圆弧拱巷道断面设计

1、 井巷工程课程设计 10级采矿工程专业井巷工程课程设计说明书学 号：120100201172姓 名：兰 伟 东 班 级：采矿（2）班 指导老师：张 海 峰 设计成绩： 设计时间:2012-12-24 目录1.巷道断面形状选择·······························&#

2、183;···········32.巷道净断面尺寸····································

3、3;········31）确定巷道净宽度········································

4、····32）确定拱高·············································

5、;····33）确定壁高············································

6、3;····44）确定巷道净断面积S和净周长P·······························65）用风速校核巷道净断面积·········

7、83;···························66）选择支护参数·····················

8、··························67）选择到床参数······················

9、83;··························63.布置管道内水沟和管缆·····················&#

10、183;···················74.计算巷道掘进工程量及材料消耗量···························&#

11、183;··95.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和巷道工程量及材料消耗量表·106.设计心得·······································

12、83;············117.参考文献····································&

13、#183;···············12题目某煤矿年设计生产能力500万t/a，低瓦斯矿井，最大涌水量300/h。通过运输大巷涌水量为140/h，采用ZK149/550架线电机车牵引5.0t底卸式矿车运输，大巷围岩稳定（f=4.5），大巷通风量为92/s巷道内敷设一趟=220mm的压风管和一趟=150mm的供水管。采用圆弧拱形断面。一.选择合适的巷道断面形状。年产500万吨矿井的运输大巷，一般服务年限在25年以上，采用900mm轨距双轨运输的

14、大巷，穿过稳定岩层（f=4.5），故选用价格低廉，质量轻，锚固力大的玻璃钢锚杆与喷射混凝土支护，圆弧拱形断面。二.设计双轨直线段的巷道断面。（一）确定巷道净宽度B查表2.2可知ZK149/550电机车宽A1=1335mm、高h=1550mm，5t底卸式矿车宽1520mm、高1550mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽c=1000mm、非人行道一侧宽a=500mm。又查表2.3知该双轨中线距b=1800mm，则两电机车之间距离该距离大于煤矿安全规程所规定的两列对开电机车对开安全间隙0.2m，故巷道净宽 B=4800mm（二）确定巷道拱高h0圆弧拱形巷道拱高：圆弧拱形巷道半径R取B=4800mm

15、由采矿工程师手册527查得当= 时，R=0.541667B，R=0.541667 4800mm=2600mm（三）确定巷道壁高h31.按架线式电机车导电弓子确定h3由表2.3中半圆拱形巷道壁高公式得：h4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2.9选用30kg/m钢轨，再查表2.11得hc=410mm，道碴高度hb=220mm；n导电弓子距拱壁安全间距，取n=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2410mm+1000mm1652mm1758mm2.按管道装设要求确定式中道碴面至管子底高度，按

16、煤矿安全规程取=1800mm；管子悬吊件总高度，取900mm;由表2.11取=220mm；m导电弓子距管子间距，取m=300mm；D压气管法兰盘直径，D=335mm轨道中线与巷道中线间距，1773mm3.按人行高度要求确定式中为距离巷道壁的距离。距墙壁处的巷道有效高度不小于1800mm。100mm，一般取=200mm。2020mm综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高度为2100mm。则巷道高度按0.1m进级原则，取H=3500mm（四）确定巷道净断面积和净周长由表2.6公式得净断面积 式中 道碴面以上巷道壁高，则净周长（五）用风速校核巷道净断面积查表2.8可知vmax=8m/s，已知通过

17、大巷风量最大值Q=92/s代入式得；设计的大巷净断面面积，风速没有超过规定，可以使用。（六）确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸1.选择支护参数采用锚喷支护，根据巷道净宽、穿过中等稳定岩层、服务年限为25年以上等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的玻璃钢锚杆，根据煤巷锚杆支护理论与成套技术直径在16mm以上的玻璃钢锚固力，抗拉强度 500MPa。1.按悬吊理论设计锚杆参数式中当围岩普氏坚固性系数f 3时，可按H=B/2f计算，H=B/2f=锚杆锚固端长度一般可通过拔拉试验确定，对端锚锚杆可取=0.30.4m，取=0.4m，锚杆外露长度主要取决于锚杆类型和锚固方式，一般=0.1mL=400m

18、m+534mm+100mm=1034mm考虑到服务年限长，以及巷道作用取L=1800mm2.锚杆杆体直径Q设计锚固力，Q=60KN杆体材料抗拉强度，=500MPa3.锚杆间排距，K锚杆安全系数，一般取K=1.52取K=2；岩石重力密度KN/ ，考虑到地压作用。a=1.08m考虑到可靠性，取锚杆长L=1.8m,直径取d=17mm查煤巷锚杆支护理论与成套技术选用K6017C型玻璃钢锚杆，其单位长度质量为0.38kg/m,取锚杆间排距为1.0m 1.0m；托板为厚的方形钢板。混凝土层厚100mm，分两次喷射，每次喷射50mm厚，故支护厚度T= =100mm。2.选择道床参数根据巷道通过的运输设备，已

19、选30kg/m钢轨，其道床参数，分别是410mm和220mm，道砟面至轨面高度。采用钢筋混凝土轨枕。3.确定巷道掘进断面尺寸由表2.7计算公式得：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：三.布置巷道内水沟和管线。已知通过巷道的最大涌水量为300m³/h，现采用水沟坡度为0.3%，查表2.12得水沟深度为450mm，水沟宽度为500mm，净面积为，掘进断面面积为。，每米水沟盖板用钢筋、混凝土，水沟用混凝土。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方，如施工图所示：四计算巷道掘进工程量和

20、材料消耗量。由表2.7计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积：m³每米巷道墙角计算掘进体积：m³每米巷道墙与拱喷射材料消耗：m³每米巷道墙角喷射材料消耗：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：式中 计算锚杆消耗周长，M M锚杆间排距，M=1.0m；故根折合重量为：已知玻璃钢锚杆单位长度质量为0.38kg/m，故其折合质量为0.38NL=0.38kg/m 10.25 1.0m=3.90kg由于每个锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗，支。每排锚杆数为：每排树脂药卷数：每米巷道粉刷面积：式中计算净宽，故五.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。 运输大巷特征表围岩类别断面面积/设计掘进尺寸/mm喷射厚度/mm 锚杆/mm净周长/m净面积设计掘进宽高型式排列方式间排距锚杆长直径14.617.2550003820100玻璃钢锚杆方形100018001714.7围岩类型计算掘进工程量/m³锚杆数量/根 材料消耗粉刷面积/巷道墙角喷射材料/m³ 锚杆托板/个树脂药卷/个17.490.3510.251.0910.2520.5010.2865运输大