巷道断面设计(高星宇)

巷道断面设计

目录

一、设计条件： .................................................................................2 二、设计内容： .................................................................................2 1.选择巷道断面形状 .......................................................................2 2.确定注的面面尺寸 .......................................................................2 2.1 确定巷道净宽度B .................................................................2 2.2 确定巷道拱高h0 ....................................................................3 2.3确定巷道壁高h3 .....................................................................3 2.4 确定巷道净断面积S和净周长P ...........................................4 2.5 用风速校核巷道净断面积 .....................................................4 2.6选择支护参数 .........................................................................4 2.7选择道床多数 .........................................................................5 2.8确定巷道掘进断面尺寸 ..........................................................5 3．布置巷道内水沟和管线 .............................................................5 4．计算巷道掘进工程量及材料消耗量 ..........................................5 5．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及材料消耗量 ..................................................................................6 三、设计心得 ......................................................................................6 附：参考文献 ....................................................................................7

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巷道断面设计

双轨运输巷道断面设计

一、设计条件：

兖州矿业集团济宁三号井为1998年投产的现代化大型矿井，设计生产能力为5Mt/年，服务年限为81年。采用立井开拓、单水平倾斜大巷条带开采。地面标高+38m，生产水平为－520m，属低沼气矿井。通风方式为中央并列式通风，井下最大涌水量为450m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为水量160m3/h，风量40 m3/s；采用ZK7－6/250直流架线电机车 牵引1 t矿车运输。内设压风管φ108×4.0一路和供水管φ76×3.0焊接钢管一路，另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩，主要以泥岩为主，实测围岩松动圈：砂岩为0.4~0.5m，泥岩为1.0~1.3 m。 半圆拱，药卷规格φ35mm×150g×170mm

二、设计内容：

1.选择巷道断面形状

年产 500万t 矿井的第一水平运输大巷服务年限在80年以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过一般围岩，故选用钢筋砂浆锚杆和喷射混凝土支护，巷道断面为圆弧拱形。

2.确定注的面面尺寸

2.1 确定巷道净宽度B

查表知ZK7－6/250电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm； 1.0t矿车宽880mm、高1150mm。 根据《煤矿安全规程》取 巷道人行道宽C = 1020mm 非人行道一侧宽a=520mm。

查表知本巷双轨中线距b=1300mm 则两电机车之间距离为 1300－(1060/2 + 1060/2)= 240mm 故巷道净宽度:

B = a1 + b + c1

=(520 + 1060/2)+ 1300 +(1060/2 + 1020) = 1050 + 1300 + 1550 = 3900mm

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巷道断面设计

2.2 确定巷道拱高h0

半圆拱形巷道拱高h0 =1/3B=1300mm 半圆拱半径R R2 = (R - 1300 )2 + ( B/2)2

R = 2112.5mm

2.3确定巷道壁高h3

2.3.1．按架线电机车导电弓子要求确定h3

半圆拱形巷道拱高公式得

h3 ≥ h4+hc+ R2?(B/2)2 + (R?n)2?(K+b1)2

式中 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；

查表选18kg/m钢轨，再查表得hc= 320mm，道碴高度hb= 180mm；

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，

b1 = B/2－a1 = 3900/2－1050 = 900mm。 故

h3≥

2000+320+ 2112.52?19502? (2112.5?300)2?(360+900)2

= 1830mm

2.3.2按管道装设要求确定h3 半圆拱形巷道拱高公式得

h3≥h5+h7+hb+ R2?(B/2)2 ? R2?(K+m+D/2+b2)2 式中 h5——渣面至管子底高度，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，b2 = B/2－C = 3900/2－1550 = 400mm。 故

h3≥

1800+900+180+ 2112.52?19502? 2112.52?(360+300+335/ 2+400)2

= 1973mm

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2.3.3按人行高度要求确定h3

半圆拱形巷道拱高公式得

h3≥1800+hb+ R2?(B/2)2 ? R2?(R?j)2 式中 j ——距壁j处的巷道有效高度, 不小于1800mm。j≥100mm，一般取j=200mm。 故

h3≥1800+180+ 2112.52?19502? 2112.52?(2112.5?200)2 =1895mm

综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3 =2100mm。则巷道净高度H = h3－hb + h0=2100－180 + 1300 = 3220mm。

2.4 确定巷道净断面积S和净周长P

查表得净断面积 S = B(0.24B+h2)

式中h2—道碴面以上巷道壁高，h2 = h3－hb= 2100－180 = 1920mm 故 S = 3900(0.24×3900+1920) = 11138400 mm2 = 11.1 m2

净周长 P = 2.27B + 2h2 = 2.27×3900 + 2×1920 = 12693mm = 12.7m

2.5 用风速校核巷道净断面积

查表知vmax= 8m/s；《煤炭工业设计规范》 vmax= 6m/s，取vmax= 6m/s。已知通过大巷风量Q =40m3/s，代入式中得

Q40v===3.6<6m/s

S11.1设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。

2.6选择支护参数

本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.9m、穿过Ⅲ类围岩、服务年限大于10年等条件，查表《不同类别围岩巷道和硐室锚喷支护参数》得锚喷支护参数：锚杆长2000mm，间距a = 900mm，排距a’=900mm，锚杆直径d = 18mm，喷射混凝土层厚T1 = 100mm。

故支护厚度T = T1 = 100mm。

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巷道断面设计

2.7选择道床多数

根据本巷道通过的运输设备，已选用18kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为320和180mm，道渣面至轨面高度ha= hc－hb= 320－180 = 140mm。来用钢筋混凝土轨枕。

2.8确定巷道掘进断面尺寸

查表带入计算公式得：

巷道设计掘进宽度B1= B + 2T = 3900 + 2×100 = 4100mm 巷道计算掘进宽度B2= B1 + 2δ = 4100 + 2×75 = 4250mm

巷道设计掘进高度H1= H + hb + T = 3220 + 180 + 100 = 3500mm 巷道计算掘进高度H2= H1 +δ = 3500 + 75 = 3575mm 巷道设计掘进断面面积 S1= 0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3

=0.24×39002+1.27×3900×100+1.57×1002+4100×2100mm2 =12771400mm2

取S1= 12.8 m2

巷道计算掘进断面积

S2= B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3

= 39002+1.27×3900×100+1.57×1002+0.24×100+0.1×3900+0.01+4250×2100 = 24646414mm2 取S2= 24.6 m2

3．布置巷道内水沟和管线

已知通过本巷道的水量为160m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查表3-11得：水沟深400mm、水沟宽400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0.203m2，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，动力、照明电缆挂在非人行道一侧，通讯和信号电缆挂在管子上方。

4．计算巷道掘进工程量及材料消耗量

每米巷道拱与墙计算掘进体积V1= S2×1 =24.6×1=24.6m3 每米巷道墙脚计算掘进体积V3= 0.2（T +δ）×1 = 0.2（0.1 + 0.075）×1 = 0.04m3

每米巷道拱与墙喷射材料消耗

V2 = [(1.27B+1.57T+0.24)T1+3h3T1 ]×1

= [(1.27×3.9+1.57×0.1+0.24) ×0.1+3×2.1×0.1 ]×1 =1.165 m3

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