巷道斷面設(shè)計(jì),交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明

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。

2、地面標(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400卅巾，通過(guò)第一水平東運(yùn)輸大巷的流水量為180mi/h，風(fēng)量為45卅怡。；采用ZK79/550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(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的斷面；噴射混凝土支護(hù)

4、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)采用錨噴支護(hù)，選擇半圓拱形斷面。第二節(jié)道床參

5、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. 電纜懸掛高度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車掉道時(shí)不會(huì)撞擊電纜，或者電纜發(fā)生

6、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(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=900mm，非人行道一側(cè)寬 a=350mm兩電機(jī)車之間距離

7、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，入360mm，九 200mm；n導(dǎo)電弓子距拱璧的安全間距，取n 200mm ；K

8、 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 ai =4300/2-1030=1120 mm；h5渣面至管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h5=1900mm；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=230mm ；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)車距管子的距離，取250mmj為距巷道壁的距離，距壁j處的巷道有效高度不小于1800mm，取j=200 mm；C為運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取800mmh機(jī)車高度，為 1550mma運(yùn)輸設(shè)備上緣與拱壁間距，取200mm(一

9、) 按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定h 3 h4 hc ,(R n)2 (K b)2 2h32000 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h3 hs hy hbR2 （K m D/2 b）2h3 1900 900 20021502360 300 230/2 5401299mm（2-2）2. 按電機(jī)車計(jì)算h3hs h7 hb. R2（A/22m1D/2b?）1548mm（ 2-3）h31900 900200,215021360/2250230/2 540（三）按人行高度要求h31800hb . R2 （Rj）2h31 80

10、02 00x 21 5022 1 502 0 028 95mm（ 2-4）（四）按1.6m高度人行寬度要求h 31600hbR2 （CA1/2b2）2h31600200、215028001360/254021064 mm（ 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 d）2hs 1550 36021502 800 1360/2 540 2 1174mm（2-6）2. 非人行道側(cè)h 3 h hc R （a A / 2 bjh31550 360. 21502（2001360/2 1120）21121mm（2-7）綜上計(jì)算，并考慮一定的富余

11、，確定本巷道壁高1600 mm，則巷道高H=1600+2150-200=3550m。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 hb 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=40m3 / 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

12、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) 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=Ti=ioomm。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

13、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 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B1B2T430021004500mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B1245002754650mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1HhbT 3600200100 3900mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度h2m巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積SB0.39Bh3245

14、000.39 4500 160015.1m巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積第九節(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 V13S2 1m 15.87m每米巷道墻腳計(jì)算掘進(jìn)體積V30.2(T) 1m 0.2(0.10.075) 1m 0.035m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗V21.57 B2 T T 2h3T 1m 1.04m3每米巷道墻腳噴射材料消耗3V40.2T 10.2 0.1 10.02m每米巷道噴射材料消耗 V33V2 V41.020.021.04m V V2 V41.06m每米巷道錨桿消耗 P/M1.57B2 / M(2-10)式中:P為錨桿消耗周長(zhǎng);R /M故，N (10

15、R/M1 /M(2-11)為錨桿間距、排距,M 0.8m -101)0.8 13.75 根。折合重量為13.75 l (d, 2)213.75 2.23.140.02 2 2 785074.6kg (2-12 )式中：l為錨桿深度, d為錨桿直徑,I =2.2m ； d =20 mm ；為錨桿材料密度,43=7850 kg / m ;每排錨桿數(shù)為N0.813.75 0.811 根;每米巷道粉刷面積 Sn1.57B 2h2(2-13)2S2 B2 0.39B2 h34650 0.39 4650 160015.87m式中:B3為計(jì)算凈寬，B3 B2 2T 4.45m故 Sn1.57 B3 2 1.

16、3 9.59m2表格2-4巷道斷面特征表圍 巖 類 別斷面/ m2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 別計(jì)算掘進(jìn)工程量/ m3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。

17、主巷為雙軌巷道，凈寬4300 mm,墻1600mm，支巷為單軌巷道，凈寬2860mm，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| 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 =1600

18、0cos14.04)+4858si n14.04=16701mm二、基本軌起點(diǎn)至垂線距離J a bcosRsin= 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 TMNMB3sin2860sin 28.91=1383mmTN B3cos500 B2 2860cos

19、 28.91 500 4300 7304mmTM .NM2 TN213832 73042 7434mm五、自基本軌起點(diǎn)到墻面的距離L2L2 =P+NM=11770+1383=13153mm六、斜墻水平長(zhǎng)度 L。斜墻斜率 i0 (TN BJ：P (7304 4300)11770 0.255取 i 0.25Lo (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L2 2000 131532000 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 1

20、600mm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(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h3h3 h4+hc-(R-n/(K bT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=

21、 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-(K b；)2 = 2000 + 360 (3717-200)2- (360 2367)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_m_D/2_b2)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，

22、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-只2-(廠m_D/2b2J2=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能滿足安全要求。（三）交岔

23、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墻咼/mm拱高/mm全高 /mm壁厚/mm每排錨桿數(shù)/ 根1430016002150360015014 24550156622753641150153480015322400373215015450501498252538231501655300146426503914150176555014302775400515017758001396290040961501886050136230254187150189630013283150427815019106550129432754369150191168001260340044601

24、502012705012263525455115021TN730412003652465215022注：各斷面之間距離 1000mmB 4300 0.25 i 1 10001600 34 i 1RBi /2H j h3 R 200N =(P1 /M)+1/M 式中：P1 -計(jì)算錨桿消耗周長(zhǎng)P1 =1.57 (B+2T+23)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)速滿足）巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B!B2T28602 1003060mm巷道計(jì)算掘進(jìn)

25、寬度b2B1230602 753210mm巷道凈高度 H h3 R 200 1600 2860/2 200 2830mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H, Hhb T 2830 200 100 3130mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度 H 2 H,3130753205mm巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積B 0.39B| h3230600.39 3060 16008.55m巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積 S2B2 0.39B2 h232100.39 3210 16009.15m、確定TM斷面掘進(jìn)尺寸凈斷面面積 S B（0.39B h2）=7434 0.39 7434 100028.98m2巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)寬度B1B2T74342 1007634mm巷道計(jì)算掘進(jìn)寬度B2B127634 2 757784mm巷道凈高度 H h3 R 200 1200 7434/2 200 4717mm4717 200 100 5017mm巷道計(jì)算掘進(jìn)高度H2H1517075巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面面積SB0.39Bhs巷道計(jì)算掘進(jìn)斷面面積S2B20.39B2hs巷道設(shè)計(jì)掘進(jìn)高度H1Hhb T三、體積計(jì)算(工程量)5245mm7634 0.39 7634 120031.89m2277840.39 7784 120032.97m3體積V Y S L1(S Stm)/2 g(S2 S),m式中：S、S2、S3、Stm 分別為、n - n、川-川、t-m斷