第三章巷道断面设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 巷道断面设计,本章重点内容：,1,、掌握井下常用巷道断面形状,2,、学会巷道断面设计方法,巷道断面设计的原则：,1,、要满足生产的需要,2,、保证使用的安全,3,、符合施工要求,4,、取得最佳经济效果,第一节 巷道断面形状,第二节 巷道断面尺寸,一、巷道净宽度的确定（拱形双轨运输大巷）,B=a+2A,1,+C+t2.4m (3-1),式中,:,B-,巷道净宽度,m;,a-,非人行道一侧的宽度,煤矿安全规程,规定,a0.3m;,铺输送机,a0.5m,；,A,1,-,运输设备的最大宽度,m;,C人行道的宽度,煤矿安全规程,规定,C0.8m;,人车停车场,C10m,；,t-,两对开列车最突出部分之间的距离,t0.2m;,二,.,巷道净高度的确定,H=h,0,+h,3,-h,b,(3-2),式中,:H-,拱形巷道的净高度,m;,h0-,拱形巷道的拱高,m;,h3-,拱形巷道的墙高,m;,hb,-,拱形巷道内的道渣高度,m;,第二节 巷道断面尺寸,1.,拱高,h,0,的确定,2.,墙高,h,3,的确定,三,.,巷道的净断面面积,1.,半圆,拱形,巷道的净断面面积,:,S=B(0.39B+h,2,)(3-3),2.,圆弧,拱形,巷道的净断面面积,:,S=B(0.24B+h,2,)(3-4),3.,梯,形,巷道的净断面面积,:,S=(B,1,+B,2,)H/2 (3-5),四,.,巷道风速验算,v=Q/S,v,max,(3-6),式中,:v-,通过该巷道的风速,m/s,;,Q-,通过该巷道的风量,m/s;,S-,巷道的净断面面积,m;,v,max,-,允许通过该巷道的最,大风速,m/s,;,第二节 巷道断面尺寸,第二节 巷道断面尺寸,五,.,巷道设计掘进断面和计算掘进断面面积,(,一,),巷道设计掘进断面面积（包括支护参数在内的巷道断面）,1.,支护参数的确定,2.,道床参数的选择,3.,巷道设计掘进断面,:,(1),半圆拱形巷道设计掘进断面面积,S,1,=B,1,(0.39B1,+h,3,)(3-7),(2),圆弧拱形巷道设计掘进断面面积,S1=0.24B+1.27BT+1.57T+B1h3,(3-8),(3),梯形巷道设计掘进断面面积,S,1,=B,1,(B,3,+B,4,)H,1,/2 (3-9),式中符号意义见图,3-3,图,3-4,和表,3-8,3-9,3-10;,轨距是钢轨头部顶面下,16,毫米范围内,两股钢轨作用边之间的最小距离。我国铁路主要采用,1435,毫米的标准轨距,成都铁路局的部分铁路轨是,1000,毫米的窄轨。早先,世界各国的铁路轨距五花八门,各不相同,有,610,毫米、,762,毫米、,891,毫米、,1000,毫米、,1067,毫米、,1372,毫米、,1435,毫米、,1524,毫米、,1880,毫米、,2141,毫米,即使现在,全世界也有三十来种不同的轨距。在亚洲,虽然中国铁路里程数第一,但是,21,条铁路连接点却不能与周边国家连接共享。尽管有一条亚欧大陆桥铁路可以穿越哈萨克斯坦、吉尔吉斯、乌兹别克和塔吉克斯坦等国,能够到达欧洲或非洲,但是每次中国货物在新疆阿拉山口出境时,海关都要囤积等候数日,将集装箱上一个一个的货柜重新吊装到另一个国家的火车底盘上,才能够继续向西运到土库曼或阿塞拜疆。之后,又要将集装箱货物换到轨距不一的土耳其火车上,这样才能沿着欧亚铁路土西新干线到达欧洲的西班牙等国。各国铁路轨距标准不一,造成了运输线路的不畅通。东北亚区域陆路相连的中、俄、蒙、朝、韩,5,国中,中、朝、韩为标准轨,俄、蒙为宽轨。这样,即使铁路线路可以连接上,但仍然无法实现运输线路的畅通。这个问题虽然也可以用集装箱方式来解决,但提高了运输成本。有人说越南的铁路“苗条”,原来越南铁轨的宽度不是国际标准的,1435,毫米,而是,1200,毫米,比国际标准的尺寸窄。究其原因,有热门说法是为了战争需要,因为这样外国的火车就进不了越南,外国侵略者就不能掠夺他们的财富了。“泛欧亚铁路干线,(,也叫第二座欧亚大陆桥,),也常常受到这个问题的困扰。目前,由于独联体国家仍沿用,1520,毫米的宽轨铁路,与欧洲和中国等国家所使用的轨距标准不同,这严重限制了经哈萨克斯坦进入中国的欧亚铁路的国际联运。而如果“泛欧亚铁路干线”全程共同使用宽度为,1435,毫米的国际标准铁路,这样,今后从欧洲各城市开出的火车,即可不再更换车厢,直接开往中国,从而最终实现“欧亚直通车”。目前,欧洲同中国的绝大多数货物交易通过海运,需要,55,天时间的运输。另一条铁路运输通道经俄罗斯的西伯利亚,要走上,15-20,天。而“泛欧亚铁路干线”直通后,从欧洲到中国只需,8,天。为了解决以上的混乱状况,1937,年国际铁路协会作出规定：,1435,毫米的轨距为国际通用的标准,1520,毫米以上的轨距为宽轨,1067,毫米以下的轨距为窄轨。,第二节 巷道断面尺寸,(,二),巷道计算掘进断面面积,巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖量,(75mm),即可求出巷道计算掘进断面尺寸,.,六,.,拱形巷道断面尺寸计算公式,:,直墙半圆拱形巷道断面计算公式见表,3-8;,直墙圆弧拱形巷道断面计算公式见表,3-9;,梯形巷道断面计算公式见表,3-10;,第三节 巷道断面内水沟设计和管线布置,一,.,水沟设计,(,一,),水沟断面形状,;,见图,3-6,3-7;,(,二,),水沟坡度,:,3,-5;,(,三,),水沟技术特征表,见表,3-11;,第三节 巷道断面内水沟设计和管线布置,二,.,管线布置,1.,管道既可布置在人行道一侧,也可布置在非人行道一侧,.,管道可采用管墩,托架固定或锚杆吊挂,.,若管路布置在人行道一侧,其下部距水沟盖板的垂高不低于,1.8,m.,2.,在架线式电机车运输的巷道内,管路不易直接置于巷道底板上,以免电流腐蚀管道,.,a0.2m;,3.,通讯电缆和电力电缆不宜设在巷道同侧,.,若设在同侧时,通讯电缆应该设在电力电缆上方,0.1,m,以上的距离处,.,4.,高压电缆和低压电缆同侧敷设时,间距应该大于,0.1,m,以上,.,高压电缆之间,低压电缆之间应该保持,50,mm,间距,.,5.,电缆和管道同侧敷设时,电缆要悬挂在管道上方,间距应该大于,0.3,m,以上,.,6.,电缆悬挂高度为,1.5-1.9,m,悬挂点间距不大于,3.0m.,电缆与运输设备间隙,0.25m;,第四节 巷道断面设计示例,例题：某煤矿，年产设计能力,90,万,t,，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/h,。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流,水量为,160m/h,，采用,ZK10,6/250,架线式电机车,牵引,15 t,矿车运输。该大巷穿过中等稳定的岩层，,岩石坚固性系数,f,4,6,，大巷需通过的风量为,28m/s,。巷道内敷设一趟,200mm,的压风管和一趟,100mm,的供水管。试设计该运输大巷直线段的断,面。设计步骤如下：,第四节 巷道断面设计示例,一,.,选择巷道断面形状,:,根据,煤矿设计规范,规定，年产,90,万,t,的矿井，第一水平运输,大巷的服务年限在,20,年以上，,600mm,轨距的双轨运输大巷净宽在,3m,以上，为中等稳定的围岩，故选用管缝式锚杆和喷射混凝土支,护，,选用直墙半圆拱形断面。,二,.,确定巷道断面尺寸,:,(,一,),确定巷道净宽度,B,查表,31,可知,ZK10-6/250,型电机车（,Z,表示直流；,K,表示矿用）,A,1,=1060mm,高,h=1550mm;1.5t,矿车宽度,1050mm,高,1150 mm.,根据,取人行道宽度,C=840mm,非人行道一,侧 间隙,a=400mm.,又查表,3-2,知,本巷道双轨中心距,b =1300mm,第四节 巷道断面设计示例,则两电机车之间距为,:,1300-(1060/2+1060/2)=240mm;,巷道净宽为,:,B=a,1,+b+c,1,=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840),=3600mm;,(,二,),确定巷道拱高,h,o,半圆拱形巷道拱高,h,0,=B/2=3600/2=1800mm,;,半圆拱半径,R=h,0,=1800mm;,3600,第四节 巷道断面设计示例,(,三,),确定巷道壁高,h,3,1.,按架线电机车导电弓子要求确定,h,3,由表,3-3,中公式得,:h,3,h,4,+hc-(R-n)-(K+b,1,);,经计算得,:h,3,1502mm;,式中：,h,4,轨面起电机车架线高度，取,h,4,2000,；,h,c,道床总高度，查表,3,7,得,h,c,360,，,h,b,200,；,n,300,，,K,718/2,359,，取,K,360,；,2.,按管道装设要求确定,h,3,h,3,h,5,+h,7,+h,b,-R-(K+m+D/2+b,2,),经计算得,:h,3,=1613mm;,3.,按人行高度要求确定,h,3,h,3,1800+h,b,-R-(R-j),经计算得,:h,3,=1195mm;,取巷道壁高,1820mm,;,则巷道全高,:H=1800,1800,220,3400mm;,第四节 巷道断面设计示例,(,四,),确定巷道净断面面积,S,和净周长,P;,S=B(0.39B+h,2,),经计算得,:S=108 m;P=12.5 m;,(,五,),用风速校核巷道净断面面积,已知通过大巷的风量,Q=28m/S,代入公式,(3-6),得,:,v=Q/S=2.568m/S;,校核合格,;,(,六,),选择支护参数：,18m,；,08m,；,08m,；,喷射厚度：,1,100mm,；支护厚度：,1,100mm,；,(,七,),选择道床参数：,(,八,),确定巷道掘进断面尺寸,:,由表,38,公式计算得,:,巷道设计掘进宽度,:,B,1,=B+2T=3800mm;,巷道计算掘进宽度,:,B,2,=B,1,+2,=3950mm;,巷道设计掘进高度,:,H,1,=,H+h,b,+T,=3720mm;,巷道计算掘进高度,:,H,2,=H,1,+,=3795mm;,第四节 巷道断面设计示例,巷道设计掘进断面面积,:,S,1,=B,1,(0.39B,1,+h,3,)=12.5m,;,巷道计算掘进断面面积,:,S,2,=B,2,(0.39B,2,+h,3,)=13.2m,;,三,.,布置巷道内水沟和管线,已知巷道通过水量,160,m/h,水沟坡度,3;,查表,311,知,:,水沟规格为,400400 mm,其净断面面积,0.16m,其掘进断面面积,0.203m;,每米水沟盖板用钢筋,1.633Kg,混凝土用,0.276m;,水沟用混凝土,0.133m;,管路悬吊于人行道上部,电力电缆挂在非人行道一侧,通讯电缆挂在管子上方,如图,3-8,所示,.,四,.,计算巷道掘进工程量,由表,3-8,计算公式得,:,第四节 巷道断面设计示例,每米巷道计算掘进体积,:,V,1,=S,2,1,=13.2m;,每米巷道墙脚计算掘进体积,:,V,1,=0.2(,T+,)1,=02,（,01,0075,）,1,0.04m,;,每米巷道拱与墙喷射材料消耗,:,V,2,=157(B,2,T,1,)T,1,+2h,3,T,1,1=0.96m,每米巷道墙脚喷射材料消耗,:V,4,=0.2T,1,1=0.20.11=0.02m;,每米巷道喷射材料消耗,V=V,2,+V,4,=0.96+0.02=0.98m;,每米巷道锚杆材料消耗,:,N=2(P,1,/2M)+1/M;,式中,:P,1,-,计算锚杆消耗周长,P,1,=1.57B,2,=6.2,m;,M-,锚杆间距,M=0.8,m;,M-,锚杆排距,M,=M=0.8m;,故,:,P,1,/2M=6.2/1.6=3.8754,根,;,N=(24+1)/0.8=11.3,根,;,折合重量,22.52Kg;,每排锚杆数为,:N0.8=11.30.89,根,;,每米巷道的粉刷面积,:,S,n,=1.57B,3,+2h,2;,Sn=9.1,m,；,第四节 巷道断面设计示例,五,.,绘制巷道断面施工图,编制巷道特征表,每米巷道掘进工程量表,和材料消耗量表,;,巷道断面施工图按,1:50,绘制,;,附上工程量和材料消耗量表,;,