平巷斷面設計

1、一、項目要求云南某礦中段運輸巷道，設計年通過能力為90萬噸，中央分列式通風。通過該該巷道的涌水量 為180 m3/h，通過風量為35 m3/S,采用zk14-7/550 架線式電機車牽引1.5 噸礦車運輸， 該大巷穿過巖層以細砂巖、粉砂巖為主，巖層中等穩(wěn)定，巖石堅固性系數(shù)f=46，巖層內水文地質 簡單，有少量節(jié)理裂隙水，對巷道施工有一定影響，現(xiàn)場實測圍巖松動圈為0.8m。巷道內設兩條動 力電纜、三條通訊及照明電纜，敷設一趟直徑為200 mm的壓風管和一趟直徑為100 mm的水管，該巷 道主要用于通風、出礦、排水、行人。二、確定巷道斷面尺寸確定巷道凈寬度B查表 3-1 可知 ZK107/550

2、電機車寬 A1=1335mm、高 h=1600mm； 1.5t 礦車寬 1050mm、高 1150mm。根據(jù)煤礦安全規(guī)程，取巷道人行道寬C=840mm，非人行過一側寬a=320mm，兩電機車之間的距 離 t=220.故巷道凈寬度 B=320+1335+220+1335+840=4050mm。確定巷道拱高h0圓弧拱形巷道，高跨比取2/5，拱高h0=B*2/5=1620mm。圓弧拱半徑R=2080mm。確定巷道壁高h3按架線電機車導電弓子要求確定h3由表3-8中圓弧拱形巷道拱高公式得h3Nh4+hc-.(R2 (B / 2)2 - (R - n)2 - (k + b2式中，h4為軌面起電機車架線高

3、度，按煤礦安全規(guī)程取h4=2000mm； hc為道床總高度。查表 3-5選24kg/m鋼軌，再查表3-7得hc=360mm，道渣高度hb=200mm； n為導電弓子距拱壁安全間距，取 n=300mm;K為導電弓子寬度之半，K=718/2=359，取K=360mm； b1為巷道中線與軌道中線間距， b1=B/2-A1/2-1=2025-1335/2-220=1138.故 h32000+360-%(2080 )2 - (2025 )2 -(2080 - 300) 2 - (360 + 1138 )2 =924mm按管道裝設要求確定h3h3、h6+h7+hb+*R2 - (B / 2)2 寸R2 -

4、 ( K + m + D / 2 + b )2式中，h6為渣面全管子底高度，按煤礦安全規(guī)程取h6=1800mm； h7為管子懸吊件總高度，取 h7=800mm； m為導電弓子距管子間距，取m=300mm； D為壓氣管法蘭盤直徑，D=335mm； b2為軌道中線 與巷道中線間距，b2=B/2Ai/2-C=4050/21335/2-840=548mm。故 h3 1800+800+200+%2080 2 - (4050 / 2)2 :2080 2 - (360 + 300 + 335 / 2 + 548)2 =1600mm。綜上計算，并考慮一定的余量，確定本巷道壁高為h3=1800mm。則巷道高度H

5、=h3hb+h0=1800 200+1620=3220mm。確定巷道凈斷面面積S和凈周長P由表3-8得凈斷面積S=B(0.24B+h2)式中，h2為道渣面以上巷道壁高，h2=h3hb=1800200=1600mm。故 S=4050X (0.24X4050+1600)=10.42m2凈周長P=2.27B+2h2=2.27 X 4050+2 X 1600=12394mm 12.4m用風速校核巷道凈斷面面積用式(3-9)校核巷道凈斷面面積值。查表3-4，知v=8m/s，已知通過大巷風量Q=35m3/s，代入式(3-6)得V=Q/S=35/10.42=3.36 V8m/s設計的大巷斷面面積、風速沒超過

6、規(guī)定，可以使用。選擇支護參數(shù)本巷道采用錨噴支護，根據(jù)巷道凈寬4.05m、穿過中等穩(wěn)定巖層即屬類圍巖、服務年限大于5a 等條件，得錨噴支護參數(shù)：錨桿長1.4m，間距a=0.8m，排距a=0.8m，錨桿直徑d=37mm，噴射混凝土 層厚T1=60mm，錨桿外露長度T2=80mm。故支護厚度T=Ti=60mm。(七)選擇道床參數(shù)根據(jù)本巷道通過的運輸設備，已選用24kg/m鋼軌，其道床參數(shù)hc、hb分別為360mm和200mm, 道渣面全軌面高度ha=hchb=360200=160mm。采用鋼筋混凝土軌枕。(八)確定巷道掘進斷面尺寸由表3-8計算公式得：巷道設計掘進寬度 Bi=B+2T=4050+2

7、X 60=4170mm。巷道計算掘進寬度 B2=Bi+26 =4170+2 X75=4320mmo巷道設計掘進高度 H1=H+hb+T=3220+200+60=3480mm。巷道計算掘進高度H2=H1+6 =3480+75=3555mm。巷道設計掘進斷面面積 S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+ B1h3=11.76m2巷道計算掘進斷面積 S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3= 12.03m2三、布置巷道內水溝和管線已知通過本巷道的水量為180m3/h，現(xiàn)采用水溝坡度為0.4%，查表3-11得：水溝深400mm、水溝 寬400mm

8、，水溝凈斷面積0.16m2；水溝掘進斷面面積0.203m2，每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg、混凝土 0.0276m3，水溝用混凝土 0.133m3。管子懸吊在人行道一側，電力電纜掛在非人行道一側，通信電纜掛在管子上方.四、計算巷道掘進工程量和材料消耗量由表3-8計算公式得：每米巷道拱與墻計算掘進體積V1=S2 X 1=11.76X 1=11.76m3每米巷道墻腳計算掘進體積 V3=0.2X (T+6 )=0.2X (0.06+0.075)=0.027m3每米巷道拱與墻噴射材料消耗 V2=(1.27B+1.57T+0.24) XT+2h3T=(1.27X4.05+1.57X0.06+0.24)

9、 X 0.06+2 X 1.8 X0.06=0.54m3每米巷道墻腳噴射材料消耗V4=0.2T1=0.2X0.06=0.012m3每米巷道噴射材料消耗(不包括損耗量)V=V2+V4=0.54+0.012=0.552m3 0.56m3每米巷道錨桿消耗N=(P1-0.5M)/MM =(9.1-0.5 X 0.8)/0.8 X 0.8=13.6 根式中，P1為計算錨桿消耗周長，P=1.27B+3.14T+0.24+2h3=9.2m； M、M為錨桿間距、排距， a=a=0.8m。折合重量為13.6Xm=13.6X0.22=2.99kg； m為每根錨桿的水泥裝量。每排錨桿數(shù)為NX0.8=13.6X0.8e11根。每米巷道粉刷面積 Sn=1.27B3+2h2+0.24,其中 B3 為計算凈寬，B3=B22T=4.322X0.06=4.2m。 故 Sn=1.27X4.2+2X 1.60+0.24=8.6m2。五、繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道掘進工程量和材料消耗量表根據(jù)以上計算結果，按1： 50比例繪制出巷道斷面圖，并附上工程量及材料消耗量表，如下表。這些施工圖表發(fā)至施工單位，作為指導施工的設計依據(jù)。表1-1運輸大巷特征圍巖類別斷面面彳只/m”2設計掘進尺寸/mm噴射厚度/mm錨桿/mm凈 周 長 /m凈面積設計掘 進寬高型式夕卜露長 度排列方 式間、排距錨桿 長直徑田10.4