平巷断面设计

1、一、项目要求云南某矿中段运输巷道，设计年通过能力为90万吨，中央分列式通风。通过该该巷道的涌水量 为180 m3/h，通过风量为35 m3/S,采用zk14-7/550 架线式电机车牵引1.5 吨矿车运输， 该大巷穿过岩层以细砂岩、粉砂岩为主，岩层中等稳定，岩石坚固性系数f=46，岩层内水文地质 简单，有少量节理裂隙水，对巷道施工有一定影响，现场实测围岩松动圈为0.8m。巷道内设两条动 力电缆、三条通讯及照明电缆，敷设一趟直径为200 mm的压风管和一趟直径为100 mm的水管，该巷 道主要用于通风、出矿、排水、行人。二、确定巷道断面尺寸确定巷道净宽度B查表 3-1 可知 ZK107/550

2、电机车宽 A1=1335mm、高 h=1600mm； 1.5t 矿车宽 1050mm、高 1150mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=840mm，非人行过一侧宽a=320mm，两电机车之间的距 离 t=220.故巷道净宽度 B=320+1335+220+1335+840=4050mm。确定巷道拱高h0圆弧拱形巷道，高跨比取2/5，拱高h0=B*2/5=1620mm。圆弧拱半径R=2080mm。确定巷道壁高h3按架线电机车导电弓子要求确定h3由表3-8中圆弧拱形巷道拱高公式得h3Nh4+hc-.(R2 (B / 2)2 - (R - n)2 - (k + b2式中，h4为轨面起电机车架线高

3、度，按煤矿安全规程取h4=2000mm； hc为道床总高度。查表 3-5选24kg/m钢轨，再查表3-7得hc=360mm，道渣高度hb=200mm； n为导电弓子距拱壁安全间距，取 n=300mm;K为导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm； b1为巷道中线与轨道中线间距， b1=B/2-A1/2-1=2025-1335/2-220=1138.故 h32000+360-%(2080 )2 - (2025 )2 -(2080 - 300) 2 - (360 + 1138 )2 =924mm按管道装设要求确定h3h3、h6+h7+hb+*R2 - (B / 2)2 寸R2 -

4、 ( K + m + D / 2 + b )2式中，h6为渣面全管子底高度，按煤矿安全规程取h6=1800mm； h7为管子悬吊件总高度，取 h7=800mm； m为导电弓子距管子间距，取m=300mm； D为压气管法兰盘直径，D=335mm； b2为轨道中线 与巷道中线间距，b2=B/2Ai/2-C=4050/21335/2-840=548mm。故 h3 1800+800+200+%2080 2 - (4050 / 2)2 :2080 2 - (360 + 300 + 335 / 2 + 548)2 =1600mm。综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1800mm。则巷道高度H

5、=h3hb+h0=1800 200+1620=3220mm。确定巷道净断面面积S和净周长P由表3-8得净断面积S=B(0.24B+h2)式中，h2为道渣面以上巷道壁高，h2=h3hb=1800200=1600mm。故 S=4050X (0.24X4050+1600)=10.42m2净周长P=2.27B+2h2=2.27 X 4050+2 X 1600=12394mm 12.4m用风速校核巷道净断面面积用式(3-9)校核巷道净断面面积值。查表3-4，知v=8m/s，已知通过大巷风量Q=35m3/s，代入式(3-6)得V=Q/S=35/10.42=3.36 V8m/s设计的大巷断面面积、风速没超过

6、规定，可以使用。选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4.05m、穿过中等稳定岩层即属类围岩、服务年限大于5a 等条件，得锚喷支护参数：锚杆长1.4m，间距a=0.8m，排距a=0.8m，锚杆直径d=37mm，喷射混凝土 层厚T1=60mm，锚杆外露长度T2=80mm。故支护厚度T=Ti=60mm。(七)选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，已选用24kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为360mm和200mm, 道渣面全轨面高度ha=hchb=360200=160mm。采用钢筋混凝土轨枕。(八)确定巷道掘进断面尺寸由表3-8计算公式得：巷道设计掘进宽度 Bi=B+2T=4050+2

7、X 60=4170mm。巷道计算掘进宽度 B2=Bi+26 =4170+2 X75=4320mmo巷道设计掘进高度 H1=H+hb+T=3220+200+60=3480mm。巷道计算掘进高度H2=H1+6 =3480+75=3555mm。巷道设计掘进断面面积 S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+ B1h3=11.76m2巷道计算掘进断面积 S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3= 12.03m2三、布置巷道内水沟和管线已知通过本巷道的水量为180m3/h，现采用水沟坡度为0.4%，查表3-11得：水沟深400mm、水沟 宽400mm

8、，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土 0.0276m3，水沟用混凝土 0.133m3。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方.四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量由表3-8计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2 X 1=11.76X 1=11.76m3每米巷道墙脚计算掘进体积 V3=0.2X (T+6 )=0.2X (0.06+0.075)=0.027m3每米巷道拱与墙喷射材料消耗 V2=(1.27B+1.57T+0.24) XT+2h3T=(1.27X4.05+1.57X0.06+0.24)

9、 X 0.06+2 X 1.8 X0.06=0.54m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1=0.2X0.06=0.012m3每米巷道喷射材料消耗(不包括损耗量)V=V2+V4=0.54+0.012=0.552m3 0.56m3每米巷道锚杆消耗N=(P1-0.5M)/MM =(9.1-0.5 X 0.8)/0.8 X 0.8=13.6 根式中，P1为计算锚杆消耗周长，P=1.27B+3.14T+0.24+2h3=9.2m； M、M为锚杆间距、排距， a=a=0.8m。折合重量为13.6Xm=13.6X0.22=2.99kg； m为每根锚杆的水泥装量。每排锚杆数为NX0.8=13.6X0.8e11根。每米巷道粉刷面积 Sn=1.27B3+2h2+0.24,其中 B3 为计算净宽，B3=B22T=4.322X0.06=4.2m。 故 Sn=1.27X4.2+2X 1.60+0.24=8.6m2。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量表根据以上计算结果，按1： 50比例绘制出巷道断面图，并附上工程量及材料消耗量表，如下表。这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的设计依据。表1-1运输大巷特征围岩类别断面面彳只/m”2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 进宽高型式夕卜露长 度排列方 式间、排距锚杆 长直径田10.4