； d =20 mm ；為錨桿材料密度,=7850kg /m3 ；每排錨桿數(shù)為N0.813.75 0.811 根;每米巷道粉刷面積 Sn1.57B3 2h (2-13)式中:B3為計算凈寬,比 B2 2T 4.45m故 Sn 1.57B3 2 1.3 9.59m2表格2-4巷道斷面

16、特征表圍 巖 類 別斷面/ m2設(shè)計掘進尺寸/mm噴射 厚度/mm錨桿凈設(shè)計 掘進寬高型式外露 長度/mm排 列 方 式間 排 距/mm錨桿長/mm直徑/mm出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 別計算掘進工程曰./3量/ m材料消耗粉刷面積/ m2巷道墻角噴射材料/3/ m錨桿數(shù)量/根質(zhì)量/kg出15.870.0351.061474.69.59第十節(jié)繪制巷道斷面施工圖詳見圖紙I I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4

17、300 mm ,墻1600mm ,支巷為單軌巷道，凈寬2860 mm ,采用錨噴支護，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、印、B3及其軌道中心線mm，錨桿長度I 2200mm,各條巷道的凈寬度 bl、b2、b3及其軌道中心線''半圓拱形斷面。B2B3blb2bs430043002860103010301330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（a）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、彎道中心到基本軌中心線的垂直距離H Rcos bsin =

18、16000cos14.04)+4858si n14.04°=16701mm二、基本軌起點至垂線距離J a bcos Rsin= 3942 4858cos14.04o 16000sin14.04 04774mm三、OT與O點到主巷中心線的垂線夾角28.91°arccos (H b2 500). (R d) =arccos 16701 1030 500 / 16000 1330P=J+ R (B3 b3)sin =4774+ 16000- 2860-1330 sin 28.91°=11770mm四、交岔點最大寬度 TMNMB3s in2860si n28.91

19、6;=1383mmTN B3cos500 B2 2860cos28.91o 500 4300 7304mmTM .NM2 TN213832 73042 7434mm五、自基本軌起點到墻面的距離L2L2 =P+NM=11770+1383=13153 mm六、斜墻水平長度 L 0斜墻斜率 i0 (TN B)：P (7304 4300)11770 0.255取 i 0.25L (TN B1) i (7304 4300)0.25 12016mm七、斜墻起點至基本軌起點間距Y P L0 11770 12016 -246mm八、交岔點長度L L2 2000 13153 2000 15153mm第三節(jié)交岔點

20、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 '= ( hBi-h tn) /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h3h3> h4+hc-(R-n)(K b、)2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，行人取2 2.2m;所以取 h4=2000)hc取 hc = 360mm hb

21、 =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K= 718/2 = 359,取K= 360mm軌道中心線與巷道中心線的間距，b1=TM/2- ( B3-b3 )= 3717- (2860-1330 )=2367mmhh4+hc-.(r - n)2-(Kb；)2= 2000 + 360 -(3717-200)2-(3602367)2= 139 mm經(jīng)計算得：h 3> 139mm(2) 按管道裝設(shè)要求確定 h3h3> h5+h?+hb- R2-(K mDD/2b2)2式中：h3-自道渣面算起至拱基線的高度h5自

22、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= 1900mmh7管子懸吊件的高度，取 h? = 900mmhb=200mm R=3717mm K=360mmm導(dǎo)電弓子距管子的安全間隙，m= 300mmD壓氣管直徑，取 D= 230mmb2'軌道中心線與巷道中心線間距，b2=TM/2- B2 b = 3717- (4300-1030 ) =447mmh3>h5+hy+hb- R2-(K m D/2 b；)2=1900 + 900+ 200 、37 1 72- (36 0 3 00 115 4 47)2 = -510mm經(jīng)計算得：h3510mm(3) 按人行高度要求確定

23、 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1200mn1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墻咼/mm拱高/mm全高 /mm壁厚/mm每排錨桿數(shù)/ 根1430016002150360015014245501566227536411501534800153224003732150154505014982525382315016553001464265039141501765550143027754005150177580013962900409615018860501362302541871501896300132

24、83150427815019106550129432754369150191168001260340044601502012705012263525455115021TN730412003652465215022注：各斷面之間距離 1000mmB 4300 0.25 i 1 10001600 34 i 1R Bi /2H j h3 R 200N '=(P1'/M)+1/M '式中：-計算錨桿消耗周長，PT =1.57( B+2T+2 S)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、確定支巷掘進斷面尺寸凈斷面面積 S B

25、 (0.39B h2) =28600.39 2860 14007.19m2（經(jīng)驗算風(fēng)速滿足）巷道設(shè)計掘進寬度B1B2T28602 1003060 mm巷道計算掘進寬度B2B1230602 753210 mm巷道凈高度 H h3 R 200 1600 2860/ 2 200 2830mm巷道設(shè)計掘進高度 H1H hb T2830 200 100 3130mm巷道計算掘進高度 H 2 H13130 75 3205mm巷道設(shè)計掘進斷面面積 S1B1 0.39 B1 h323060 0.39 3060 1600 8.55m2巷道計算掘進斷面面積 S2B2 0.39B2 h323210 0.39 321

26、0 1600 9.15m2、確定TM斷面掘進尺寸凈斷面面積 S B（0.39B h2）=7434 0.39 7434 1000 28.98m2巷道設(shè)計掘進寬度 B1 B 2T 7434 2 100 7634mm巷道計算掘進寬度 B2 B1 27634 2 75 7784mm巷道凈高度 H h 3 R 200 1200 7434 / 2 200 4717mm4717 200 100 5017mm巷道計算掘進高度 H 2H1517075巷道設(shè)計掘進斷面面積S1B10.39B1h3巷道計算掘進斷面面積S2B20.39B2h3巷道設(shè)計掘進高度 H1Hhb T三、體積計算(工程量)體積V 丫 S Li(S Stm)/2 g(S2 S3),m3式中：5245mm7634 0.39 7634 1200 31.89m227784 0.39 7784 1200 32.97m2S、S2、S3、Stm 分別為、n -