主要大巷断面设计Word下载.docx
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(2)管线布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11
4、计算巷道掘进工程量和材料消量┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12
5、巷道断面施工图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14致谢┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉…………11
巷道断面设计
某矿年设计能力180万吨,为高瓦斯矿井,采用中央分列式通风,井下最大涌水量为480m³
∕h。
通过该矿第一水平东翼运输大巷的涌水量为200m³
∕h,采用ZK10-6/250架蓄电池电机车牵引3吨矿车运输。
该大巷穿过的岩层为中等稳定,岩石的坚固系数ƒ=4~6,大巷需通过的风量为56³
∕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。
(一确定巷道断面形状
年产110万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600mm轨距双轨运输大巷,且穿过中等稳定岩层,所以选择砂浆锚杆与喷射混凝土支护、半圆拱形断面。
(二)确定巷道断面尺寸
1.计算巷道净宽度B
根据表6–1可知,XK8-6/100A蓄电池电机车宽A1=1054mm、高h=1550mm;
1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。
取巷道人行道宽度c=840mm,非人行道一侧宽a=400mm。
又根据表6–2双轨中线距b=1300mm,则电机车之间的距离为:
1300–(1054/2+1054/2)=246>
200mm,符合安全要求。
巷道净宽度:
B=a1+b+c1=(400+1054/2)+1300+(1054/2+840)
=927+1300+1367=3594mm
表6-1 几种常用运输设备的宽度和高度 mm
运输设备类型
宽度
高度h
ZK/250架线式电机车
1060
1360
1500
XK8-6/110A蓄电池电机车
1054
1550
ZK14-9/550架线式电机车
1335
1600
1t固定式矿车
880
1150
ZK10-/550-7C架线式电机车
1050
1350
1.5t固定式矿车
3t底卸式矿车
1200
1400
XK2.5-6/48A蓄电池电机车
920
TD75固定式输送机
1515
SPJ-800吊挂式输送机
900
表6-2 双轨巷道轨道中心距数值 mm
运输方式
直线部分
曲线部分
1t或0.5t矿车
1300
1.5t矿车
3t矿车
1800
600mm轨距电机车
900mm轨距电机车
1900
2.计算巷道拱
半圆拱形巷道拱高h0=B/2=3594/2=1797mm,其半径R==1797mm。
3.计算巷道壁高h3
按人行高度计算,即:
≥1800+hb-
式中j——距巷道壁的距离,距壁j处巷道有效高度不小于1800mm,j≥100mm,一般取j=200mm。
≥1800+200-mm=1176mm
根据上述计算,按管道要求且考虑一定的富余量,确定巷道壁高=1800mm。
故巷道高度为:
H==1800-200+1797=3397mm
4.计算巷道净断面面积S和净周长P(根据表6-12)
S=B(0.39B+)
式中——道碴面以上巷道壁高,==1800-200=1600mm
S=3594ⅹ(0.39X3594+1600)=10814400mm=10.8m
P=2.57B+2h=2.57X3594+2X1600=12437mm=12.4mm
5.用风速校核巷道净断面面积
根据表6-4,知Vmax=6m/s,已知通过大巷风量Q=28,将其代入式(6-6)得:
V=Q/S=28/10.8=2.56m/s<
6m/s
计算确定的大巷断面面积满足风速的规定,可以使用。
表6-4井巷中的允许风流速度
井巷名称
允许风速/m·
最低
最高
无提升设备的风井和风硐
15
专为升降物料的井筒
12
风桥
10
升降人员和物料的井筒
8
主要进、回风巷
架线电机车巷道
1.0
运输机巷、采区进、回风巷
0.25
6
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷
4
掘进中的岩巷
0.15
其他通风人行巷道
6、选择支护参数
根据巷道净宽3.594m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限大于10年等条件,该巷道采用锚喷支护,根据表6-11选择锚喷支护的参数:
锚杆长1.8m,间距a=0.8m,排距=0.8m,钢筋直径d=14mm,喷射混凝土层厚(支护厚度)T1=100mm,锚杆外露长度T2=50mm,支护厚度T=T1=100mm。
7、选择道床参数
根据巷道的运输设备,已选用24kg/m钢轨,其道床参数hc=360mm、hb=200mm,道碴面至轨道面高度ha=hc-hb=360-200=160mm。
选用钢筋混凝土轨迹。
表6-5巷道轨型选择及其技术特征
巷道类型
运输方式及设备
矿车容积
轨距/mm
钢轨型号
/kg
井底车场及主要运输大巷
8t、10t电机车或12t、14t机车牵引列车
5t底卸式
3t底卸式
900
600
≥30
24
<
8t机车
1t固定式
18
无极绳,≦5t机车
采区运输巷道
上、下山
钢丝绳运输
1.5t固定式
600(900)
运输巷、回风顺槽
≦5t机车或钢丝绳运输
1.0t固定式
11或15
表6-6常用轨枕规格mm
轨枕类型
轨距
轨型/kg
全长
全高
上宽
下宽
木轨枕
11
15或18
14
1200
100
120
140
---
130
150
160
24,30
1600
钢筋混凝土轨枕
180
24,30
1700
145
170
200
预应力钢筋混凝土轨枕
115
表6-7常用床道参数
钢轨型号/kg
道床总高度/mm
道碴高度/mm
道碴面值轨道面垂高/mm
井底车场及主要运输巷道
≥24
360
320
220
可不铺道碴,轨枕沿底板浮放,也可在浮放轨两侧充填掘进矸石
8、计算巷道掘进断面尺寸(根据表6-12)
巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3594+2X100=3794mm
巷道计算掘进宽度B2=B1+2&
=3794+2X75=3944mm
巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3397+200+100=3697mm
巷道计算掘进高度H2=H1+&
=3697+75=3772mm
巷道设计掘进断面面积
S1=B1(0.39B1+h3)=3794x(0.39x3794+1800)=1244303mm²
取S1=12.4m²
巷道计算掘进断面面积
S2=B2(0.39B2+h3)=3944x(0.39x3944+1800)=1316570mm²
取S2=13.2m²
(三)布置巷道内水沟和管线
1、巷道内水沟的布置:
水沟一般布置在人行道一侧,并尽量避免穿越运输线路,在特殊情况下,可将水沟布置在巷道中间或非人行道一侧。
平巷水沟坡度取0.3%~0.5%,或与巷道坡度相同,但应不小于0.3%,以利于排水。
2、管线布置:
要求有:
第一、管道一般设在人行道一侧,特殊情况下也可设在非人行道一侧。
第二、在架线式电机车运输巷道内,管道不能直接置于巷道底板上,以免腐蚀管道,管道与运输设备之间的距离一般不小于0.2m。
第三、井筒和巷道内的通信和动力电缆不宜设在同一侧,,如受限制必须在同一侧时,在井筒内应敷设在距动力电缆上方0.3m以外的地方,在巷道内,通信电缆一敷设在动力电缆上方0.1m以上的地方;
第四、高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设时,其距离应大于0.1m;
同时高压电缆之间、低压电缆之间的距离不小于50mm。
第五、电缆与管道同侧敷设时,电缆要挂在管道上方0.3m以上。
第六、电缆悬挂高度要保证矿车掉道是不撞击电缆,或电缆发生坠落时,不会落在轨道上或运输设备上,其高度一般为1.5~1.9m电缆悬挂点的间距不大于3.0m;
电缆与运输设备之间的安全距离不小于0.25m。
已知通过该巷道的涌水量为180m³
/h,采用0.3%的水沟坡度,根据表6-15,确定水沟深450mm、宽500mm,净断面积0.225m²
,掘进断面面积0.272m²
,每米水沟盖板用钢筋2.036kg、混凝土0.0323m³
,水沟用混凝土0.152m³
。
表6-15拱形、梯形水沟规格及材料消耗
巷
道
类
别
支护类别
流量/m·
h
净尺寸/mm
断面/m
每米材料消耗量
坡度
深度H
净
掘进
盖板
水沟
0.3%
0.4%
0.5%
上宽B
下宽B
钢筋/kg
混凝土/m3
拱形大巷
锚喷
0~86
0~97
0~112
300
350
0.105
0.144
1.336
0.0226
0.114
砌碹
0~96
0~100
0~123
0.139
0.099
86~172
97~205
112~227
400
0.16
0.203
1.633
0.0276
0.133
96~197
100~227
132~254
450
0.169
0.207
0.120
172~302
205~349
227~382
500
0.225
0.272
2.036
0.0323
0.152
197~349
227~403
254~450
0.238
0.278
0.137
302~374
349~432
382~472
0.306
0.161
349~397
403~458
450~512
550
0.261
0.309
0.145
采区梯形
棚式
0~78
0~90
230
260
0.05
0.146
0.093
78~118
90~136
100~152
250
0.07
0.174
0.104
118~157
136~181
152~202
280
0.08
0.195
0.110
157~243
181~280
202~313
0.11
0.236
0.122
(四)、计算巷道掘进工程量和材料消耗量
根据表6-12知:
每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2X1=13.2X1=13.2m³
每米巷道墙脚计算掘进体积
V3=0.2(T+&
)X1=0.2X(0.1+0.075)X1=0.04m³
每米巷道拱与墙喷射材料消耗
V2=[1.57(B2-T1)T+2h3T1]X1
=[1.57(3.944-0.10)X0.10+2X1.80X0.10]X1=0.96m³
每米巷道墙脚喷射材料消耗
V4=0.2T1X1=0.2X0.10X1=0.02m³
每米巷道喷射材料消耗(不包括损耗量)
V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m³
每米巷道锚杆消耗(仅供部打锚杆)
N=[2(P/2M)+1]/M
式中P1——计算锚杆消耗周长,P1=1.57B=1.57X3.944=6.19mm;
M、M--锚杆间距和排距,a=a=0.8m。
P/2M=6.19/(2X0.8)=3.869,取值为4,则
N=(2X4+1)/0.8=11.3根
折合质量为:
11.3x[(+0.05)Л(ρ]=11.3[(1.80+0.05)X3.14X(0.018/2)X7850]=41.74kg
其中,l为锚杆深度,l=1.8;
0.05为锚杆露出长度;
d为锚杆直径,d=18;
ρ为锚杆材料密度,ρ=7850kg/。
每排锚杆数为X0.8=11.3X0.8≈9根。
每米巷道锚杆注孔砂浆消耗V=()
其中,、分别为锚杆孔和锚杆的断面积。
则=11.3X1.8X3.14X()/4=0.023m³
每米巷道粉刷面积=1.57+2
为计算净宽==3.94-2X0.10=3.74m
则=1.57X3.74+2X1.6=9.07m²
(五)绘制巷道断面施工图。
编制巷道特征表和材料消耗表。
根据计算结果,按1∶50比例绘制巷道断面图(图6-8),并附工程量及材料消耗量表(表6-16及表6-17)。
表6-16运输大巷特征
围岩
类别
断面
∕m²
设计掘进尺寸
∕mm
喷射厚度∕mm
锚杆∕mm
周
长
∕m
设计掘进
宽
高
型式
外露
长度
排列
方式
间、排距
锚杆长
直径
Ⅲ
10.8
12.5
3794
3697
钢筋砂浆
50
方形
800
1800
12.4
表6-17运输大巷每米工程量及材料消耗量
围岩
计算掘进工程量∕m³
锚杆
数量
∕根
材料消耗∕mm
粉刷面积
巷道
墙角
喷射
材料
∕m³
锚杆
钢筋
∕kg
注砂浆∕m³
13.2
0.04
11.3
0.98
41.74
0.023
9.07
致谢
本课程设计顺利底完成了,在做课程设计的过程中,遇见了不少困难,不少疑问,但在老师和同学的帮助下,都被攻克了。
首先,我要感谢我们的指导老师李秀杰老师,他的细致认真让我们佩服,他的敬业让我们动容.
最后,我要感谢11级矿井建设的同学,经过我们反复讨论与研究。
相互协助圆满的完成了本次设计。
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