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(kāi)拓、單水平、上下山開(kāi)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(guò)第一水平東運(yùn)輸大巷的流水量為180m/h，風(fēng)量為45nf/s。；采用ZK79/550電機(jī)車(chē)牽引1.5t礦車(chē)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

3、巖性質(zhì)）、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(kāi)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

4、的斷面；噴射混凝土支護(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(lái)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(wú)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(kāi)拓、單水平、上下山開(kāi)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

5、支護(hù)， 選擇半圓拱形斷面 。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60mm4. 電纜懸掛高

6、度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車(chē)掉道時(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、巷道凈寬度 B的確定該運(yùn)輸大巷采用ZK7-9/550電機(jī)車(chē)牽引1.5t固定式礦車(chē)運(yùn)輸，計(jì)算尺寸見(jiàn)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(lèi)型寬度A/mm高度h/mmZK7-9/550電機(jī)車(chē)136015501.5t礦車(chē)10501150根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取人行道寬C=900 mm，非人

7、行道一側(cè)寬 a=350mm,兩電機(jī)車(chē)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h(yuǎn)0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h(yuǎn)3確定1.6m高度人行寬度、設(shè)備上緣與拱壁按架線電機(jī)車(chē)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(jì)巷道壁高h(yuǎn)3。相關(guān)尺寸說(shuō)明：h4 軌面起電機(jī)車(chē)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 360mm，hb 200m

8、m；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(pán)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(jī)車(chē)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(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取8

9、00mm ；h機(jī)車(chē)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(chē)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(jì)算22h3h5 hyhb,R(K mD/2 切22h319009002002150360 300230/2 5401299mm (2-2)2按電機(jī)車(chē)計(jì)算h3 h900h 9C)Q1548mm(2-3 )（三）按人行高度要求h31800 hb . R2 (Rj)2h31800 200 x 215022150220089

10、5mm(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(jì)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(jì)算，并考慮一定的富余，確定本巷道壁高1600 mm，則巷道高H=160

11、0+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(yàn)算風(fēng)速風(fēng)速驗(yàn)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(guò)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(jì)的大巷斷面風(fēng)速符合過(guò)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(guò)中等穩(wěn)定巖層即屬川類(lèi)圍

12、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) 形式錨桿長(zhǎng)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(zhǎng)度/mm錨噴 支護(hù)220020左旋螺紋鋼HRB3358008001000支護(hù)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(jì)巷道斷面時(shí)應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時(shí)通過(guò)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(guò)第一水平東運(yùn)輸大巷的流水量為180nVh，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

13、-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(jìn)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(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H1HhbT 3600200100 3900mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度h2mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積SB0.39Bh3245000.39 4500 160015.1m巷道

14、計(jì)算掘進(jìn)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(jì)算掘進(jìn)體積 V11m 15.87m3每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)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 / M ( 2-10)R/M

15、(2-11)式中:P為錨桿消耗周長(zhǎng);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(jì)算凈寬,比 B2 2T 4.45m故 Sn 1.57B3 2 1.3 9.59m2表格2-4巷道斷面特征表圍 巖 類(lèi) 別斷面/ m

16、2設(shè)計(jì)掘進(jìn)尺寸/mm噴射 厚度/mm錨桿凈設(shè)計(jì) 掘進(jìn)寬高型式外露 長(zhǎng)度/mm排 列 方 式間 排 距/mm錨桿長(zhǎng)/mm直徑/mm出13.2315.1045003900100左旋螺紋 鋼0方形800220020表格2-5運(yùn)輸大巷每米工程量及材料消耗圍 巖 類(lèi) 別計(jì)算掘進(jìn)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(jiàn)圖紙I I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1600mm ,支巷為單

17、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、印、B3及其軌道中心線mm，錨桿長(zhǎng)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(jiàn)表3-1 :表格3-2道岔參數(shù)道岔型號(hào)轍叉角（a）abDK930-4-1514.0439424858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、彎道中心到基本軌中心線的垂直距離H Rcos bsin =16000cos14.04)+4858si n14.04=16

18、701mm二、基本軌起點(diǎn)至垂線距離J a bcos Rsin= 3942 4858cos14.04o 16000sin14.04 04774mm三、OT與O點(diǎn)到主巷中心線的垂線夾角28.91arccos (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(diǎn)最大寬度 TMNMB3s in2860si n28.91=1383mmTN B3cos500 B2 2860cos28.91o 500 4300 7304mmTM

19、 .NM2 TN213832 73042 7434mm五、自基本軌起點(diǎn)到墻面的距離L2L2 =P+NM=11770+1383=13153 mm六、斜墻水平長(zhǎng)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(diǎn)至基本軌起點(diǎn)間距Y P L0 11770 12016 -246mm八、交岔點(diǎn)長(zhǎng)度L L2 2000 13153 2000 15153mm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12

20、00mm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(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(chē)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(jī)車(chē)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 =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=

21、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(jì)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=3

22、717mm 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 ) =447mmh3h5+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(jì)算得：h3510mm(3) 按人行高度要求確定 h3架線電機(jī)車(chē)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1200mn1能滿(mǎn)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

23、號(hào)凈寬/mm墻咼/mm拱高/mm全高 /mm壁厚/mm每排錨桿數(shù)/ 根1430016002150360015014245501566227536411501534800153224003732150154505014982525382315016553001464265039141501765550143027754005150177580013962900409615018860501362302541871501896300132831504278150191065501294327543691501911680012603400446015020127050122635254551150

24、21TN730412003652465215022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(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng)，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(jìn)斷面尺寸凈斷面面積 S B (0.39B h2) =28600.39 2860 14007.19m2（經(jīng)驗(yàn)算風(fēng)速滿(mǎn)足）巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T28602 1003060 mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1230602 753210 mm巷道凈

25、高度 H h3 R 200 1600 2860/ 2 200 2830mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度 H1H hb T2830 200 100 3130mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度 H 2 H13130 75 3205mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積 S1B1 0.39 B1 h323060 0.39 3060 1600 8.55m2巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積 S2B2 0.39B2 h323210 0.39 3210 1600 9.15m2、確定TM斷面掘進(jìn)尺寸凈斷面面積 S B（0.39B h2）=7434 0.39 7434 1000 28.98m2巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度 B1 B 2T 7434 2 100 7634mm巷

26、道計(jì)算掘進(jìn)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(jì)算掘進(jìn)高度 H 2H1517075巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積S1B10.39B1h3巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積S2B20.39B2h3巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度 H1Hhb T三、體積計(jì)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 - n、川-川