马头门设计方法,技术方案.ppt

根据五沟矿井的马头门的情况 论述马头门设计方法和施工方案 主要内容包括 硐室的地质和设计情况 马头门的设计方法 马头门硐室施工的时间方案及选择 马头门施工的技术方案及选择等内容 第五组 张宏泽李楚刘光琛吕晓飞 Page 2 目录 什么是马头门 01 马头门型式 02 马头门支护 04 马头门设计应注意问题及其改进 05 马头门设计考虑的主要因素 03 马头门施工方法 06 Page 3 中文名称 马头门英文名称 ingate定义 井底车场巷道与立井井筒连接 断面逐渐加大的过渡段 应用学科 煤炭科技 一级学科 矿井建设 二级学科 井巷工程设计 二级学科 百度百科 竖井井筒与井底车场的联接处 形状似马头 是矿岩 设备 材料和人员的转运点 根据车场的通过能力 马头门分单面和双面两种形式 并均为斜顶式 马头门设有稳罐 推车和阻车设备以及信号房等 马头门高度一般为4 5 5m 由下放材料的长度决定 宽度由运输线路数 运输设备最大宽度和人行道的宽度确定 斜顶段长度一般不小于5m 马头门应采用防火材料支护 如混凝土或钢筋混凝土 什么是马头门 01 Page 4 马头门三维模型示意图 什么是马头门 01 Page 5 马头门型式按照与井筒的连接方式不同 可分为双面平顶式 双面斜顶式及单面斜顶式 马头门型式 02 Page 6 工程名称 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司罐笼井延伸工程建设单位 湖南宝山有色金属矿业有限责任公司新掘井筒净直径5 8m 延深的罐笼井在 30m 230m 270m 310m 350m 390m等中段设双面马头门 在 70m 110m 150m 190m等中段设单面马头门 马头门型式 02 Page 7 五沟矿马头门型式为双面平顶式 马头门型式 02 Page 8 考虑的主要因素有 井筒直径 马头门附近井壁结构 井筒装备 马头门进 出车方式及两侧设备布置 马头门上 下井人员进出方式 通过马头门上 下井的长材尺寸和最大件尺寸以及马头门硐室所处地层围岩条件等 另外 应根据马头门处操车系统及监控方式 在马头门硐室两边留有900 1000mm的行人安全间隙 并有连通进 出车两侧的行人通道 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 9 3 1马头门宽度马头门净宽度一般不超过井筒净直径 按其内进 出车侧操车设备布置宽度另加两边行人宽度总和作为马头门宽度为宜 从查阅以往设计 结合参加的近20个立井马头门铜室的设计及审查实践来看 对于600mm轨距系列 井筒装备一对罐笼 一宽一窄罐笼 时 井筒净直径6000 6500mm 马头门宽度一般为5000 5500mm 当井筒装备为一个罐笼带平衡锤时 马头门宽度一般为4000 4500mm即可 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 10 3 1马头门宽度济宁二号井副立井装备一个窄罐笼和一个特制超高罐笼 高15000mm 宽9060mm 提升系统 另一套为1 5t双层4车罐笼带平衡锤 井下马头门处布置有3条进 出车线 马头门宽度达7500 8000mm 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 11 3 1马头门宽度随着井筒内提升容器数目增多以及无轨胶轮车我国煤矿立井中的使用 马头门的设计方法已不能满足运输和安全的要求 应作专门研究 若有条件时 可考虑采用单容器带平衡锤的方式装备井筒 以减小井筒直径 缩小马头门断面宽度 例如在某年产400万t原煤的矿井副立井设计中 经过计算比较 采用单罐笼平衡锤布置 井筒直径缩小1500mm 马头门宽度缩小了2200mm 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 12 3 1马头门宽度五沟矿副井井筒内装备一套600mm轨距1 0t矿车双层四车双罐笼 根据提升容器和下放长材料及上下人的要求 硐室最大处净宽5 1m 净高出车侧为7 05m 进车侧为4 6m 采用钢筋混凝土结构 五沟矿副井净直径6 0m估 五沟矿马头门宽度大约在5m左右 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 13 3 2马头门高度马头门的高度 通常由进车侧摇台转轴中心轨面算起 亦即井底车场水平高程点 应满足井下进出车 人员及材料设备上下设计基本要求 一般情况下 马头门的高度不应低于4500mm 两侧平顶段长度均不宜小于5000mm 否则上层行人通道与等候室联络不便将加大支护难度 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 14 3 2马头门高度对于1t系列600mm轨距矿车立井罐笼 上 下双层同时上下人员时 马头门的高度一般取6000 6500mm为宜 井底车场水平以上的上 下层布置的马头门可称为平台式马头门 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 15 3 2马头门高度净高出车侧为7 05m 进车侧为4 6m估 五沟矿马头门高度在7m左右另外 对于高产高效矿井 矿井最大班下井人数与同规模矿井相比大大减少 随着以煤巷为主的开拓改革的推广 矿井辅助提升量亦成倍减少 矿井辅助提升已由量变到质变阶段 马头门设计考虑的主要因素 03 Page 16 马头门结构复杂断面大 受井筒作用及与之相关嗣室通道的开掘 其受力复杂且大 由于对地压还没有一种可靠的 可供设计采纳的有效计算方法 设计中一般按照工程类比 经验判断法等确定支护参数 多采用混凝土浇筑 或初次锚喷支护 然后浇筑混凝土永久支护 或料石砌暄支护 目前使用较少 支护厚度400 550mm 当围岩破碎时 采用钢筋混凝土支护 钢筋多为II级 支护厚度350 500mm 五沟矿采用钢筋混凝土结构 马头门支护 04 Page 17 轩岗局焦家寨矿井副立井马头门处于泥质砂岩和泥岩互层中 马头门施工中 进车侧由距井筒中心7000mm处开始冒顶 冒顶长达12050mm 冒顶最大高度达8000mm之余 为防止冒顶扩展破坏井壁 设计和施工中对冒顶段挂网锚喷初次支护 厚度100mm 锚杆长2 5 3 0m 网100mmx100mm 6mm 然后壁后注浆充填 马头门永久支护浇筑钢筋混凝土 厚500mm 马头门两侧总计支护长度43m 自1989年至今该马头门完好无损 无漏水现象 马头门支护 04 Page 18 山西荫营煤矿十749 水平副立井马头门围岩岩性属砂岩 岩层完好 无明显裂隙 其单轴抗压强度接近90 110MPa 设计时除井筒两侧平顶段及大小断面过渡段采用浇筑素混凝土支护 厚400mm 外 其余部分采用喷射混凝土支护 厚度100mm 自1988年交付使用至今完好无损 马头门支护 04 Page 19 5 1马头门与井筒设计一并考虑 分步进行尽可能简化井筒装备 缩小井筒直径 以减少马头门铜室宽度井下进出罐笼人员应首先采用上下层分次上下人的布置方式 不设置上下人平台 减少了马头门和相关铜室工程量 且方便施工 节约投资当井筒提升需要双层罐笼上下层同时上下人员时 马头门应设计成平台式 可以减小井筒深度及马头门硐室高度 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 20 5 2马头门轨道坡度马头门铜室轨道坡度除与整个井底车场线路坡度要求有关外 马头门铜室线路坡度应满足进车侧来车能存在推车机尾轮处 推车机头尾轮间来车 一般为1 2辆 具有一定速度 可将罐笼内存车撞出罐笼 并使之自溜到马头门出车侧存车线 进车侧推车机头尾轮间线路坡度不宜小于20 25 出车侧车辆自溜段线路坡度一般宜按17 20 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 21 5 2马头门轨道坡度有马头门因其进车侧线路坡度偏大 推车机推车过程中速度高 使得矿车撞击声很大 对推车机头轮处阻车器碰撞力很大 再者出车侧坡度偏小矿车不能自溜滑行到位 需要人力推行一段距离 很不安全 加之由于轨面淋水多 清道不及时 车辆运行循环较差 出车侧曾出现过车辆相撞掉道现象 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 22 5 3马头门淋水防治办法马头门内壁淋水直接影响工作环境对生产安全带来隐患 以往为了避免井壁淋水流人和随风飘人马头门内 设计曾采用在马头门两侧平顶段加设淋水棚 与井筒连接处安装望板 如图 等措施防治马头门淋水 实践证明上述防治方法效果不很明显 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 23 5 4马头门线路的平面布置马头门线路 指自副井重车线的末端至材料车线进口变正常轨距的起点的一段线路 副井马头门线路是井底车场线路的组成部分之一 马头门线路平面布置 主要取决于所采用的操车设备类型和矿车自滑速度 如果重车是靠自动滚行获得的动量进入罐笼和撞出罐笼内的空车 则必须用重车的进罐笼速度和线路允许的坡度来计算或检验马头门的布置 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 24 5 4马头门线路的平面布置在双罐笼提升时 马头门线路重车道的双轨段上 需装设双道单式阻车器 存车线的重车一辆辆从单道复式阻车器驶到单式阻车器后 可稍等片刻再进入罐笼 因此 单式阻车器的作用是缩短重车进罐运行距离 以便减少尽管时间 如果重车进罐需借助摇台 则单式阻车器的基础应尽量紧靠摇台基础 五沟矿矿井采用双罐笼提升 矿车靠自动滚行获得动能进入罐笼和撞出罐笼内的空车 马头门设计应注意问题及其改进 05 Page 25 马头门施工采用小导硐先行掘进到位 再从外向里刷大成型的施工方案 小导硐选择在马头门顶部中心位置 为便于掘进 导硐规格设为宽 高 4 3m 马头门施工方法 06 Page 26 6 1掘进马头门掘进采用7655型风钻配长2 2m 22mm钻钎 42m一字型钻头打眼 导硐采用斜眼掏槽 掏槽眼深度2 2m 辅助眼和周边眼深度2m 采用从外向里刷大时 顶部打眼采用垫碴打眼 刷大时 炮眼深度2 0m 要求掌握好周边眼角度 防止超挖 爆破炸药选用2 岩石乳化炸药 1 5段毫秒延期电雷管 串联 正向装药 通过立井放炮电缆在地面起爆室内用380V交流电源起爆 6 2排矸在掘进马头门时 由于不能直接利用立井抓岩机抓矸 人工转矸速度太慢 为加快施工马头门出矸速度 在马头门施工时 用P 60B耙岩机主机 不用耙岩机溜槽段 和耙斗直接下井 放置在正在施工的马头门对面的井筒内 用耙头将马头门工作面的矸石全部耙到井筒内 在将耙岩机主机和耙斗用转移到马头门内 再用立井抓岩机将矸石装到吊桶内 利用立井排矸系统将矸石排掉 在码头门掘进爆破时 用10t稳车将耙岩机主机和耙斗悬吊在下层吊盘下 马头门施工方法 06 Page 27 6 3临时支护 如果马头门在掘进过程中 发现岩层破碎 则在施工导硐时 对拱部进行锚网喷厚度50mm的C20混凝土做临时支护 在刷大成型时 再对二拱及两帮进行锚喷支护 拱部锚杆选用 18mm 长度2m的树脂锚杆 网片用 6 5mm钢筋网 网格100 100mm 喷射混凝土厚度50mm 强度等级C20 喷射混凝土时 混凝土喷射机设置在井筒内 喷射料在地面用搅拌机搅拌后 用底卸式混凝土吊桶装运下放到喷射机旁 人工上料 马头门与井底车场连接的渐变断面5m巷道 永久支护为100mm厚的C20喷射混凝土 其施工方法与上叙述相同 马头门施工方法 06 Page