巷道断面设计示例.doc

巷道断面设计示例 1、基本条件某深部矿井，年产设计能力为90万t,围岩性质煤岩，岩石条件Ⅳ类；岩石坚固性系数f1～1.5；工作面涌水量10m3/h；巷道坡度3‰；巷道通风量35m3/s；巷道涌水量无；巷道瓦斯情况高。 2、巷道内设备运输设备5T固定式矿车MG5.59B，牵引设备直流架线式电机车ZK109/550，轨距900mm，轨型30kg，混凝土枕木；运输最大件综采液压支架外形尺寸（长宽高）412014301550mm，检修轨运输拉运设备重型平板车MPC13.56外形尺寸（长宽高）25001400342mm；一趟Φ108mm供水管，一趟Φ200mm（法兰盘直径335mm）压风管；动力电缆三趟，电缆直径Φ50mm，信号电缆两趟，电缆直径Φ25mm。 二、设计内容 1、巷道服务年限30a； 2、选择断面形状、支护参数、确定巷道净断面尺寸和设计掘进断面尺寸，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表、每米巷道工程量和材料消耗表； 3、根据巷道断面和围岩条件编制爆破说明书和爆破图表； 4、选择巷道施工机具和相应设备； 5、确定支护方式和支护参数； 6、验算巷道风速。 一、选择巷道断面形状 年产 90万t 矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用左旋螺纹钢锚杆和喷射混凝土支护，巷道断面为半圆拱形。 二．确定巷道断面尺寸 ㈠ 确定巷道净宽度B 查表1-1知ZK10－9/550电机车宽A11360mm、高h1550mm；5t矿车宽1050mm、高1150mm。 根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C 840mm、非人行道一侧宽a400mm。又查表3-2知本巷双轨中线距b1800mm，则两电机车之间距离为 t 1800－（1360/2 1360/2） 440mm 故巷道净宽度 B a2A1tc 400213604408404400mm ㈡ 确定巷道拱高h0 半圆拱形巷道拱高h0 4400/22200mm。半圆拱半径R2200mm。 ㈢ 确定巷道墙高h3 1．按架线电机车导电弓子要求确定h3 由表1-2中半圆拱形巷道拱高公式得 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1-4选30kg/m钢轨，再查表1-6得hc 360mm，道碴高度hb 200mm； 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 4400/2－1080 1120mm。 a1 aA1/24001360/21080mm） 故 mm 2. 按管道装设要求确定h3 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h7 900mm； m导电弓子距管子间距，取m 300mm； D压风管200mm法兰盘直径，D 335mm； b2轨道中线与巷道中线间距，b2 B/2－C1 4400/2－1520 750mm。 C1 A1 /2C1360/28401520mm 故 mm 3．按人行高度要求确定h3 式中 j 距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j≥100mm， 一 般取j200mm。 hb ---道渣高度， hb 200mm 故 mm 综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3 1500m 则巷道净高度H h0h3－hb 22701500－200 3570mm。取整H3600mm。 ㈣ 确定巷道净断面积S和净周长P 由表3-7得净断面积 式中h2道碴面以上巷道壁高，h2 h3－hb 1500－200 1300mm。 故 13270400mm2 13.3m2 净周长 P 2.57B 2h2 2.574400 21300 13908mm 13.9m ㈤ 用风速校核巷道净断面积 用式（3-6）校核 查表3-4，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 48m3/s，代入式（3-9）得 设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。 ㈥ 选择支护参数 本巷道采用锚网喷支护，根据巷道净宽4.4m、穿过中等稳定岩层即Ⅳ类围岩、服务年限大于20年等条件，得锚喷支护参数锚杆长Ln1.11.1（1.11.7m,L取整为2m，间距a 0.78≈0.8m，排距a’0.8m，锚杆直径d 18mm，托板为8150150mm钢板，喷射混凝土层厚T1 100mm。 故支护厚度T T1 100mm。 ㈦ 选择道床多数 根据本巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为360和200mm，道渣面至轨面高度ha hc－hb 360－200 160mm。来用钢筋混凝土轨枕。 ㈧ 确定巷道掘进断面尺寸 由表3-7计算公式得 巷道设计掘进宽度B1 B 2T 4400 2100 4600mm 巷道计算掘进宽度B2 B1 2δ 4600 275 4750mm 巷道设计掘进高度H1 H hb T 3600 200 100 3900mm 巷道计算掘进高度H2 H1 δ 3900 75 3975mm 巷道设计掘进断面面积 S1 B1（0.39B1 h3） 4600（0.394600 1500） 15152400mm2 取S1 15.2 m2 巷道计算掘进断面积 S2 B2（0.39B2 h3）4750（0.394750 1500） 15924375mm2 取S2 15.9 m2 三．布置巷道内水沟和管线 已知通过本巷道的水量为10m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查表3-12得水沟深350mm、水沟宽300mm，水沟净断面积0.105m2；水沟掘进断面积0.144m2，每米水沟盖板用钢筋1.336kg、混凝土0.0226m3，水沟用混凝土0.114m3。 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。 四．计算巷道掘进工程量及材料消耗量 由表3-8计算公式得 每米巷道拱与墙计算掘进体积V1 S21 15.9115.9m3 每米巷道墙脚计算掘进体积V1 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 [1.57（B2－T1）T1 2h3T1]1 [1.57（4.75－0.10）0.10 21.50.10]1 1.2m3 每米巷道墙脚喷射材料消耗V4 0.2T11 0.20.101 0.02m3 每米巷道喷射材料消耗（不包括损失） V V2 V41.2 0.02 1.202m3 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） 式中 计算锚杆消耗周长 1.57B22 h3 1.574.7521.5 10.47m, a、a’锚杆间距、排距，a a’ 0.8m， ， 故 根 折合重量为 式中 l锚杆长度，l 2.0m； kg d锚杆直径，d 18mm； ρ锚杆材料密度，ρ 7850kg/m3。 每排锚杆数为N0.8 14.750.811.8≈12根 每排树脂药卷数量M0.829.50.823.6≈24支 每米巷道粉刷面积Sn 1.57B3 2h2 式中B3 B2－2 T 4,75－20.10 4.55m 故 Sn 1.574.55 21.60 9.1m2 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及材料消耗量 根据以上计算结果，按1︰50比例绘制出巷道断面图（图3－11），并附上工程量及材秒消耗量表3－13及表3－14。这些施工图表发至施工单位、作为指导施工的设计依据。