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硐室及交岔点设计与施工

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井巷工程8硐室及交岔点施工

井巷工程8硐室及交岔点施工
砌切碹工作落后于下部分层1.5-2.5m，先墙后拱； 先拱后墙；
2．倒台阶工作面(上行分层)施工法 根据硐室高度，分层。若采用砌碹支护，取下分层
高度为设计墙高，超前4-6m或更大。 支护：一般先采用临时支护（棚式临时支架），再
永久支护，或锚喷，或砌碹。砌墙时。先架抬棚托住顶 梁；上分层挑顶是在下分层掘砌完成以后，挑顶后立即 砌拱或直接锚喷。
第八章 硐 室 及 交 岔 点 施 工
第一节 概述 第二节 井下主要硐室设计 第三节 硐室施工 第四节 交岔点设计与施工
第一节 概述
一、主井系统硐室
1）推车机、翻车机或卸载硐室; 2）煤仓； 3）箕斗装载硐室； 4）主井清理井底撒煤硐室； 5）井底水窝泵房。
二、副井系统硐室
1）马头门； 2）中央水泵房及中央变电所； 3）管子道； 4）水仓； 5）井底水窝泵房； 6）等候硐室。
3.中央水泵房设计
现以卧式水泵吸入式中央水泵房为例说明其设计方法。 1．吸入式中央水泵房设计
为缩短电缆和管道线路，便于排水设备运输提供良好的通 风条件，以及有利于集中管理、维护和检修，水泵房在绝 大多数情况下都设在井底车场附近的空车线一侧，并与中 央变电所组成联合硐室。
1) 泵房的位置
2）主体硐室的设备布置 （ 1）水泵 （2）排水管
三、水泵房 硐室规格：S=12m2，加联络巷共长35m 要 求：水泵房设置了两个出口，一个出口为连接泵房与副斜井（二采区为轨道下山） 的管子道，出口应高出泵房底板7m以上；另一个出口与副斜井井底车场相连，此出口 底板标高应高于井底车场底板0.5m。同时，主排水泵房与井底车场相通的出口，通道 内应设置易关闭的既能防水又能防火的密闭门，并在泵房内设起重樑和敷设轨道与副 斜井相通。 装 备：3台D60-50×4型单吸多级卧式离心水泵，1台工作，1台备用，1台检修。 服务范围：全矿井 层位位置：副斜井井底车场附近的岩层中。 支护形式：锚喷 通风方式：通过式通风

铜室及交岔点施工

铜室及交岔点施工

1、正台阶工作面（下行分层）施工法 正台阶工作面（下行分层） 根据硐室的全高，将整个断面分成2个以上分层， 根据硐室的全高，将整个断面分成2个以上分层，每分 层的高度以1.8～3.0m为宜；也可按拱基线分为上、下二个 层的高度以1.8～3.0m为宜；也可按拱基线分为上、 1.8 为宜 分层。上分层的超前距离一般为2 3m。 分层。上分层的超前距离一般为2～3m。 例子: 例子: 抚顺龙风矿－635m东部水泵房施工 抚顺龙风矿－635m东部水泵房施工
图4-5 两侧导硐施工图
二、 交岔点施工
（一）交岔点施工方法 交岔点施工方法有很多， 交岔点施工方法有很多，归纳起来主要有下面 四种： 四种： 1．围岩稳定，可采用一次成巷 围岩稳定， 围岩中等稳定，或巷道断面较大时， 2．围岩中等稳定，或巷道断面较大时，可 先掘出一支巷道， 先掘出一支巷道，并对边墙进行锚喷 围岩稳定性较差，可采用先掘砌柱墩， 3 ．围岩稳定性较差，可采用先掘砌柱墩， 再刷砌扩大断面部分的方法 围岩稳定性差， 4 ．围岩稳定性差，为防止围岩暴露面积 过 大时，可采用导硐施工方法。 大时，可采用导硐施工方法。
图4-3 硐室施工图
（三）导硐施工法 1．中央下导硐施工法 首先在硐室断面中下部开掘导硐Ⅰ 超前3 首先在硐室断面中下部开掘导硐Ⅰ，超前3～ 5m以探明地质情况 后挑顶Ⅱ 以探明地质情况， 5m以探明地质情况，后挑顶Ⅱ，崩落下来的矸石 集中在中央导硐内，此时可踏碴对拱顶进行支护， 集中在中央导硐内，此时可踏碴对拱顶进行支护， 然后装岩，开帮Ⅲ和向两帮喷射混凝土。 然后装岩，开帮Ⅲ和向两帮喷射混凝土。最后进 行永久支护。 行永久支护。
图4-4 法在煤矿使用较多， 两侧导硐施工法在煤矿使用较多，这种方法就 是从硐室的底板开始，在硐室的两侧墙部位置， 是从硐室的底板开始，在硐室的两侧墙部位置，开 掘两个小导硐超前掘进，逐步向上扩大。 掘两个小导硐超前掘进，逐步向上扩大。掘一层导 硐后，随即砌墙， 的小导硐， 硐后，随即砌墙，再掘上一分层 的小导硐，矸石存 在下层导硐内不外运。蹬碴作业，再将墙接砌上去。 在下层导硐内不外运。蹬碴作业，再将墙接砌上去。 最后将拱顶部分整个施工完后，再除云中间岩石柱。 最后将拱顶部分整个施工完后，再除云中间岩石柱。

井巷工程第八章硐室及交岔点设计

井巷工程第八章硐室及交岔点设计

交岔点结构类型及特点
1 2 3
柱式交岔点
由立柱和横梁构成，结构简单，受力明确，但立 柱易受压破坏，适用于跨度较小、围岩稳定的交 岔点。
拱式交岔点
由主拱和侧墙构成，受力性能好，能承受较大的 围岩压力，但施工难度较大，适用于跨度较大、 围岩较破碎的交岔点。
混合式交岔点
结合了柱式和拱式的优点，受力性能较好，施工 相对方便，适用于中等跨度和围岩条件的交岔点。
03 硐室及交岔点结构分析
硐室结构类型及特点
矩形硐室
结构简单，施工方便，但 受力性能较差，适用于跨 度较小、围岩稳定的硐室。
圆形硐室
受力性能好，能承受较大 的围岩压力，适用于跨度 较大、围岩较破碎的硐室。
马蹄形硐室
结合了矩形和圆形的优点， 受力性能较好，施工相对 方便，适用于中等跨度和 围岩条件的硐室。
确定交岔点位置及类型
根据巷道布置和地质条件，选择 合适的交岔点位置和类型。
工程分析
对初步设计进行工程分析，包括 结构受力分析、稳定性分析等。
优化设计
根据工程分析结果，对初步设计 进行优化，提高结构的安全性和 经济性。
施工图设计
在优化设计的基础上，进行详细 的施工图设计，包括结构细部设 计、支护参数设计等。
设计步骤与方法
确定硐室位置和规模
根据工程需求和现场条件，确 定硐室的位置、形状和尺寸。
选择支护方式
根据地质条件和硐室用途，选 择合适的支护方式，如锚网喷 支护、砌碹支护等。
进行结构设计
根据支护方式和荷载情况，进 行硐室的结构设计，包括顶板 、侧墙和底板的设计。
绘制施工图
根据结构设计结果，绘制详细 的施工图，包括平面图、剖面
维护周期

硐室和交岔点施工简介

硐室和交岔点施工简介
方案1
若围岩中等稳定，交 岔点的小断面部分起始段仍 可采用一次成巷施工。在断 面较大处，则可用小断面向 两支巷掘进并将边墙筑起， 同时把柱墩掘砌好，然后分 段挑顶砌碹，交岔点跨度 最大部分的碹体宜在最 后砌成。
方案2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（二）交岔点施工方案
若围岩稳定性较差，可 采用先掘砌柱墩再刷砌扩大 断面部分的方法。
根据围岩性质、断面大小、支 护形式等因素综合选择施工方 案。
适用条件
牛鼻子交岔点受力好，使 用广泛；
穿尖交岔点用于巷道跨 度小、围岩稳定、巷道转角 大的交岔点。
Your text
(a) 牛鼻子交岔点
(b)穿尖交岔点
（一）牛鼻子交岔点和穿尖交岔点
若围岩坚硬稳定，可 采用一次成巷的施工 方法，随掘随砌，或 掘进后一次砌筑。
倒台阶工作面（上行分层）施工法图
概念 （三）倒台阶工作面 （上行分层）施工法
（四）导硐施工法
导硐施工法是在硐室的某 一部位（中央或两侧）先 以小断面超前掘进.，然 后向上下或左右刷大直到 设计断面。
多用于松软地带，在稳 定岩层中施工特大断面 硐室。.
概念
适用条件
二、交岔点施工
类型
施工 方案
交岔点按支护形式可分为砌碹交 岔点、锚喷支护交岔点和简易交 岔点；按结构形式分为牛鼻子交 岔点和穿尖交岔点。
由主巷向支巷方向掘进， 另一种方法先由支巷掘至岔 口然后以小断面横向与主巷 贯通。
方案3
先掘砌柱墩再刷砌扩大断面的施工顺序
（二）交岔点施工方案
若围岩稳定性差，不允 许一次暴露面积过大，可采 用导硐施工法，先以小断面 导硐将交岔点各巷口、柱墩、 边墙掘砌好后，从主巷向岔 口方向挑顶砌拱。

第十三章 硐室及交岔点rPoint 演示文稿

第十三章 硐室及交岔点rPoint 演示文稿

（二）台阶工作面施工法
• 1．正台阶工作面（下行分层）施工法 • 若围岩稳定性较差时可采用此法 。
存在的问题及优缺点
• 采用这种施工方法应注意的问题是：要合理确定 上下分层的错距，距离太大，上分层出矸困难； 距离过小，上分层钻眼困难，故上下分层工作面 的距离以便于气腿凿岩机正常工作为宜。 • 优点：断面呈台阶式布置，施工方便，有利于顶 板维护，下台阶爆破效率高。 • 缺点：使用铲斗式装岩机装岩时，上台阶要人工 扒矸，劳动强度大，上下台阶工序配合要求严格， 不然容易产生干扰。
（一）平面尺寸的计算
J = a + b cos α − R sin α H = R cos α + b sin α H − b2 − 500 θ = arccos R + b3 P = J + ( R + b3 − B3 ) sin θ NM = B3 sin θ TN = B3 cosθ + 500 + B2 TM = NM 2 + TN 2 TN − B1 L0 = i L2 = P + NM
28°04′20″ 18°55′30″ 18°55′30″ 28° 28°04′20″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″ 18°55′30″
2102 1880 2000 2168 1952 2077 1945 2064 1946 2405 1939 2375
思考题： 思考题：
• 1．硐室施工的特点是什么？ • 2．硐室施工方法有哪三类？各适用于什么 条件？ • 3．试述正台阶工作面施工的特点？ • 4．交岔点按结构型式可划分几类？其适用 条件是什么？ • 5．交岔点施工中应注意哪些技术问题？

第十三章硐室及交岔点

第十三章硐室及交岔点

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13
§13.1 硐室施工方法
(2)两侧导硐施工法。两侧导硐施工法在煤矿使用较多，这 种方法就是从硐室的底板开始，在硐室的两侧墙部位置，
开掘两个小导硐超前掘进，逐步向上扩大。掘一层导硐后，
随即砌墙，再掘上一分层的小导硐，矸石存在下层导硐内
不外运，蹬碴作业，再将墙接砌上去。最后将拱顶部分整 个施工完后，再除去中间岩石柱，如图13-6所示。
道岔是轨道运输线路连接系统中的基本元件，它的作用是使 车辆由一条线路过渡到另一条线路，其构造如图13-9所示。
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§13.2 交岔点施工
道岔由岔尖、基本轨、辙岔(岔心和翼轨)转辙曲线、护轮轨 以及转辙器等部件构成。
岔尖的作用是引导车辆向主线或岔线运行，矿车通过时它 承受较大的冲击力。应具有足够的强度，其摆动依靠转辙 器来完成。
台阶工作面法就是将整个硐室分成几个分层，施工时形成 台阶状。
若上分层工作面超前下分层工作面施工，则称为正台阶工
作面施工法；
若下分层工作面超前 上分层工作面施工，则称为倒台阶
工作面施工法。
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6
§13.1 硐室施工方法
1．正台阶工作面(下行分层)施工法
根据硐室的全高，将整个断面分成2个以上分层，每分层的 高度以1.8~3.0m为宜；也可按拱基线分为上、下二个分层， 上分层的超前距离一般为2~3m。
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§13.2 交岔点施工
道岔的选择选择原则是：
(1)与基本轨的轨距相适应；
(2)与基本轨型相适应，选用与基本轨同级或高一级的道岔 型号，但绝不能采用低一级的道岔；
(3)与行驶车辆的类别相适应(表13-4)；

井巷工程第8章硐室及交岔点设计

硐室断面形状多为半圆拱形。
硐室支护一般采用混凝土、锚喷支护、锚喷加混凝土或
钢筋混凝土联合支护。卸载坑两侧直墙采用钢筋混凝土，进
出车两侧用钢筋混凝土浇灌并铺设辉绿岩铸板。
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三、副井马头门
马头门通常指副井井筒与井底车场连接部分的一段断 面扩大部分的巷道称马头门，是副井系统的主要硐室之一。
井巷工程
第11章 硐室及交岔点设计
1
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第11章 硐室及交岔点设计
11.1井下主要硐室设计 11.2硐室施工 11.3平巷交岔点设计与施工
2
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11.1 井下主要硐室设计
硐室有立井硐室、斜井硐室，井底车场硐室以及采区硐 室等等。各种硐室由于用途不同，其断面形状及规格尺寸亦 变化多样，但是它们设计的原则和方法基本上是相同的。
用锚喷加混凝土的联合支护。 硐室拱顶安设的支承横梁，和起吊梁，在翻车机 上方的为24～30号工字钢；在推车机上方的为24号
工字钢。 硐室轨面以下地沟与设备基础须用C15以上的混
凝土浇注100～200㎜厚。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卸载站硐室的设计
1．卸载站的结构 1）支承托辊： 2）卸载曲轨和复位曲轨： 3）支承钢梁： 4）卸载坑：
剪切面与最大主应力的夹角为：
90
岩体具有结构面时，2 其破坏取决于结构面的产状特征，
此时不稳定的条件为:
1 cos sin(1 ) 3 sin cos(1 ) c1 cos1 0 c1 ——结构面的粘聚力。1——结构面的摩擦角。
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5．主体硐室断面形状及支护 主体硐室断面形状一般采用半圆拱和三心拱。硐室现 多用混凝土支护 。 6．管子道与通道设计要求

第八章 硐室及交岔点

渡线道岔（DX）
分岔类型：单开道岔（DK）、对称道岔（DC）
按轨距和轨型：615、618、624、918、924 按辙岔号码和道岔的曲线半径分成55个型号
窄轨道岔
道岔选择的原则
1. 与基本轨的轨距相适应 2. 与基本轨的轨型相适应 3. 与行驶车辆的类型相适应 4. 与行车速度相适应
窄轨道岔
窄轨道岔
由设备尺寸 和安装检修 要求确定
箕斗装载硐室的设计
箕斗装载硐室的设计
井底煤仓设计
井底煤仓设计
井底煤仓设计
井底煤仓设计
推车机翻车机硐室与卸载硐室 的设计
推车机翻车机硐室与卸载硐室的设计
推车机翻车机硐室与卸载硐室的设计
推车机翻车机硐室与卸载硐室的设计
推车机翻车机硐室与卸载硐室 的设计
卸载硐室的设计
卸载硐室的设计
卸载硐室的设计
卸载原理
副井马头门设计

马头门系指副井井筒与井底车场连接部 分的一段断面扩大的巷道，是副井系统 的主要硐室之一.
马头门的形式
马头门平面尺寸的确定
马头门高度的确定
马头门断面形状及支护
马头门断面形状及支护
中央水泵房设计

吸入式中央水泵房设计 压入式中央水泵房设计

窄轨道岔
曲线线路-最小曲线半径
为什么？ 离心力
影响因素：弯道半径、速度、轴距
最小曲线半径：根据车辆运行速度和轴距的大小 来确定
有关规定将教材P242或P187
曲线线路-轨距
轨距是指直线线路上两条钢轨轨头内线之间的距离
曲线线路-轨距
轨距加宽
与曲线半径和轴距有关
外轨抬高
与曲线半径、速度和轴距有关
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SW
SP
X
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4）轨距加宽
曲线的轨距加宽值
S P
0.18
S
2 B
R
轨距加宽的方法是，
外轨不动，将内轨向曲线 中心移动 S p
逐渐加宽或逐渐减小
的直线段距离（也称缓和 线）为d1=（100～300） S P
第十章 硐室及交岔点设计与施工
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第十章 硐室及交岔点设计与施工 表8-1 单开、对称道岔技术特征及适用条件
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
第一节 平巷交岔点设计与施工
一、交岔点的类型 交岔点是指巷道相交或分岔的地点，其类型如图所 示。
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
按支护方式不同交岔点可分为简易交岔点和碹岔式交岔点。 碹岔式交岔点按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖
交岔点两类
第十章 硐室及交岔点设计与施工
井巷工程
第十章 硐室及交岔点设计与施工
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
第十章 硐室及交岔点设计与施工
第一节 平巷交岔点设计与施工 第二节 硐室施工 第三节 井下主要硐室设计
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2
3
4
5
1
6
1—岔尖；2—基本轨；3——辙岔；4—护轮轨；5—拉杆；6—转辙器 山东科技大学资源与环境工程学院 第 12 页 2020/10/9
第十章 硐室及交岔点设计与施工 山东科技大学资源与环境工程学院 第 13 页 2020/10/9
第十章 硐室及交岔点设计与施工
岔尖是道岔的最重要的零件，它的作用是引导车辆向主 线或岔线运行。
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
4．双轨曲线线路轨中心距的加宽
当车辆在曲线段运行时，为防止双向行驶的车辆相撞， 双轨曲线线路的轨道中心距应适当加宽，如图所示为曲线段 车体的外伸1 和内移2 。
C1 C2 C2
2 B 1
1
L2
S
2 B
8R
14°15′、11°25′16″和9°31′38″。可见，M越大，α越小，道 岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
2．道岔的类型、系列和型号 道岔的类型按其分岔型式可分成单开道岔、对称道岔 和渡线道岔三大类型。分别以拼音字母“DK”、“DC”和“DX” 表示。巷道交岔点使用的道岔是单开道岔与对称道岔，其技 术特征和适用条件见表8-1。 道岔的每一种类型由按规矩和轨型不同共有五个系列， 即615、618、624、918和924。其中第一个数字6或9表示轨 距为600㎜或900㎜；而后两个数字表示轨型为15kg/m或 18kg/m或24kg/m。
第十章 硐室及交岔点设计与施工
3.曲线的外轨抬高 当车辆在曲线轨道上运行时，如果内、外轨仍在同一平 面上，由于存在着离心力，作圆周运动的车辆通过车轮轮缘 就要向外轨挤压；增加了钢轨磨损和运行阻力，严重时车辆 就要向外翻或出轨。 图8-54为外轨抬高计算示意图。
h 100 S PV 2 R
外轨抬高的方法是垫厚外轨下 面的道渣。值。外轨抬高的渐变 段距离d2＝（100～300）Δh
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
第一节 平巷交岔点设计与施工
一、交岔点的类型 二、井下窄轨线路的基本知识 三、交岔点设计 四、交岔点设计实例 五、交岔点施工
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
第十章 硐室及交岔点设计与施工
概述
交岔点
—与巷道相交或者分岔地点的那段巷道。
硐室
—主要位于井底车场，为井下各种用途服务而开凿的地 下空间，如马头门、水泵房、变电所、箕斗装载硐室、 翻笼硐室等，此外还有采区煤仓、采区变电所及采区 绞车房等采区硐室。
交岔点及硐室的特点：
（1）尺寸大； （2）工程质量要求高； （3）长度，m；
B
D1 A1
D2 A2
SB
C2 R R1
SB——车辆轴距，m； R——曲线半径，m。
L2
L1
L
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
㈡窄轨道岔
1．道岔的构造
道岔的构造如图11.3所示，它主要有岔尖、基本轨、辙 岔、护轮轨、转辙器等部件构成。
辙岔是道岔的另一个重要零件，其作用是保证车轮轮缘 能顺利通过。它是由岔心和翼轨焊接钢板而成，辙岔岔心角 α（简称辙岔角）是道岔的最重要参数。用它的半角余切的 1/2表示道岔号码M，即 M 1 ctg
22
窄轨道岔的号码M分为2、3、4、5和6号五种，按（8-24）
式可求得其相应的辙岔角应分别为28°04′20″、18°55′30″、
或矿车的最大轴距来计算，取以
米为单位的整数值。
R常用值：9m、12m、15m、 20m、25m、30m 、35m 、 40m 等。
O δR
SB
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
2．曲线的轨距加宽 1）轨距 是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离SP 2）轮距 是指两车轮轮缘外侧工作边的 距离SW 3）X 是轨距、轮距之间的距离，一般为10㎜
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第十章 硐室及交岔点设计与施工
二、井下窄轨线路的基本知识
㈠曲线线路
1.最小曲线半径 最小曲线半径R应根据车辆运行速 度V以及车辆轴距SB大小来确定。 δ<90º V<1.5m /s，R不小于7 SB； V>1.5m /s，R不小于10 SB； V>3.5m /s，R不小于15 SB； δ>90º R大于（10～15） SB 如为列车运行，则应以机车