井巷工程9硐室及交叉点设计

1、会计学1井巷工程井巷工程9硐室及交叉点设计硐室及交叉点设计2 2021-12-9第一节 井下主要硐室设计第二节 硐室施工 第三节 平巷交岔点设计与施工 第八章硐室及交岔点设计3 2021-12-9第一节 井下主要硐室设计 硐室有立井硐室、斜井硐室，井底车场硐室以及采区硐室等等。各种硐室由于用途不同，其断面形状及规格尺寸亦变化多样，但是它们设计的原则和方法基本上是相同的。 一般首先根据硐室的用途，合理选择硐室内需要安设的机械和电气设备，然后依据已选定的机械和电气设备的类型和数量，确定硐室的形式及其布置，最后再根据这些设备安装、检修和安全运行的安全间隙要求以及硐室所处周岩稳定状况确定出硐室的规格尺

2、寸和支护结构。有些硐室还需要考虑防潮、防渗、防火和防爆等特殊要求。4 2021-12-9一、箕斗装载硐室与井底煤仓的设计 箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式 中小型矿井广泛采用箕斗装载硐室（单侧式）与容量较小的倾斜煤仓直接连接的布置形式（图8-1）； 大型矿井，多采用一个直立煤仓通过一条装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式）连接（图8-2）； 特大型矿井，往往采用多个个直立煤仓通过一条或两条装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式或双侧式）连接（图8-3）。 5 2021-12-96 2021-12-97 2021-12-982021-12-992021-12-9102021-12-9112021-

3、12-9122021-12-9 3箕斗装载硐室的断面形状及尺寸 箕斗装载硐室的断面形状多用矩形，当围岩条件较差，地压较大时可以采用半圆拱形。 箕斗装载硐室的尺寸，主要根据所选用的装载设备型号、设备布置、设备安装和检修，以及考虑人行道和行人梯子的布置要求来确定。132021-12-9142021-12-9152021-12-9142 . 115. 1dhQQQd矿井平均日产量； 1.15为矿井生产不均衡系数； 1.20提升能力富裕系数；14每日提升时间，h。 3煤仓支护162021-12-9172021-12-9非通过式右侧进车182021-12-9192021-12-9i= 2%0123745

4、61-底卸式矿车2-车轮3-缓冲器4-卸载轮5-卸载曲轨6-卸载坑7-托辊 202021-12-92卸载原理 212021-12-94硐室尺寸确定 1）硐室长度 2）硐室宽度 3）硐室高度 5硐室断面形状与支护 硐室断面形状多为半圆拱形。 硐室支护一般采用混凝土、锚喷支护、锚喷加混凝土或钢筋混凝土联合支护。卸载坑两侧直墙采用钢筋混凝土，进出车两侧用钢筋混凝土浇灌并铺设辉绿岩铸板。222021-12-9三、副井马头门马头门平面尺寸 马头门平面尺寸包括长度和宽度。 马头门的长度通常指井筒两侧对称道岔基本轨起点之间的距离， 马头门的宽度，主要取决于井简装备及选用的罐笼布置方式和两侧人行道宽度。 23

5、2021-12-91马头门长度的确定feecbbaL22马头门宽度的确定 B=S+2A 242021-12-9tgWLHsinminHmin下放最长材料时，马头门需要的最小高度，m；L下放材料最大长度，一般L=12.5m； W井筒下放材料的有效弦长； D井筒净直径，m；下放材料时，材料与水平面的夹角，其值按下式计算：3arccosLW4马头门断面形状及支护 252021-12-9吸入式中央水泵房设计 1泵房的位置 262021-12-9272021-12-92）排水管根据矿井正常和最大涌水量，选择排水管直径和趟数。 3）电缆 电缆敷设有沿墙悬挂和设电缆沟两种方式。前者使用与检修方便，但长度增加

6、，弯头多。所以目前多采用后者。 4）电气设备5）起吊和运输设备282021-12-91）硐室长度的确定 4321) 1(llnlnlL 1）硐室长度的确定 2）硐室宽度的确定321bbbB3）硐室高度的确定87654321hhhhhhhhH4）设备基的尺寸BLGhQ2292021-12-9 1)管子道。 2）泵房通道是泵房主体硐室与井底车场的连接通道。 3）泵房与中央变电所之间应设防火铁门，墙上也要设电缆套管， 302021-12-9潜水泵水泵房(泵井) 312021-12-9 水仓的位置与布置形式1水仓的位置2水仓的布置形式322021-12-908QQ容 Q容主要水仓的有效容量，m3； Q

7、0矿井正常的有涌水量，m3/h；2）当矿井正常涌水量大于1000m3/h时 004)3000(2QQQ容2长度和断面的确定水仓的长度（主仓+副仓）可按下式计算： SQL容332021-12-9水仓纵断面的计算 1水仓起点的标高hc；水仓终点的标高hA，得hc、hA两点高差H。 2水仓底板有i=0.0010.002的坡度。斜向竖曲线半径R取912m。 3斜巷倾角=1820为宜。 4曲线半径R，一般取为912m。 5水仓终点的底板标高最多只能比水泵房底板标高低4.55.0m，水仓的顶板标高必须比水仓入口处水沟的底板低，否则水仓不能灌满。 6为简化计算，取水仓最低点为竖曲线的切线交点B，它与实际最低

8、点D只有微小误差 2tanRi342021-12-9水仓的纵断面参数可按下式计算：l 水仓终点A与水仓最低点B的高差ctgictgHtgRLh121L水仓起点与终点的水平投影长度，m； R清理斜巷的竖曲线半径，R=912m；清理斜巷的倾角，一般为820； i水仓的坡度，一般为0.0010.002； H水仓的起点与终点的标高差，m。352021-12-9水仓起点C与水仓最低点B的水平投影长度 ctghHl)(12 水仓断面形状及支护 ctgictgHtgRLl121水仓终点A与水仓最低点B的水平投影长度362021-12-9 1硐室的断面大而且变化多，长度则比较短，使得大型施工机械在此施展。 2

9、硐室往往与其他硐室、巷道相毗连，加之硐室本身结构复杂，故其受力状态比较复杂且不易准确分析，施工难度较大，若围岩稳定性差，则更须注意施工安全。 3硐室的服务年限长，工程质量要求高，不少硐室还要浇筑机电设备的基础、预留管线沟槽、安设起重梁等，故施工时要精心安排，确保工程规格和质量。 372021-12-9sin23131ctgc剪切面与最大主应力的夹角为： 290 岩体具有结构面时，其破坏取决于结构面的产状特征，此时不稳定的条件为: 0cos)cos(sin)sin(cos111311cc1 结构面的摩擦角。1结构面的摩擦角。382021-12-9392021-12-9402021-12-9 以上

10、几种塌落方式取决与层面的连结强度和节理的发育程度。根据层面，节理情况可以圈定不稳定岩体的大致范围，一般来说这类岩体尚属稳定，只要施工注意，并及时支护，就不会引起围岩的过多塌落。在这类岩层中采用锚喷支护是很有效的 412021-12-9 从以上两种情况可以看出硐壁、特别是硐顶分离体是否出现以及可能出现的形状等均取决于构造节埋的延展性，连续性和密集程度。延展大、连续性强的断层和大型裂隙对硐室围岩隐定性的影响极为显著，它往往是硐室失稳的主要原因。422021-12-9 两组高倾角裂隙或断层虽不相交、但被另一组缓倾角的结构面所穿割时，可能形成不同形状的“”形塌落拱(图8-36) 432021-12-9

11、442021-12-9452021-12-9462021-12-9472021-12-9482021-12-9 台阶工作面施工法 1正台阶工作面(下行分层)施工法 根据硐室的全高，整个断面可分为23层，每层的高度以1.82.0m为宜，最大不要超过3m。 492021-12-9 正台阶工作面施工法比较安全可靠；倒台阶法挑顶爆破效率高，装岩方便。两者都适用于围岩比较稳定、整体性比较好的岩层。其中先拱后墙下行分层法的适应范围更广，在较松软的岩层中也可应用。 502021-12-91中央下导硐 当硐室采用锚喷支护时，用中央下导硐(图8-43)，先挑顶 后开帮的顺序施工。 砌碹支护的硐室，适用中央下导硐

12、先开帮后挑顶的顺序施工（8-44）。 512021-12-9522021-12-9532021-12-9马头门的施工 1当井筒掘进到马头门上方510m处，暂停掘进，先将上段井壁砌好。 2井筒继续下掘，可以随井筒同时将马头门掘出，也可以将井筒一次掘够深度或只掘至马头门下方的混凝土壁圈处。 3由下向上砌筑井壁至马头门的底板高处。 4逐段施工马头门。1234410567899110542021-12-9552021-12-9562021-12-9572021-12-9 碹岔式交岔点按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖交岔点两类 582021-12-9ROSB592021-12-9 2曲线的轨距加宽 1

13、）轨距 是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离SPSPSWX2）轮距 两车轮轮缘外侧工作边的 距离SW3）X 轨距、轮距之间的距离，一般为10602021-12-9 4）轨距加宽 图8-52是车辆在直线和曲线线路上运行状态图。 曲线的轨距加宽值RSSBP218. 0 轨距加宽的方法是，外轨不动，将内轨向曲线中心移动 pS 逐渐加宽或逐渐减小的直线段距离（也称缓和线）为d1=（100300）PS612021-12-9图8-54为外轨抬高计算示意图。 RVShP2100 外轨抬高的方法是垫厚外轨下面的道渣。值。外轨抬高的渐变段距离d2（100300）h622021-12-94双轨曲线线路轨中心距

14、的加宽 当车辆在曲线段运行时，为防止双向行驶的车辆相撞，双轨曲线线路的轨道中心距应适当加宽，如图8-55所示为曲线段车体的外伸 和内移 。 12RSLB8221RSB822 L车辆长度，m； SB车辆轴距，m； R曲线半径，m。AL2SBL1CD1DA2BB111C2C2C22L2RR1632021-12-9 1道岔的构造 道岔的构造如图8-56所示，它主要有岔尖、基本轨、辙岔、护轮轨、转辙器等部件构成。 1岔尖；2基本轨；3辙岔；4护轮轨；5拉杆；6转辙器123456642021-12-9652021-12-9221ctgM 窄轨道岔的号码M分为2、3、4、5和6号五种，按（8-24）式可求

15、得其相应的辙岔角应分别为280420、185530、1415、112516和93138。可见，M越大，越小，道岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。662021-12-9 道岔的每一种类型由按规矩和轨型不同共有五个系列，即615、618、624、918和924。其中第一个数字6或9表示轨距为600或900；而后两个数字表示轨型为15kg/m或18kg/m或24kg/m。600672021-12-9表8-1 单开、对称道岔技术特征及适用条件682021-12-9在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。 图8-57 窄轨道岔结构与计算简图对照图（a）单开道岔；（b）对称道岔；a辙岔中心

16、至道岔起点的距离；b辙岔中心至道岔终点的距离；L道岔长度692021-12-9 baabs1Lxbbaas1L（c）渡线道岔 DX924-4-1519（左）702021-12-9 3道岔的选择原则 1）与基本轨的轨距相适应。 2）与基本轨的轨型相适应。 3）与行驶车辆的类别相适应。 4）与行车速度相适应。712021-12-9722021-12-9732021-12-9742021-12-9752021-12-9762021-12-9772021-12-9782021-12-91单轨巷道单侧分岔点（图8-58）1)曲率中心O的位置 sincos RbaJbsiaRHcos2）确定 321500

17、cosbRbH3）基本轨起点至变断面终点的水平距离为P：sin)(sin)(3333BbRJbBRJP4）最大断面宽度TM 22TNNMTM而 NM=B3sin 23500cosBBTN5）自基本轨起点至柱墩的距离： NMPL2792021-12-96）确定斜墙TQ的斜率i 求算斜率i0 PBTNi10 根据i0值的大小，选取i为0.2或0.25或0.3，个别情形可取0.15。 7）确定的斜墙起点Q到交岔点扩大断面部分的长度： iBTNL10 8)变断面的起点至基本轨起点的距离Y： Y=P-L0 9)交岔点工程的计算长度L:L=L2+2000 802021-12-9 2考虑到运输设备通过弯道和

18、道岔时边角会外伸，交岔点道岔处的中间断面应加宽，加宽要点如下： 1)单轨巷道单侧分岔点：在弯道内侧加宽100。其外侧因外伸值不大，可不再加宽，但若安全间隙很小，则应加宽200。加宽范围为道岔转辙中心(理论中心)左边5m和右边1 m。2)双轨巷道单侧分岔点，在道岔转辙中心前5m一段，双轨中心线距应加宽200mm或200mm以上，并在其左、右各设置5m过渡线段，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。 812021-12-9 3为了施工方便和减少通风阻力，在井底车场交岔点，一般应不改变双轨中心线距及巷道断面，在设计交岔点时，中间断面应选用标准设计图册中相应的曲线段的断面。 4）单轨巷道对称分岔点，两

19、侧均应加宽。 5)双轨巷道分支点，从弯道曲率中心向右开始加宽200mm或200m以上，并在其左设置5m过渡线，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。 6)双轨巷道对称分支点，从弯道曲率中心向左3m段，两轨中心线均应分别向外移动200mm或更多，即双轨中心线加宽400mm或更多，并在其左也设置5m过渡线段，巷道也就要相应加宽。822021-12-9 5交岔点中间断面(扩大部分)拱高的确定方法与一般巷道相同。 为了提高断面利用率可降低墙高或拱高。01LhhiTNB降低墙高（a）墙高降低的斜率 ih=200500mm。 降低拱高 （b）832021-12-9 交岔点支护厚度的确定 1）锚喷支护交岔点

20、属于煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混疑土支护设计试行规范规定的加强支护工程，因此其锚喷参数应按大断面最大宽度TM选取上限值。分支巷道加强支护的长度，自柱墩起35m(计算时，取为2m)。 2） 对于砌碹交岔点，巷道净宽度是由小到大渐变的，在巷道宽度变化的长度内，按最大宽度选取拱壁厚度。分支巷道拱壁厚度，按各自的净宽度选取。 3）柱墩的宽度一般为500mm，长度一般为13m，通常取2m。对光面爆破完整地保留了原岩体的柱墩，可按支护厚度考虑，不另加长度。842021-12-91体积计算 )()(2132111SSgSSLYSVTM2各种材料的消耗量)()(2132111VVgVVLYVVTM3柱墩端壁

21、材料消耗量 TSSSVTM)(32 4粉刷面积计算 nnnnTMnnnSSSgSSLYSV)()(2132115锚杆数量，金属网面积 852021-12-9862021-12-9872021-12-9sincos RbaJ=3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172bsiaRHcos=15000cos1415+3500sin1415osbRbH157015000133050015400cos1=3502 sin)(33bBRJP=3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134 NM=B3sin =2700sin350

22、2=1550 23500cosBBTN=2700cos3502+500+2700=5412 882021-12-922TNNMTM2254121550 =5630 PBTNi101113427005412=0.2435iBTNL1025. 027005412=10848Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398 NMPL2=11134+1550=12684 设计交岔点墙高 -断面自底板起的墙高为1900；在TN断面处的墙高定为 1400mm，故墙降低斜率为： 046. 0108441400190001LhhiTNB 即每米墙的降低值为

23、46mm。 TN、TM断面处的堵高定1400mm，是否合理，尚需按第三章中表3-9中方法验算：892021-12-91按架线更求确定墙高h321243)()(bKnRhhhc212)1685360()3002815(3202200=1056 2按管道要求确定墙高h3222753)2/(bDmKRhhhhb22)14452/200300360(21851809001800=1130 3按行人要求确定墙高h3 架线电机车运输巷，此项不需验算。 由以上验算可知，原定TM 、TN处墙高1400mm能满足安全要求。 交岔点墙的基础深度：水沟一侧为500mm；另一一侧为250； e值为0。902021-1

24、2-9912021-12-9922021-12-9 2在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，可先将一条巷道掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚3050mm的混凝土或砂浆（岩石条件差对，可加打锚杆)作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。 采用砌碹支护的交岔点，开始以全断面由主巷向支巷方向掘砌，至断面较大处，改用以小断面向两支巷掘进架设棚式临时支架维护顶板，掘过柱墩端面2m，先将此2 m砌好，然后再回过头来，由小断面向柱墩进行刷砌，最后在岔口封顶并做好柱墩端面(齐脸，迎险)。932021-12-9 图8-62 先掘砌柱墩在刷砌扩大断面施工顺序 a正向掘进；b反向掘进 a正向掘进；b

25、反向掘进 942021-12-9952021-12-9 3用混凝土砌筑岔口时，先将岔口两巷道口的拱、墙砌好，TN处应立一架大拱碹眙(参看图8-65)。 图8-65 柱墩端面施工施工示意图a 混凝土碹；b料石碹 1碹胎；2模板；3爬箍962021-12-9972021-12-9 5交岔点扩大部分，拱高随宽度增大而增高，墙高却可能逐渐降低。因此，架设碹胎时，各架碹胎基脚点必须精确测量，以便作为以后各碹胎的标准。 棚式支架交岔点结构 直角交岔点棚子的架设如图8-67，a所示；锐角交岔点棚子的架设见图8-67，b。982021-12-9992021-12-91002021-12-91012021-12-9使用地点使用地点运输设备运输设备轨型（轨型（kg / m）运输大巷运输大巷10t，14t电机车电机车7t，8t电机车电机车3038（24） 2230（1824）上下山上下山3 t矿车矿车1t，1.5t矿车矿车2230（18）1522（1115）区段平巷区