井巷作业4.doc

辽宁工程技术大学矿业学院井巷工程 班级：采矿12-5班姓名: 王朝伟 李存洲 张 康 刘漂然 王鹏达 刘 刚 金龙飞 乔天宇目录巷道断面设计示例2一、选择巷道断面形状与支护方式3二、确定巷道净断面尺寸3（一）确定巷道净宽度3（二）确定巷道拱高4三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸 5（一）选择支护参数5（二）选择道床参数6（三）确定巷道掘进断面尺寸6四、布置水沟和管线6五、计算巷道掘进工程量及材料消耗量7六、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表8巷道断面设计示例 我国煤矿设计部门对常用的巷道断面已编制出巷道断面施工图标准设计，可供查阅选用。现举例说明巷道断面设计的步骤和方法。某煤矿采用立井开拓，年设计生产能力为180万t，低瓦斯矿井，中央并列式通风，矿井生产期间正常涌水量为620m3/h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m3/h。矿井设计采用ZK106/250架线式电动机牵引1.5t矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，围岩坚固性系数f=46,通过巷道的风量为48m3/s，巷道的设计坡度为3。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。试设计该运输大巷直线段的巷道断面。一、选择巷道断面形状与支护方式设计年产180万t矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上。采用600mm规矩的双轨运输的大巷，其净宽在3m以上。巷道穿过中等稳定的岩层，在简化设计同时既有利于施工和安全生产又具有明显经济效益的条件下，设计该巷道采用直墙半圆拱形断面，采用钻研爆破方法掘进。该巷道设计选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，局部需加强支护地段铺设钢筋网，形成锚喷网联合支护。二、确定巷道净断面尺寸在既保证各种机械、器材或运输设备在巷道中畅行无阻，又能满足煤矿安全规程规定的人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量、风速要求，同时还要考虑敷设于巷道中的各种管道、电缆的合理布置等原则下进行巷道断面尺寸的设计。 （一）确定巷道净宽度 查本教材表3-2知ZK106/250电机车体宽A1=1066mm、高h=1550mm,1.5t矿车宽1055mm、高1150mm。 根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=840mm800mm，非人行道一侧安全间隙宽a=400mm。查表3-3知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间的距离为 1300（1062/21062/2）240mm200mm 故巷道净宽度： Ba1+b +c1(4001062/2)1300(1062/2840) 930130013703600mm （二）确定巷道拱高 半圆拱形巷道拱高h0B/23600/21800mm。半圆拱半径Rh01800mm。（三）确定巷道壁高h3 1. 按照线电机车导电弓子要求确定h3 由表3-7中半圆拱形巷道壁高公式得式中 h3轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm。hc道床总高度。查表3-10选30kg/m钢轨，再查表3-5得=410mm，道砟高度h3=220mm。n导电弓子距拱璧安全距离，取=300mm。K导电弓子宽度之半，K =718/2=359，取K =360mm。b1轨道中线与巷道中线间距，b1B/2a13600/2-930=870mm。 故 按管道装设要求确定h3 式中 h5道砟面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800mm； h7管子悬吊件总高度，取h7=900mm； m导电弓子距管子间距，取m =300mm； D压气管法兰盘直径，D =335mm； b2轨道中线与巷道中线间距，mm。故 按人行高度要求确定h3 式中，j为距巷道壁的距离。要求距巷道壁处的巷道有效高度不小于1800mm，一般取j=200mm。故mm。 上述三式计算的最大值是1633mm，考虑一定的富余量，确定本巷道壁高为=1820mm。则巷道高度mm。（四）确定巷道净断面积S和净周长P 由表3-7得半圆拱形巷道的净断面积式中道砟面以上巷道壁高，mm。故mm2=10.8巷道断面净周长mm=12.5m。（五）用风速校核巷道净断面积 查表3-9，该巷道的允许最大风速，已知通过大巷风量，代入式（3-6）得m/s 设计的大巷净断面面积，风速没超过规定，并有相应的富余量，可以使用三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸 （一）选择支护参数 采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属III类围岩、服务年限大于20年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大并能快速安装的树脂锚杆。锚杆杆体为20螺纹钢，每个孔安装两个树脂药卷，锚固长度 700mm，设计锚杆预紧力50kN，锚固力120kN。锚杆长度2.0m，呈方形布置，其间排距0.8m0.8m。锚杆托板为10mm厚、120mm120mm的拱形托板。 喷射混凝土设计厚度T1=100mm，设计强度为C18，分两次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度T= T1=100mm。巷道局部需加强支护地段，在每次喷射50mm厚混凝土厚铺设6mm的钢筋网，网格尺寸为100mm100mm，形成锚喷网联合支护。（二）选择道床参数 根据巷道通过的运输设备，已选用30/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为410mm和220mm，道砟面至轨面高度mm。采用钢筋混凝土轨枕。（三）确定巷道掘进断面尺寸 由表3-7计算公式得： 巷道设计掘进宽度mm。 巷道计算掘进宽度mm。 巷道设计掘进高度mm。 巷道计算掘进高度mm。 巷道设计掘进断面面积m m 2。取m2 巷道计算掘进断面积m m 2。取m2四、布置水沟和管线 已知通过巷道的水量为160m3/h，设计水沟坡度为3，查表3-12得：水沟深400mm，水沟宽400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0.203 m2，每米水沟盖板用钢筋1.633、混凝土0.0276 m3，水沟用混凝土0.133 m3。 压风管和供水管悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方，见图3-11。五、计算巷道掘进工程量及材料消耗量 由表3-7计算公式得： 每米巷道拱与墙计算掘进体积 m3。 每米巷道墙脚计算掘进体积 m3。 每米巷道拱与墙喷射材料消耗m3。 图3-11每米巷道墙脚喷射材料消耗 m3。 每米巷道喷射材料消耗（不包括损失） m3。 每米巷道锚杆消耗为： 式中P1计算锚杆消耗周长，m； 、锚杆间距、排距，m。故 根 折合质量为： 式中l锚杆长度，l=2.0m； d锚杆直径，d =18mm； 锚杆材料密度，=7850/ m3。 经计算得G=72.21。由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗支。 每排锚杆数为：根 每排树脂药卷数：支 每米巷道粉刷面积：式中，B3为计算净宽，m。故 m2六、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表 根据以上计算结果，按1:50比例绘制出巷道断面施工图（图3-11），并附上运输大巷特征表（表3-15）和工程量及材料消耗量（表3-16）。表3-15 运输大巷特征围岩类别断面面积/设计掘井尺寸/mm喷射厚度/mm锚杆/mm净周长/m净面积设计掘井宽高形式排列方