巷道断面设计,交叉点设计说明

1、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6第六节选择支护参数6第七节确定水沟参数6第八节确定巷道掘进断面尺寸7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14第五节绘制交岔点施工图15参考文献15下载可编辑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

2、 ，生产水平为 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400m 3/h ，通过第一水平东运输大巷的流水量为180m 3/h ，风量为45m 3/s 。；采用 ZK7 9/550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

3、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

4、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。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.专业 .整理 .下载可编辑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 、

5、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 ZK7 9/550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 hc =360mm；道碴高度 hb =200 mm； 道碴距轨面高hc 160（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

6、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1.5-1.9m) ，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

7、 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 mm ，非人行道一侧宽a=350mm,两电机车之间距离 t=300 mm，故巷道净宽度 ： Ba2A1Ct3502×13609003004270 mm.专业 .整理 .下载可编辑取净宽 ： 4300mm二、巷道拱高 h0 的确定半圆拱的拱高 ： h0 =R=B/2=4300/2=2150mm该半圆拱形直墙巷道拱高为2150mm 。三、巷道壁高 h3 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

8、设计巷道壁高h3 。相关尺寸说明：图 2-1 巷道净断面尺寸计算简图h4 轨面起电机车架线高度 ，按煤矿安全规程取 h4 =2000 mm；hc 道床总高度 ，巷道选用 30kg/m 钢轨 ， hc360mm， hb 200mm；n 导电弓子距拱璧的安全间距，取 n 200mm ；K 导电弓子宽度一半，取 K360mm；b1 轨道中线与巷道中线间距 ， b1 B / 2 a1 =4300/2-1030=1120mm ；h 5 渣面至管子底高度，按煤矿安全规程 取 h 5=1900 mm；h 7 管子悬吊件总高度，取 h7 =900 mm ；m 导电弓子距管子间距，取 m=300 mm；D 压气

9、管法兰盘直径 ， D=230mm ；.专业 .整理 .下载可编辑b 2 为人行道侧轨道中线与巷道中线间距，b 2 =540 ； .m1 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 mm ，取 j=200mm ；C 为运输设备上缘与拱壁间距，取 800mm ；h 机车高度 ，为 1550mm ；a 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h 3h4hc( R n) 2( K b1 ) 2h320003602150236021091mm （2-1 ）2001120（二）按管道装设要求确定1.按导电弓

10、子计算h3h5h7hbR2( K m D / 2 b2 )2h319009002002150 2360300230/221299mm （ 2-2 ）5402.按电机车计算h3h5h7hbR2( A1 / 2 m1D / 2 b2 )230/25402h31900 9002002150 21360 / 22501548mm（2-3 ）（三）按人行高度要求h31800hbR2( Rj ) 2h318002002150221502002895mm （ 2-4 ）（四）按 1.6m高度人行宽度要求h 31600hbR2(CA1/2b2 ) 2h3160020021502800 1360 / 22106

11、4mm （2-5 ）540（五）按设备边缘与拱壁最小安全间隙要求计算1.人行道侧h 3 h hcR 2(C A1 / 2 b2 )2h31550360215028001360 / 221174mm （ 2-6 ）5402.非人行道侧h 3 h hcR2(a A1 / 2 b1 ) 2h3155036021502(2001360 / 21120)21121mm （2-7 ）综上计算，并考虑一定的富余，确定本巷道壁高1600mm ， 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 SB（0.39Bh2）（ 2-8 ）式中 ：.专

12、业 .整理 .下载可编辑h 2 为渣面以上巷道壁高 ， h2h3hb 1600 200 1400mm故 S 4300 0.39 4300140013.23m2第五节验算风速风速验算公式 v Q S （ 2-9 ）查煤矿安全生产规范知 vMax=8m/s ，已知通过大巷风量Q=40 m 3 / s ,代入式 （ 2-9 ）得v Q / S 40 /13.233.03m / s 8m / s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锚喷支护参数支护锚杆

13、长直径间距排距混凝土厚度锚杆露出长材质形式度/mm/mmM/mmM /mmT/mm度 /mm锚喷左旋螺纹钢2200208008001000支护HRB335支护厚度T=T 1 =100 mm 。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400m 3/h ，通过第一水平东运输大巷的流水量为180m 3/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.专业 .整理 .下载可编辑每米

14、盖板宽宽深净断面掘进断每米盖每米水沟坡混B1/B2/H/m2面m 2板钢筋m3混凝土消度凝土消m3mmmmmm积 /面面积 /质量 /kg耗 /耗 /0.3%5005005000.2500.3062.0360.03230.61第八节确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度B1B2T430021004500 mm巷道计算掘进宽度B2B1245002754650 mm巷道设计掘进高度H1HhbT 36002001003900mm巷道计算掘进高度H 2Hmm巷道设计掘进断面面积S1B10.39B1 h34500 0.394500160015.1m2巷道计算掘进断面面积S2B20

15、.39B2h346500.394650160015.87m2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 V1S21m15.87m3每米巷道墙脚计算掘进体积V30.2(T) 1m0.2(0.10.075) 1m0.035m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗V21.57 B2T T 2h3T1m1.04m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V40.2T 10.20.1 1 0.02m3每米巷道喷射材料消耗 VV2V41.020.021.04m3 VV2V41.06m3每米巷道锚杆消耗 P1 / M1.57B2 / M （ 2-10）.专业 .整理 .下载可编辑N、P1/M 1/M、（ 2-

16、11 ）式中 ：P1 为锚杆消耗周长 ；M 、 M为锚杆间距 、排距， M M0.8m ；P1/M10故 , N ' (10 1) 0.8 13.75根。折合重量为13.75 l (d 2)2213.75 2.2 3.14 0.02 2 7850 74.6kg （ 2-12 ）式中 ：l 为锚杆深度 ， l =2.2m ；d 为锚杆直径 ， d =20mm；为锚杆材料密度 ，=7850 / m3 ；每排锚杆数为N0.813.75 0.8 11 根；每米巷道粉刷面积Sn1.57B32h2 （ 2-13 ）式中 ：B3 为计算净宽 ， B3B2 2T 4.45m故 Sn 1.57B3 2

17、1.39.59m2表格 2-4巷道断面特征表围设计掘进断面 / m2喷射锚杆岩尺寸 /mm厚度类设计外露排间锚杆/直径 /净宽高型式长 /别掘进长度 /列排mmmmmmmm.专业 .整理 .下载可编辑方距 /mm式13.2450390左旋螺纹方8022015.10100020300钢形00表格 2-5运输大巷每米工程量及材料消耗围计算掘进工程材料消耗岩量 / m3类粉刷面积 / m2别喷射材料 /巷道墙角m3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 。.专业 .整理 .下载可编辑第三章交岔点设计第一节选择基本数据该交岔点

18、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 mm，墙 1600 mm ，支巷为单轨巷道，净宽2860 mm ，采用锚喷支护，各断面喷射混凝土厚度为T=150 mm，锚杆长度 l2200mm，半圆拱形断面 。B1B2B3b1b2b3430043002860103010301330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表格 3-2各条巷道的净宽度B 、B、B及其轨道中心线123各条巷道的净宽度b 1、b2、 b3 及其轨道中心线.专业 .整理 .下载可编辑第二节平面交岔点尺寸计算

19、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HR cosb sin=16000cos14.04 +4858sin14.04 =16701mm二、基本轨起点至垂线距离Jab cosRsin= 39424858cos14.0416000sin14.044774 mm三、 OT 与 O 点到主巷中心线的垂线夹角arccos ( Hb2500) ( Rb3 ) =arccos16701 1030500 / 16000 133028.91P=J+ R( B3b3）sin=4774+ 16000- 2860-1330sin 28.91 =11770mm.专业 .整理

20、 .下载可编辑四、交岔点最大宽度TMNMB3 sin2860sin28.91 =1383mmTNB3 cos500B22860cos28.9150043007304mmTMNM 2TN 213832730427434mm五、自基本轨起点到墙面的距离L 2L 2 =P+NM=11770+1383=13153mm六、斜墙水平长度L 0斜墙斜率 i 0(TNB1 ) P(73044300) 117700.255取 i 0.25L0(TNB1 ) i(73044300) 0.2512016mm七、斜墙起点至基本轨起点间距YPL011770 12016-246mm八、交岔点长度LL22000131532

21、00015153mm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 = （ h B1-h TN ） /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h32、2h 3 h 4+h c-(R-n)-(K b1 )式中 ：h 3 自道渣面算起到拱基线的高度.专业 .整理 .下载可编辑h 4 自轨面算起至架线电机车导电弓子的高度，（ 自定尺寸 ，不行

22、人取1.9m ，行人取 2 2.2m ；所以取 h 4=2000 ）h c 取 h c 360mmhb =200mmR 即净宽之半 ， R=TM/2 3717mmn 导电弓子到拱璧的安全间隙，取 n 200mmK导电弓子宽度之半K 718/2 359 ，取 K 360mmb 1 轨道中心线与巷道中心线的间距， b 1 =TM/2- （ B3-b3） 3717- （ 2860-1330） 2367mmh 3 h4 +h c- (R - n)2 222 139- (K b1) 2000 360 （3717-200）-（3602367）mm经计算得 : h 3 139mm（ 2 ）按管道装设要求确定

23、h3h 3 h 5+h 7+h b -2m、 2R-(KD/2 b 2)式中 ：h 3 自道渣面算起至拱基线的高度h 5 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h5 1900mmh 7 管子悬吊件的高度，取 h 7 900mmh b =200mm ；R=3717mm ； K=360mmm 导电弓子距管子的安全间隙， m 300mmD 压气管直径 ，取 D 230mmb 2 轨道中心线与巷道中心线间距， b 2 =TM/2-B2 b2 3717- （ 4300-1030 ）=447mmh 3 h 5+h 7+h b -2-(KmD/2、2Rb2 )2-（360 300 1

24、152 1900 900 200 3717447） -510mm经计算得 : h3510mm(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.专业 .整理 .下载可编辑表格 3-2交叉点各段净尺寸表壁厚每排锚杆数 /断面号净宽 /mm墙高 /mm拱高 /mm全高 /mm/mm根143001600215036001501424550156622753641150153480015322400373215015450501498252538231501655300146426

25、503914150176555014302775400515017758001396290040961501886050136230254187150189630013283150427815019106550129432754369150191168001260340044601502012705012263525455115021TN730412003652465215022注：各断面之间距离1000mmBi 43000.25 i1 1000h3 i1600 34i1RiBi/ 2H ih3Ri200N =(P1 /M)+1/M式中 : P1 - 计算锚杆消耗周长 ,P1=1.57 （ B

26、+2T+2 ）M-锚杆间距 , M=0.8m.专业 .整理 .下载可编辑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 SB（0.39B h2）=28600.39 2860 14007.19m2（经验算风速满足 ）巷道设计掘进宽度B1B2T286021003060mm巷道计算掘进宽度B2B1230602753210mm巷道净高度 Hh 3 R20016002860 / 22002830mm巷道设计掘进高度H1HhbT28302001003130mm巷道计算掘进高度H 2Hm巷道设计掘进断面面积S1B1 0.39B1h330600

27、.39306016008.55m2巷道计算掘进断面面积S2B2 0.39B2h332100.39321016009.15m2二、确定 TM 断面掘进尺寸净断面面积 SB（0.39B h2）=74340.39 7434 100028.98m2巷道设计掘进宽度B1B2T743421007634 mm巷道计算掘进宽度B2B1276342757784 mm巷道净高度 Hh 3 R20012007434/ 22004717mm巷道设计掘进高度H1HhbT47172001005017mm.专业 .整理 .下载可编辑巷道计算掘进高度 H 2 H 15170 75 5245mm巷道设计掘进断面面积S1B10.39B1h376340.397634120031.89m2巷道计算掘进断面面积S2B20.39B2h377840.397784120032.97m2三、体积计算 （工程量 ）体积 V Y S1 L1(S1STM)/2g(S2 S3 ), m3式中 ：S1、 S2、 S3、 STM 分别为、 - 、 - 、 T-M 断面处的净断面积、 掘进断面积；L1 断面变化长度