巷道断面交叉点设计

1、巷道断面交叉点设计目录第一章设计资料2第二章巷道断面施工图设计2第一节巷道断面形状的选择2第二节道床参数的选择3第三节巷道内管线布置3第四节巷道净断面尺寸的确定3第五节验算风速5第六节选择支护参数5第七节确定水沟参数5第八节确定巷道掘进断面尺寸6第九节编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表7第十节绘制巷道断面施工图8第三章交岔点设计9第一节选择基本数据9第二节平面交岔点尺寸计算9第三节交岔点的断面尺寸计算10第四节工程量及材料消耗12第五节绘制交岔点施工图15参考文献15第一章 设计资料某煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年。采用立井开拓、单水平、上下山开拓。地面标高+38m，生

2、产水平为650m，属低沼气矿井。通风方式为中央并列式通风，井下最大涌水量为400m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为180m3/h，风量为45m3/s。；采用ZK79/550电机车牵引1.5t矿车运输。内设108压风管和59供水管各一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。大巷中间有一单轨分岔巷道与之相连（单轨巷道宽2860mm，其中b3为1330mm），并成60交角，交岔点处在不稳定岩层中，试设计大巷断面及交岔点。第二章巷道断面施工图设计第一节 巷道断面形状的选择巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道用途及其服务年限、所处的位置（即作用在巷道上地压的大小和方向、围岩性质）、选用的支架材料

3、和支护方式、掘进方法和采用的掘进设备等因素。一般情况下，巷道的用途和服务年限是考虑选择断面形状的重要因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用受力性能好的各种拱形断面较为有利；服务年限短的准备巷道或回采断面多采用断面利用率高的梯形或矩形断面。作用在巷道上的地压大小和方向在选择断面形状时也起主要作用。当顶压较大、侧压较小时，则应选用直墙拱形断面（半圆拱、圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大且有严重底鼓时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式，往往也直接影响巷道断面形状的选择。金属支架和锚杆可用于任何形状的断面；喷射混凝土支护方式适用于拱形等曲线断面

4、。掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位，它能适应任何形状的断面。未来在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷，选用圆形断面无疑是更为合适的。上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素，彼此是密切联系而又相互制约的。条件要求不同，影响因素的主次位置就会发生变化。所以，应该综合分析，抓住主导因素兼顾次要因素，以便能选用较为合理的巷道断面形状此煤矿，设计生产能力为3Mt/年，服务年限为65年，采用立井开拓、单水平、上下山开拓，地面标高+38m，生产水平为650m，巷道中等稳定，设计采用锚喷支护，选择半圆拱形断面。第二节 道床参数的选择运输大巷采用

5、ZK79/550钢轨型号：30kg/m（矿山工程规划与设计表4-1）轨枕：钢筋混凝土轨枕(矿山工程规划与设计表4-2 常用轨枕规格)道床参数：道床总高度=360mm；道碴高度=200；道碴距轨面高（矿山工程规划与设计表4-2 常用道床参数） 第三节 确定管线布置位置1. 管道布置在人行道一侧，其下部与道碴面保持1.8m以上的距离。2. 通信电缆应布置在电力电缆的另一侧。3. 高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设，相互之间距离0.2 m，同时高压电缆之间，低压电缆之间的距离60mm。4. 电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆，或者电缆发生坠落时不会落在轨道上，电缆悬挂高度取1.6m(一般在1.

6、5-1.9m)，电缆两个悬挂点间距2.5m(不应大于3m)，电缆与运输设备之间的距离0.30(不应小于0.25m)。5. 压风管和供水管悬吊在人行道一侧，最低处距渣面1.9m。第四节 巷道净断面尺寸的确定一、巷道净宽度B的确定该运输大巷采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t固定式矿车运输，计算尺寸见表2-1，表格2-1 运输设备的计算尺寸运输设备类型宽度A/mm高度h/mmZK7-9/550电机车136015501.5t矿车10501150根据煤矿安全规程，取人行道宽C=900，非人行道一侧宽a=350mm,两电机车之间距离t=300，故巷道净宽度：mm取净宽：4300mm二、巷道拱高的确定

7、半圆拱的拱高：=R=B/2=4300/2=2150mm该半圆拱形直墙巷道拱高为2150mm。三、巷道壁高确定按架线电机车巷道，导电弓子、管道的装设、人行高度、1.6m高度人行宽度、设备上缘与拱壁最小安全间隙要求设计巷道壁高。相关尺寸说明：图2-1巷道净断面尺寸计算简图轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取=2000；道床总高度，巷道选用30kg/m钢轨，；导电弓子距拱璧的安全间距，取；导电弓子宽度一半，取；轨道中线与巷道中线间距，=4300/2-1030=1120；h5渣面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1900；h7管子悬吊件总高度，取h7=900；m导电弓子距管子间距，取m=300；D

8、压气管法兰盘直径，D=230；b2为人行道侧轨道中线与巷道中线间距，b2=540；.为电机车距管子的距离，取250mm；j为距巷道壁的距离，距壁j处的巷道有效高度不小于1800，取j=200；为运输设备上缘与拱壁间距，取800mm；h机车高度，为1550mm；运输设备上缘与拱壁间距，取200mm；（一）按架线电机车导电弓子要求确定 （2-1）（二）按管道装设要求确定1.按导电弓子计算（2-2）2.按电机车计算 （2-3）（三）按人行高度要求（2-4）（四）按1.6m高度人行宽度要求（2-5）（五）按设备边缘与拱壁最小安全间隙要求计算1.人行道侧（2-6）2.非人行道侧（2-7）综上计算，并考虑

9、一定的富余，确定本巷道壁高1600，则巷道高H=1600+2150-200=3550mm。故取H=3600mm四、确定巷道净断面面积S净断面面积（2-8）式中：为渣面以上巷道壁高，故第五节 验算风速风速验算公式（2-9）查煤矿安全生产规范知=8m/s，已知通过大巷风量Q=40,代入式（2-9）得设计的大巷断面风速符合过规定，可以使用。第六节 选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4.27m、穿过中等稳定岩层即属类围岩、服务年限65年等条件，得锚喷支护参数：表格2-2 锚喷支护参数支护形式锚杆长度/mm直径/mm材质间距M/mm排距M/mm混凝土厚度T/mm锚杆露出长度/mm锚喷支护220

10、020左旋螺纹钢HRB3358008001000支护厚度T=T1=100。第七节 确定水沟参数为了排出井下涌水和其他污水，设计巷道断面时应根据矿井生产时通过该巷道的排水量设计水沟。水沟布置在人行道一侧，并尽量减少穿越运输铁路。平巷水沟坡度可取0.3%0.5%,或与巷道的坡度相同。井下最大涌水量为400m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为180m3/h，按照本巷道实际情况，现采用水沟查规范得下表参数：表格2-3 水沟规格和材料消耗坡度宽B1/mm宽B2/mm深H/mm净断面面积/掘进断面面积/每米盖板钢筋质量/kg每米盖板混凝土消耗/每米水沟混凝土消耗/0.3%5005005000.250

11、0.3062.0360.03230.61第八节 确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度巷道计算掘进宽度巷道设计掘进高度巷道计算掘进高度巷道设计掘进断面面积巷道计算掘进断面面积第九节 编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表每米巷道计算掘进体积每米巷道墙脚计算掘进体积每米巷道拱与墙喷射材料消耗每米巷道墙脚喷射材料消耗每米巷道喷射材料消耗每米巷道锚杆消耗（2-10）（2-11）式中：为锚杆消耗周长；、为锚杆间距、排距，；故,根。折合重量为（2-12）式中：为锚杆深度，=2.2m；为锚杆直径，=20；为锚杆材料密度，=7850/；每排锚杆数为根；每米巷道粉刷面积（2-13）式中：B3为计算净宽，故表格

12、2-4 巷道断面特征表围岩类别断面/设计掘进尺寸/mm喷射厚度/锚杆净设计掘进宽高型式外露长度/排列方式间排距/锚杆长/直径/13.2315.1045003900100左旋螺纹钢0方形800220020表格2-5 运输大巷每米工程量及材料消耗围岩类别计算掘进工程量/材料消耗粉刷面积/巷道墙角喷射材料/锚杆数量/根质量/kg15.870.0351.061474.69.59第十节 绘制巷道断面施工图详见图纸截面。第三章 交岔点设计第一节 选择基本数据该交岔点为双轨大巷与单轨支巷相交，巷道转交70。主巷为双轨巷道，净宽4300，墙1600，支巷为单轨巷道，净宽2860，采用锚喷支护，各断面喷射混凝土

13、厚度为T=150，锚杆长度，半圆拱形断面。表格3-2 各条巷道的净宽度 B1、B2、B3 及其轨道中心线各条巷道的净宽度 b1、b2、b3 及其轨道中心线430043002860103010301330道岔及主要参数见表3-1：表格3-2 道岔参数道岔型号辙叉角()abDK930-4-1514.0439424858第二节 平面交岔点尺寸计算图3-1单轨巷道单侧分叉点平面尺寸计算图示一、弯道中心到基本轨中心线的垂直距离二、基本轨起点至垂线距离=三、OT与O点到主巷中心线的垂线夹角四、交岔点最大宽度TM五、自基本轨起点到墙面的距离=P+NM=11770+1383=13153六、斜墙水平长度斜墙斜率

14、取七、斜墙起点至基本轨起点间距八、交岔点长度第三节 交岔点的断面尺寸计算(一)设计交叉点高度1.I-I断面自底板起的墙高为1600mm；在TM、TN断面处的墙高定为1200mm，故墙降低率为： i=（hB1-hTN）/L0=（1600-1200）/12016=0.0334 即每米墙的降低值为34mm2.验证TN、TM断面处的墙高定为1200mm是否合理。（1）按架线电机车导电弓子要求确定h3 h3h4+hc- 式中： h3自道渣面算起到拱基线的高度. h4自轨面算起至架线电机车导电弓子的高度，（自定尺寸，不行人取1.9m，行人取22.2m；所以取h4=2000） hc取hc 360mm =20

15、0mm R即净宽之半，R=TM/23717mm n导电弓子到拱璧的安全间隙，取n200mm K导电弓子宽度之半K718/2359，取K360mm b1轨道中心线与巷道中心线的间距，b1=TM/2-（B3-b3）3717-（2860-1330）2367mm h3h4+hc-2000360 139 mm 经计算得: h3139mm（2）按管道装设要求确定h3 h3h5+h7+hb- 式中： h3自道渣面算起至拱基线的高度 h5自道渣面算起至压风管底面的高度，根据煤矿安全规程规定，取h51900mm h7管子悬吊件的高度，取h7900mm hb=200mm；R=3717mm； K=360mm m导电

16、弓子距管子的安全间隙，m300mm D压气管直径，取D230mm b2轨道中心线与巷道中心线间距，b2=TM/2-3717-（4300-1030）=447mm h3h5+h7+hb- 1900900200-510mm 经计算得: (3)按人行高度要求确定h3 架线电机车运输巷，此项不需要验算。由以上验算可知，原定TM、TN处墙高1200mm能满足安全要求。（三）交岔点各段尺寸表表格3-2 交叉点各段净尺寸表断面号净宽/mm墙高/mm拱高/mm全高/mm壁厚/mm每排锚杆数/根14300 1600 2150 3600 1501424550 1566 2275 3641 1501534800 15

17、32 2400 3732 1501545050 1498 2525 3823 1501655300 1464 2650 3914 1501765550 1430 2775 4005 1501775800 1396 2900 4096 1501886050 1362 3025 4187 1501896300 1328 3150 42781294 3275436915019116800 1260 340044601226 3525 4551 15021TN7304 1200 3652 4652 15022注：各断面之间距离1000mm N=(P1

18、/M)+1/M 式中: P1-计算锚杆消耗周长, P1=1.57（B+2T+2） M-锚杆间距, M=0.8m M-锚杆排距,M= M第四节 工程量及材料消耗一、确定支巷掘进断面尺寸净断面面积（经验算风速满足）巷道设计掘进宽度巷道计算掘进宽度巷道净高度巷道设计掘进高度巷道计算掘进高度巷道设计掘进断面面积巷道计算掘进断面面积二、确定TM断面掘进尺寸净断面面积巷道设计掘进宽度巷道计算掘进宽度巷道净高度巷道设计掘进高度巷道计算掘进高度巷道设计掘进断面面积巷道计算掘进断面面积三、体积计算（工程量）体积式中：、分别为、-、-、T-M断面处的净断面积、掘进断面积；断面变化长度,=13.15；g支巷延伸长度，一般取；Y基本轨起点至斜墙起点长度，Y=-0.246。（1）交岔点净体积各断面处净面积：=13.23；=7.19；=28.98。交岔点净体积（2）设计掘进体积各断面处设计掘进面积：=15.87；=8.55；=31.89。设计掘进体积二、材料消耗（一）喷射混凝土的用量另加混凝土柱墩约4，故总计喷射混凝土用量为95.38。（二）锚杆消耗（3-4）式中：、分别为、-、-、T-M断面处每米巷道的锚杆用量；=14；=10；=22。折合重量为表格3-3 交岔点总工程量及材料消耗表围岩类别工程量/锚杆数量/根材料消耗净设计掘进喷射混凝