巷道断面设计实例.doc

巷道断面设计实例 某煤矿，年产设计能力为90万t，矿井属低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m3/h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m3/h，采用ZK106／250架线式电机车牵引1.5 t矿车运输。该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f46，大巷需通过的风量为28m3/s。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。试设计运输大巷直线段的断面。 （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20a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 1. 确定巷道净宽度B 查表8-1可知ZK10-6/250电机车宽A11060 mm、高h1550 mm；1.5 t矿车宽1050 mm、高1150 mm。 根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C840mm，非人行过一侧宽a400 mm。两电机车之间安全距离取为240mm。 故巷道净宽度 2. 确定巷道拱高h0 半圆拱形巷道拱高h0B/23600/21800 mm。半圆拱半径Rh01800 mm。 3. 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8-2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h42000 mm； hc--道床总高度。查表8-5选24kg/m钢轨，再查表8-6得hc360mm，道碴高度hb200 mm； n--导电弓子距拱壁安全间距，取n300 mm； K--导电弓子宽度之半，K718/2359，取K360 mm； b1--轨道中线与巷道中线间距，b1B/2-a13600/2-930870 mm。 故 （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h51800 mm； h7--管子悬吊件总高度，取h7900 mm； m--导电弓子距管子间距，取m300 mm； D--压气管法兰盘直径，D335 mm； b2--轨道中线与巷道中线间距，b2B/2-C13600/2-1370430 mm。 故 。 （3）按人行高度要求确定h3 式中，j--距巷道壁的距离。距壁j处的巷道有效高度不小于1800 mm。j≥100 mm，一般取j200 mm。 故 。 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Hh3-hbh01800-20018003400 mm。 4. 确定巷道净断面面积S和净周长P 净断面积 式中，h2--道碴面以上巷道壁高，h2h3-hb1800-2001600 mm。 故 净周长 5. 用风速校核巷道净断面面积 用式（8-6）校核巷道净断面面积值。 查表8-3，知，已知通过大巷风量Q28m3/s，代入式（8-6）得 设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。 6. 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Ⅲ类围岩、服务年限大于10 a等条件，得锚喷支护参数锚杆长1.8 m，间距a0.78≈0.8 m，排距a′0.8 m，锚杆直径d18 mm，喷射混凝土层厚T1100 mm，锚杆外露长度T250 mm。 故支护厚度TT1100 mm。 7. 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hahc-hb360-200160 mm。采用钢筋混凝土轨枕。 8. 确定巷道掘进断面尺寸 巷道设计掘进宽度B1B2T360021003800 mm。 巷道计算掘进宽度B2B12δ38002753950 mm。 巷道设计掘进高度H1HhbT34002001003700 mm。 巷道计算掘进高度H2H1δ3700753775 mm。 巷道设计掘进断面面积S1B1（0.39B1h3）3800（0.3938001800）12471600 mm2。取S112.5 m2。 巷道计算掘进断面积S2B2（0.39B2h3）3950（0.3939501800）13194075 mm2。取S213.2 m2。 （四） 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8-7得水沟深400 mm、水沟宽400 mm，水沟净断面积0.16 m2；水沟掘进断面面积0.203 m2，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，如图8-8所示。 （五）计算巷道掘进工程量和材料消耗量 每米巷道拱与墙计算掘进体积V1S2113.2113.2 m3 每米巷道墙脚计算掘进体积V10.2Tδ10.20.10.0751 0.04 m3 每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2［1.57B2-T1T12h3T1］1［1.57（3.95-0.10）0.1021.800.10］10.96 m3 每米巷道墙脚喷射材料消耗V40.2T110.20.1010.02 m3 每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）VV2V40.960.020.98 m3 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） 式中，P1′--为计算锚杆消耗周长，P1′1.57B21.573.956.2 m； M、M′--锚杆间距、排距，aa′0.8 m。 故，取为4，故根。 每排锚杆数为N′0.811.30.8≈9根。 图8-8 运输大巷断面施工图 （六）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和材料消耗量表 根据以上计算结果，按1∶50比例绘制出巷道断面图（见图8-8），并附上工程量及材料消耗量表，如表8-8及表8-9。这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的设计依据。 表8-8 运输大巷特征 围岩类别 断面面积/m2 设计掘进尺寸/mm 喷射 厚度 /mm 锚杆/mm 净 周 长 /m 净面积 设计掘进 宽 高 型式 外露长度 排列方式 间、排距 锚杆长 直径 Ⅱ 10.8 12.5 3800 3700 100 树脂 50 方形 800 1800 18 12.5 表8-9 运输大巷每米工程量及材料消耗 围岩类别 计算掘进工程量/m3 锚杆数量 材料消耗/mm 粉刷面积/m2 巷道 墙角 喷射材料/m3 锚杆 钢筋/kg 药卷/卷 Ⅱ 13.2 0.04 11.3 0.98 41.74 22 9.1