X矿X中段运输大巷 井巷设计

1、X矿X中段运输大巷 设计计算说明书设计：_制图：_ _ 某矿的第一个运输中段平面内，准备用双轨运输大巷，用ZK10-6/250型架空线式的电机车，套用2m3 固定式矿车运输，巷道穿过岩层的f=46，运输大巷涌水量为140 m3 /h，巷道内设两条动力电缆，三条照明和通讯电缆，一条=200mm的压风管，一条=100mm的供水管，运输大巷通过风量要求是502m3 /s任务：试作该巷道的标准断面设计图计算其设计巷道100m的掘进工程量、锚杆和混凝土材料消耗量。1、选型由条件可知，此巷道为运输大巷，为永久性工程，效劳年限长，因此，多用混凝土和锚喷支护，从掘进方法和掘进设备对于断面形状选择的考虑来说，为

2、简化设计和有利于施工，巷道断面多采用半圆拱和圆弧拱；从通风角度考虑，运输大巷过风量大，混凝土通风阻力小，更有利于通风，三心拱也是常见的一种形式，断面利用率高，综上所述，断面形状选用直墙三心拱形断面。2、确定尺寸巷道净宽度B0 巷道净高度H0 B0 =2b+b1 +b2+m由题设条件可知，电机车型号为ZK10-6/250和2m3 固定式矿车查3-1表得表3-1 金属矿井下运输设备类型及规格尺寸运输设备类型设备外形尺寸轨距S0架线高度H1线路中心距F长宽b高h电机车架线式ZK1.5/1002100920 10401500600 7621600-20001200 1300ZK3/2502700125

3、01500600/7621700-21001500ZK7/250450010607621800-22001300 1600ZK7/550450010607621800-22001300 1600ZK10/250450010607621800-22001300 1600ZK10/550450010607621800-22001300 1600ZK14/250490013601600762/9001800-22001600ZK14/550490013551550762/9001800-22001

4、600ZK20/550739017001800762/9002230-34002000蓄电池式XK2.5/48210095016506001200XK2.5/48A2100950 105016507621200 1300XK6/10044301063155090013009/132A13601600矿车固定式车厢YGC0.5(6)120085010006001100YGC0.7(6)150085010506001100YGC1.2(6)/(7)190010501200600/7621300YGC2(7)/(9)300012001200600/7621500YGC4(7)/(9)37001330

5、1550762/9001900YGC10(7)/(9)710015001650762/9002100翻转式YFC0.5(6)150085010506001200YFC0.7(6)/(7)16509801200600/7621300曲轨侧缷式YCC0.7(6)165098010506001300YCC1.2(6)1900105012506001300YCC2(6)/(7)300012501300600/7621500YCC4(7)/(9)390014001650762/9001700底卸式YDC4(7)3900160016507621900 电机车宽度为1060mm，固定式矿车宽度为1200mm

6、 因此，b=1200mm查设计资料可知，表3-2 人行道宽度mm人推车电机车人车停车处的巷道两侧矿车摘挂钩的巷道两侧70080010001000m=300mm b1 =300mm 人行道宽度b2 =1000mm B0 =2x1200+300+1000+300=4000mmH0 =f0 +h3 h5 f0 =B0 /3表3-8 轨道结构尺寸参考轨道型号/kgm-1钢筋混凝土轨枕木轨枕h6h5h6h581115182433320 (260)320 (270)350350400420160 (100)160 (100)200200250250300 (250)320 (260)32032035036

7、0140 (100)140 (100)160160200220 18kg/m轨道，h5 =200mm，h6=350mm A= b1 +b/2=900mm有关参数系数表参数f0 /B0 f0 B0RB0rB0拱弧长P弧B0拱面积S拱B021/30.33330.69200.2620561933411.32870.26201/40.25000.90440.1727632626341.21110.20001/50.20001.12900.1285681221481.6510.1600r/ B0 =0.2620 r=1048mm =5619 K=400mm cos=0.556A、按架线式机车导电弓子顶端

8、两切线的交点与巷道拱壁之间最小平安距离计算 cos=0.5550.554 h3 =H1+h6- 主要运输巷道电源电压小于500v，H1 不低于1800mm H1 =1800mm h3 =1800+350-=1569mmB、按行人要求确定巷道墙高 h3 =1900+h5 -=1900+ h5 -14.1=1655mmC、按架设管道要求确定巷道墙高 h3 =1900+h5 +n C=B0-A-F 查表3-1 得F=1500mmC=4000-900-1500=1600mm Z2 =B0 /2-C=400mm 又，由题设可得D1=200mm D2=100mm n=D1+100+D2=400mmh3=1

9、900+200+400- =1512mm从上述三方面计算出墙高h3 分别为1569mm、1655mm、1512mm故h3 =1655mmH0 = h3 h5 + f0 =1655-200+4000/3=2789mm巷道净断面面积S0=B0h3 +0.262B0 =4000 x(1655+0.262x4000)=10.812m2 查表3-11(见下页)h3=h2+h5 h2=h3-h5 =1655-200=1455mm通风断面S通=B0h2 +0.262B0 =4000 x(1455+0.262x4000)=10m2 表3-11三心拱巷道断面及工程量计算公式名 称单位符号和计算公式f0=B0/3

10、f0=B0/4从轨面起电机车矿车高度从轨面起墙高道碴厚度道碴面到轨道面底板到轨面高度从道碴面起墙高从底板起墙高架线高度巷道掘进高度拱厚运输设备宽度运输设备到支架的间隙两行运输设备之间的间隙人行道宽度巷道净宽单轨巷道净宽双轨墙厚巷道掘进宽度巷道净周长通风断面净断面掘进断面每米巷道掘进体积每米巷道砌拱所需材料每米巷道砌墙所需材料每米巷道根底所需材料mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm2m2m2m3m3m3m3hh1h5h4h6=h4+h5h2=h1+h4h3=h2+h5H1H=h3+f0+d0d0bb1mb2B0=b1+b+b2B0=b1+2b+m+b2T

11、B=B0+2TP=2h2+2.33 B0S通=B0 (h2+0.262b0)S净=B0 (h3+0.262b0)S掘=Bh3+0.262B20 + (1.33b0+1.55d0) d0V=S通 1V拱= 1.33b0+1.55d0d0V墙=2h3TV基= m1+m2T+m1ehh1h5h4h6=h4+h5h2=h1+h4h3=h2+h5H1H=h3+f0+d0d0bb1mb2B0=b1+b+b2B0=b1+2b+m+b2TB=B0+2TP=2h2+2.24 B0S通=B0 (h2+0.196b0)S净=B0 (h3+0.196b0)S掘=Bh3+0.196B20 + (1.22b0+1.58d

12、0) d0V=S通 1V拱= 1.22b0+1.58d0d0V墙=2h3TV基= m1+m2T+m1e3、校验风速表3-6井巷最高允许风速值井巷名称最高风速m/s备注专用风井、风硐15设梯子间的井筒风速，不超过8m/s修理井筒时，风速不超过8m/s专用物料提升井12风桥10提升人员和物料的井筒、主要进风道、回风道、修理井筒8运输巷道、采区进风道6采矿场、采准巷道4V=Q/S通 =50/10=5m/sV允 =6m/s 校验合格通过4、计算掘进断面 查表3-10 巷道断面净宽度在3651-4250mm之间，岩石巩固性系数f=4-6得d0=300mm由3-11表和表3-9(见下页)可知S掘 =Bh3

13、+0.262B02+(1.33B0+1.55d0)d0+S沟 +S根 =4600 x1655+0.262x40002+(1.33x4000+1.55x300)x300+161000+500 x300+250 x300=13.54m2表3-9 巷道水沟特征水沟支护材料涌水量/m3h-1水沟净尺寸/mm水沟断面/m2每米水沟材料消耗量i=0.3%i=0.5%上宽下宽深度净掘水沟支护水沟盖板从到从到混凝土/m3钢材/kg木材/m3混凝土/m3钢材/kg木材/m3混凝土010001203102802000.0590.1320.0730.0291.211011501211803302802800.078

14、0.1610.0830.0291.211512001802603503103100.0990.190.0930.0291.212013002613404003603600.1330.2380.1050.0291.21钢筋混凝土010001603608402000.0700.1010.0311.140.0291.211011501612303603402500.0880.1220.0341.140.0291.211512002312703603403000.1050.1430.0381.480.0291.212013002714004003803500.1370.1370.0441.650.02

15、91.21不支护010001203802302800.0850.0855、铺轨参数轨道型号根据通过该巷道的运输设备而定，按表3-7选取表3-7 生产能力与机车质量、矿车容积、轨距、轨型的一般关系运输量/kt机车质量/t矿车容积/m3轨距/mm轨道型号/kgm-18080-150150-300300-600600-10001000-20002000人推车1.5-33-71-1010-1414-20200.5-0.60.6-1.20.7-1.21.2-2.02.0-4.04.0-6.06.0600600600600600、762762、90090088-1111-1515-1818-2424-33

16、33题设条件为2m3 固定式矿车运输，根据矿车容积，选取轨道型号为18kg/m查3-8表可知井下多为混凝土轨枕，那么18kg/mh5=200mm h4=150mm, h6=350mm表3-8 轨道结构尺寸参考轨道型号/kgm-1钢筋混凝土轨枕木轨枕h6h5h6h581115182433320 (260)320 (270)350350400420160 (100)160 (100)200200250250300 (250)320 (260)320320350360140 (100)140 (100)160160200220 巷道人行道一侧应布置水沟，坡度3-5，巷道板最小流速不小于0.5m/s

17、简化设计查3-9表见第八页6、管线布置和设施 1、根本原那么：平安第一，方便安装检修 一般布置在人行一侧，动力线与通风电缆分开0.3m 2、方法有两：侧翼布置与悬挂布置， 小于0.3m悬挂电缆距车最高位0.5m以上挂距7、工程量计算域断面图绘制施工说明书1、工程计算表如下所示表3-10 巷道混凝土、混凝土土块及料石支护厚度表mm巷道净跨度mm支护厚度及岩石硬度混凝土混凝土土块料石1800205020512550255127502751365036514250425149504951529017020020025030030030020020025030030035035020020025030

18、0300350350此巷道断面的净跨度为4000mmd0=T=300mmV掘=S掘x100=13.54x100=1354m3 S支=S掘-S0=13.54-10.81=2.73m2 V支=S支x100=2.73x100=273m3 注：S支 此巷道断面的支护面积，m2 V支 支护此巷道所需的混凝土量，m3 V掘 -掘进此巷道的工程量，m32、锚杆用量由题设可知，此巷道穿过岩层的f=4-6，岩层的稳固性差，因此锚杆在岩面的布置为梅花形布置，如下列图示表5-11 国内几个冶金矿山使用锚杆支护的实例单位工程名称跨度/m地质条件支护类型锚杆长度L/m锚杆间距D/m锚杆长度与巷道跨度D/L梅山铁矿破碎机

19、硐室10.5高岭土化安山岩、砂化宝山岩喷锚网0.81/4-1/3副井运输道4.0高岭土化安山岩、凝灰角砾岩喷锚1.51.01/1.20.66金山店铁矿破碎机硐室11.5节理不发育石英闪岩喷锚网1/40.4运输巷道4.0节理间充填高岭土、绿泥石的石英闪长岩喷锚1.51.01/2.60.66南芬铁矿选矿厂泄水洞3.4钙质、泥质、碳质页岩与石英岩、泥灰岩互层喷锚1.51.01/2.30.66中条山铁矿电耙道3.1节理较发育的大理岩喷锚1.61.01/20.62由上表和图可知，因为此巷道为运输巷道，因此，锚杆间的间距D=1.0m，由锚杆布置图可知，每8m2 的拱顶面积上有7根锚杆，又100m的巷道面积为400m2 那么全长共有350根锚杆，假设巷道中间有裂隙等存在，锚杆数量还应增加。计算水泥、石子、砂子的质量采用200号混凝土支护，要求混凝土坍落度4cm，采用400号矿渣水泥、水泥比重为3t/ m3 ，砂是河沙比重2.54t/ m3