井巷工程巷道断面课程设计

第一章 巷道断面设计 某煤矿， 年产设计能力为 90 万吨， 矿井属于低瓦斯矿井， 中央分列式通风， 井下最大涌水量为 320m 3/h。 通过该矿井第一水平东翼运输大巷的流水量为160 m 3/h，采用 ZK106/250架线式电机车牵引 1.5T矿车运输。该大巷穿过中等稳定 的岩石，岩石坚固性系数 f4～6,大巷需通过的风量为 28 m 3/s。巷道年内敷设 一趟直径为 200㎜的风压管和一趟直径为 100㎜的水管。 试设计运输大巷直线段 的断面，及施工组织设计。 设计内容 （1 ）巷道断面的形状选择及尺寸的确定 （2 ）巷道施工 （3 ）施工组织管理 （4 ）安全技术措施 一、选择巷道断面形状 年产 90 万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20 年以上，采用 600㎜轨距双轨运输大巷，其净宽在 3m 以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用 钢筋㎡砂浆锚杆和喷射混凝土支护，巷道为半圆拱形断面。 二、确定巷道断面尺寸 （一）确定巷道净宽度 B 查表 3-1可知 ZK106/250电机车宽 A11060mm、高 h1550mm；1.5t矿车 宽 1050mm、高 1150mm。 根据 煤矿安全规程 ， 取巷道人行道宽C840mm， 非人行过一侧宽a400mm。 又查表 3-2知本巷双轨中线距 b1300mm，则两电机车之间的距离为 1300（1060/21060/2）240mm 故 巷 道 净 宽 度Ba1bc14001060/213001060/2840） 930130013703600mm。 （二）确定巷道拱高 h0 半圆拱形巷道的拱高 h0B/23600/21800mm。半圆拱半径 Rh1800mm。 （三）确定巷道壁高 h3 1.按架线电机车导电弓子要求确定 h3 由表 3-8中半圆拱形巷道拱高公式得 h3≥h4hc 2 1 2n-RbK  式中，h4 为轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h42000mm； hc 为道床总高度。查表 3-5选 24kg/m钢轨，再查表 3-7得 hc360mm,道渣高度 hb200mm；n为导电弓子距拱壁安全间距，取 n300mm;K为导电弓子宽度之半， K718/2359，取 K360mm；b 为轨道中线与巷道中线间距，bB/2a3600/2 930870mm。 故 h3≥2000360 222703603001800 1502mm 2.按管道装设要求确定 h3 h3≥h5h7hB 2 2 22/K-R）（bDm 式中，h5 为渣面至管子底高度，按煤矿安全规程取h51800mm；h7 为 管子悬吊件总高度，取 h7900mm；m 为导电弓子距管子间距，取 m300mm；D 为 压气管法兰盘直径， D335mm； b2 为轨道中线与巷道中线间距，bB/2C3600/2 1370430mm。 故 h3≥1800900200 224302/3353003601800 1613mm。 3.按人行高度要求确定 h3 h3≥1800hb 22j-R-R 式中，j为距巷道壁的距离。距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。 j100mm，一般取 j200mm。 故 h3≥1800200 2220018001800 1175mm。 综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为 h31800mm。则巷道高度 Hh3hbh0180020018003400mm。 （四）确定巷道净断面面积 S 和净周长 P 由表 3-8得净断面积 SB0.39Bh2 式中，h2 为道渣面以上巷道壁高，h2h3hb18002001600mm。 故 S36000.393600160010814400mm210.8m2 净周长 P2.57B2h22.5736002160012500mm12.5m （五）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 v8m/s，已知通过大巷风量 Q28m3/s，代入式3-6得 VQ/S28/10.82.56＜8m/s 设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。 （六）选择支护参数 本巷道采用锚喷支护， 根据巷道净宽 3.6m、 穿过中等稳定岩层即属类围岩、 服务年限大于 10a等条件， 得锚喷支护参数 锚杆长 1.8m， 间距 a0.78≈0.8m， 排距a0.8m， 锚杆直径d18mm， 喷射混凝土层厚T1100mm， 锚杆外露长度T250mm。 故支护厚度 TT1100mm。 （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， 道渣面至轨面高度 hahchb360200160mm。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 B1B2T360021003800mm。 巷道计算掘进宽度 B2B12δ 38002753950mm。 巷道设计掘进高度 H1HhT34002001003700mm。 巷道计算掘进高度 H2H1δ 3700753775mm。 巷 道 设 计 掘 进 断 面 面 积S1B10.39B1h33800 0.39 3800180012471600mm2。取 S112.5m2。 巷 道 计 算 掘 进 断 面 积S2B20.39B2h33950 0.39 3950180013194075mm2。取 S13.2m2。 三、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0.3， 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 V1S2113.2113.2m3 每米巷道墙脚计算掘进体积 V10.2Tδ 10.20.10.075 10.04m3 每米巷道拱与墙喷射材料消耗 V21.57B2T1T12h3T111.573.95 0.100.1021.800.1010.96m3 每米巷道墙脚喷射材料消耗 V40.2T110.20.1010.02m3 每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）VV2V40.960.020.98m3 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） N′ M 1/2M2P 1  式中，P1 为计算锚杆