井巷工程课程设计2015

第一章巷道断面设计

某煤矿采用立井开拓，年设计生产能力为180万t，低瓦斯矿井，中央并列式通风，矿井生产期间正常涌水量620m3/h。通过该矿井第一水平东翼运输大巷的流水量为160 m3/h，采用ZK10—6/250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层，围岩坚固性系数f=4～6,大巷需通过的风量为68 m3/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。另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。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180万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600㎜轨距双轨运输大巷，其净宽在3m以上。巷道穿过中等稳定的岩层，在简化设计同时既有利于施工和安全生产又具有明显经济效益的条件下，设计该巷道采用直墙半圆拱形断面，采用半圆拱形断面，采用钻眼爆破方法掘进。

该巷道设计选用螺纹树脂锚杆和喷射混凝土支护，局部需加强支护地段铺设钢筋网，形成锚喷网联合支护。

二、确定巷道断面尺寸

（一）确定巷道净宽度B

查表可知ZK10—6/250电机车宽A1=1060mm、高h=1600mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。

根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C=850mm，非人行过一侧宽a=400mm。又查表知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间的距离为

1300—（1060/2+1060/2）=240mm

故巷道净宽度B=a1+b+c1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+850）=930+1300+1370=3610mm。

（二）确定巷道拱高h0

半圆拱形巷道的拱高h

0=B/2=3610/2=1805mm。半圆拱半径R=h

=1805mm。

（三）确定巷道壁高h3

1.按架线电机车导电弓子要求确定h

3由表中半圆拱形巷道拱高公式得

h

3≥h

4

+h

c

—2

1

2)

(

n)

-

(R b

K+

-

式中，h

4——为轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取h

4

=2000mm；

h c ——道床总高度。查表选22kg/m钢轨，再查表得h

c

=380mm,道渣高度h

b

=220mm；

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；

b 1——为轨道中线与巷道中线间距，b

1

=B/2—a=3610/2—930=875mm。

故h

3

≥2000+360—2

2)

875

360

(

)

300

1805

(+

-

-=1499mm

2.按管道装设要求确定h

3

h 3≥h

5

+h

7

+h

B

—2

2

22/

K

-

R）

（b

D

m+

+

+

式中，h 5为渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mm ；

h 7为管子悬吊件总高度，取h 7=900mm ；m 为导电弓子距管子间距，取m=300mm ； D 为压气管直径，D=335mm ；

b 2为轨道中线与巷道中线间距，b 2=B/2—C 1=3600/2—1370=430mm 。 故h 3≥1800+900+200—22)4302/335300360(1800+++-=1613mm 。 3.按人行高要求确定h 3 h 3≥1800+h b -2

2)j R (R --

式中 j 为距道壁的距离。要求距巷道壁j 处的巷道有效高度不小于1800 mm ，一般取m 1=200mm 。

故h 3≥1800+200-22)2001800(1800--=1195

上述三式计算的最大值是1633mm 考虑一定的富余量，确定本巷道壁高为h3=1850 mm 。则巷道高度H=h 5—h b +h 0=1850—220+1805=3435mm 。

（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

S=B(0.39B+h 2)

式中，h 2为砟面以上巷道壁高，h 2=h 3—h b =1850—220=1630mm 。 故S=3610×(0.39×3610+1630)=10966819mm 2=10.9m 2

净周长P=2.57B+2h 2=2.57×3600+2×1600=12500mm=12.537.7m=12.5

（五）用风速校核巷道净断面面积用风速对断面进行校核：

查表，知v

m =8m/s，查设计规范v

m

=6m/s，已知通过大巷风量Q=68m3/s，代入式得

V=Q/S=68/10.8=6.3＜8m/s

设计的大巷断面面积、风速没超过规定，并有相应的富余量可以使用。

（六）选择支护参数

本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.61m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限大于20a等条件确定选用锚固可靠锚固力大并能快速安装的树脂锚杆。锚杆杆体为d=18mm螺纹钢，每个孔安装两个树脂药卷，锚固长度≥700mm，设计锚杆预紧力≥40KN锚固力≥100KN。锚杆长度2.0m，呈方形布置，其间排距0.8m×0.8m。锚杆托板为10mm厚、120m×120m的拱形托板

喷射混凝土层厚T

1

=100mm，设计强度C18，分两次喷射，喷射方法为润湿喷，每次各喷

50mm厚。故支护厚度T=T

1

=100mm。