巷道断面设计,交叉点设计
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巷道交义点设计某矿采用ZK7-6/250型架线式电机车1.5吨矿车运输,一运输巷道以单轨单侧 交岔点与另一巷道相连,两巷道间转角 60。
,巷道的断面形状均为半圆拱,交岔点 岩石坚固性系数f=4~6 ,料石石宣支护,支护厚度为250o 交岔点道岔型号为 ZDK615-4-12,巷道的曲线半径为15m 。
运输巷道与支巷的断面尺寸分别为:巷道 净宽 B1=B2=B3=2300mm , 轨道中心线至柱墩侧边墙的距离 b1=b2=1370,b3=930mm ;自底板起巷道的墙高为 h1=h2=2000mm, h3=1800mm 试设 计此交岔点。
一、 选择基本数据已知巷道断面形状为半圆拱形,其中主巷断面 巳=2300 mm, b 1=1370mm ; B 2 = 2300 mm, b ? = 1370 mm ;支巷断面 B 3= 2300 mm, b 3 = 930 mm 。
道岔型号为 ZDK615-4-12 的道岔参数为:a= 3340 mm, b= 3500 mm, a =14° 15' 00〃。
巷道 曲线半径R= 15000 mm 。
二、 交义点平■面尺寸计算 1、确定曲线的曲率中心点O 的位置D = bcos : - Rsin 工H = Rcos’: 一 bsin :则D = 3500 X 0.9692 - 15000X 0.2462 = - 300 mm H = 15000X 0.9692 + 3500X 0.2462 = 15400 mm2、计算。
角所以H - 5 0 0 b 2=a r c c o-s ----------R b 315400 -500 -1370=arccos ----------------------------15000 930 2003、从柱墩面到岔心和到基本轨起点的距离H -500-b 2cos 。
=R b 3=32° 59' 11l〔 = R b3 sin「D=(15000+930+200) X 0.5444-300 = 8482 mmL1 = 11 a=8482 + 3340 = 11822 mm4、交义点最大面积的宽度解直角△ TNM则有2 2TM = TN MN式中TN =B3cos日+500 + B2= (2300 + 300) X 0.8388 + 500 +2300 =4981 mm MN=B3sin= (2300 + 300) X 0.5444 = 1415 mmTM = ..4981214152= 5178 mm5、交义点变化断面部分长度, TN - B IL O = :i取i =0.3 则, 4981 -(2300 300)L0 = ---------------------- - ------------------------ -- = 7937 mm0.36、断面加宽起点至基本轨起点的距离Y =L〔-L0 - MN = 11822 -7937 -1415 = 2470 mm三、中间断面尺寸计算已知I 一I断面自巷道底板起的墙高为2000 mm,在TM断面处净宽最大,故墙应降到最低,取其h = 16000 mm。
目录1、断面设计一、确定巷道断面形状┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2二、确定巷道断面尺寸┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉21、计算巷道净宽度B┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉22、计算巷道拱h。
┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉33、计算巷道壁高h┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉334、计算巷道净断面面积S和净周长P┉┉┉┉┉┉┉┉55、巷道风速验算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉66、选择支护参数┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉67、选择道床参数┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉88、计算巷道掘进断面尺寸┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8三、布置巷道内水沟和管线┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉8四、计算巷道进工程量及材料消耗┉┉┉┉┉┉┉11五、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉112、交叉点设计一、选型基本数据┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12二、平面交岔点尺寸的计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉12三、计算巷道掘进工程和材料消耗量┉┉┉┉┉143、巷道设计绘图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20一、断面设计(一)确定巷道断面形状根据设计要求和《煤矿安全规程》规定,设计巷道要满足安全和生产要求所以本设计采用900mm轨距双轨运输大巷,其净宽应在3m以上,且穿过中等稳定岩层,采用料石砌碹支护,半圆拱形断面,设计时不降墙高,交叉点采用单开,其设计如下:(二)确定巷道断面尺寸1 、计算巷道净宽度B由于本设计采用的是XK 8-6/110A电机车所以巷道设计要求的如下基本数据:宽A1=1054mm,高h=1550mm;3t矿车宽1200mm,高1400mm。
取巷道人行道宽c=840mm,非人行道一侧宽第一断面a=400mm,第二断面a=300mm,第三断面a=500m。
又根据表6 –2双轨中线距b=1600mm,则电机车之间的距离为:1600-(1054/2+1054/2)=546mm>200mm符合安全要求。
新疆工程学院井巷工程课程设计说明书课程名称:巷道交岔点课程设计姓名:学号:班级:新疆工程学院课程设计评定意见设计题目:巷道交岔点课程设计学生姓名:专业班级:评定意见:评定成绩:指导教师:***目录一、巷道断面设计............................................... 错误!未定义书签。
(一)确定巷道断面形状....................................... 错误!未定义书签。
(二)确定巷道断面尺寸....................................... 错误!未定义书签。
1.计算巷道净宽度B ......................................... 错误!未定义书签。
2.计算巷道拱............................................... 错误!未定义书签。
3.计算巷道壁高h3 .......................................... 错误!未定义书签。
4.计算巷道净断面面积S和净周长P(根据表6-12)............. 错误!未定义书签。
5. 用风速校核巷道净断面面积 (3)6、选择支护参数............................................ 错误!未定义书签。
7、选择道床参数............................................ 错误!未定义书签。
8、计算巷道掘进断面尺寸(根据表6-12) ..................... 错误!未定义书签。
(三)布置巷道内水沟和管线................................... 错误!未定义书签。
(四)计算巷道掘进工程量和材料消耗量......................... 错误!未定义书签。
新疆工程学院井巷工程课程设计说明书课程名称:巷道交岔点课程设计姓名:学号:班级:新疆工程学院课程设计评定意见设计题目:巷道交岔点课程设计学生姓名:专业班级:评定意见:评定成绩:指导教师:***目录一、巷道断面设计............................................... 错误!未定义书签。
(一)确定巷道断面形状....................................... 错误!未定义书签。
(二)确定巷道断面尺寸....................................... 错误!未定义书签。
1.计算巷道净宽度B ......................................... 错误!未定义书签。
2.计算巷道拱............................................... 错误!未定义书签。
3.计算巷道壁高h3 .......................................... 错误!未定义书签。
4.计算巷道净断面面积S和净周长P(根据表6-12)............. 错误!未定义书签。
5. 用风速校核巷道净断面面积 (3)6、选择支护参数............................................ 错误!未定义书签。
7、选择道床参数............................................ 错误!未定义书签。
8、计算巷道掘进断面尺寸(根据表6-12) ..................... 错误!未定义书签。
(三)布置巷道内水沟和管线................................... 错误!未定义书签。
(四)计算巷道掘进工程量和材料消耗量......................... 错误!未定义书签。
煤矿巷道断面和交岔点设计规范一、煤矿巷道断面和交岔点设计概述煤矿巷道断面是指煤矿巷道的横截面形状,包括巷道断面的高度、宽度和深度。
煤矿巷道交岔点是指在煤矿巷道中连接两条以上巷道的地方,通常有三种类型:巷道转角、巷道交叉和巷道拐弯。
煤矿巷道断面和交岔点设计是煤矿巷道设计的重要部分,它是煤矿巷道设计的基础,也是煤矿安全生产的重要保证。
因此,煤矿巷道断面和交岔点设计必须符合国家有关规范,以保证煤矿安全生产。
二、煤矿巷道断面和交岔点设计规范(1)煤矿巷道断面煤矿巷道断面设计应符合国家规定,其中包括:1)巷道高度:巷道高度应不小于1.8米,以确保足够的空间供人员通行和使用装备;2)巷道宽度:巷道宽度应不小于2米,以便煤矿作业人员和设备进行正常行动;3)巷道深度:巷道深度应不小于2米,以便在煤矿作业的过程中得到充分保护;4)巷道斜度:巷道斜度应控制在15度以下,以便有效减少煤矿作业人员和设备的劳动强度。
(2)煤矿巷道交岔点煤矿巷道交岔点设计应符合国家规定,其中包括:1)巷道转角:巷道转角的设计应尽量减少转角的角度,以减少拐弯处的断面尺寸,使之更加紧凑;2)巷道交叉:巷道交叉的设计应尽量减少交叉点的面积,以便减少巷道交叉处的断面尺寸;3)巷道拐弯:巷道拐弯的设计应尽量减少拐弯处的断面尺寸,以减少拐弯处的断面尺寸,使之更加紧凑。
三、煤矿巷道断面和交岔点设计的重要性煤矿巷道断面和交岔点设计的重要性不言而喻。
合理的断面设计可以有效地提高煤矿巷道的安全性和可靠性,充分发挥煤矿巷道的功能。
断面设计既要考虑安全性,又要考虑经济性,以减少建设成本,提高综合效益。
此外,断面设计应考虑巷道的通风、煤层的特性、机械设备的要求和机械设备的尺寸等因素,以确保煤矿巷道断面和交岔点的安全性和可靠性。
四、结论煤矿巷道断面和交岔点设计是煤矿巷道设计的重要部分,是煤矿安全生产的重要保证。
煤矿巷道断面和交岔点设计必须符合国家有关规范,以保证煤矿安全生产。
巷道断面交叉点设计目录第一章设计资料 (2)第二章巷道断面施工图设计 (2)第一节巷道断面形状的选择 (2)第二节道床参数的选择 (3)第三节巷道内管线布置 (3)第四节巷道净断面尺寸的确定 (3)第五节验算风速 (5)第六节选择支护参数 (5)第七节确定水沟参数 (5)第八节确定巷道掘进断面尺寸 (6)第九节编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表 (7)第十节绘制巷道断面施工图 (8)第三章交岔点设计 (9)第一节选择基本数据 (9)第二节平面交岔点尺寸计算 (9)第三节交岔点的断面尺寸计算 (10)第四节工程量及材料消耗 (12)第五节绘制交岔点施工图 (15)参考文献 (15)第一章设计资料某煤矿,设计生产能力为3Mt/年,服务年限为65年。采用立井开拓、单水平、上下山开拓。地面标高+38m,生产水平为-650m,属低沼气矿井。通风方式为中央并列式通风,井下最大涌水量为400m3/h,通过第一水平东运输大巷的流水量为180m3/h,风量为45m3/s。;采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t矿车运输。内设φ108压风管和φ59供水管各一路,另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。大巷中间有一单轨分岔巷道与之相连(单轨巷道宽2860mm,其中b3为1330mm),并成60°交角,交岔点处在不稳定岩层中,试设计大巷断面及交岔点。第二章巷道断面施工图设计第一节巷道断面形状的选择巷道断面形状的选择,主要应考虑巷道用途及其服务年限、所处的位置(即作用在巷道上地压的大小和方向、围岩性质)、选用的支架材料和支护方式、掘进方法和采用的掘进设备等因素。一般情况下,巷道的用途和服务年限是考虑选择断面形状的重要因素。服务年限长达几十年的开拓巷道,采用受力性能好的各种拱形断面较为有利;服务年限短的准备巷道或回采断面多采用断面利用率高的梯形或矩形断面。作用在巷道上的地压大小和方向在选择断面形状时也起主要作用。当顶压较大、侧压较小时,则应选用直墙拱形断面(半圆拱、圆弧拱或三心拱);当顶压、侧压都很大且有严重底鼓时,就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式,往往也直接影响巷道断面形状的选择。金属支架和锚杆可用于任何形状的断面;喷射混凝土支护方式适用于拱形等曲线断面。掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前,岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位,它能适应任何形状的断面。未来在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷,选用圆形断面无疑是更为合适的。上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素,彼此是密切联系而又相互制约的。条件要求不同,影响因素的主次位置就会发生变化。所以,应该综合分析,抓住主导因素兼顾次要因素,以便能选用较为160c h =合理的巷道断面形状此煤矿,设计生产能力为3Mt/年,服务年限为65年,采用立井开拓、单水平、上下山开拓,地面标高+38m,生产水平为-650m,巷道中等稳定,设计采用锚喷支护,选择半圆拱形断面。第二节 道床参数的选择运输大巷采用ZK7-9/550钢轨型号:30kg/m(《矿山工程规划与设计》表4-1)轨枕:钢筋混凝土轨枕(《矿山工程规划与设计》表4-2 常用轨枕规格) 道床参数:道床总高度c h =360mm;道碴高度b h =200mm ;道碴距轨面高 (《矿山工程规划与设计》表4-2 常用道床参数)第三节 确定管线布置位置1. 管道布置在人行道一侧,其下部与道碴面保持1.8m 以上的距离。2. 通信电缆应布置在电力电缆的另一侧。3. 高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设,相互之间距离0.2 m,同时高压电缆之间,低压电缆之间的距离60mm 。4. 电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆,或者电缆发生坠落时不会落在轨道上,电缆悬挂高度取1.6m(一般在1.5-1.9m),电缆两个悬挂点间距2.5m(不应大于3m),电缆与运输设备之间的距离0.30(不应小于0.25m)。 5. 压风管和供水管悬吊在人行道一侧,最低处距渣面1.9m 。第四节 巷道净断面尺寸的确定一、巷道净宽度B 的确定该运输大巷采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t 固定式矿车运输,计算尺寸见表2-1,根据《煤矿安全规程》,取人行道宽C=900mm ,非人行道一侧宽a=350mm,两电机车之间距离t=300mm ,故巷道净宽度:=+++=t C A a B 12270+900+300=41360×+2350mm 取净宽:4300mm 二、巷道拱高0h 的确定半圆拱的拱高:0h =R=B/2=4300/2=2150mm 该半圆拱形直墙巷道拱高为2150mm 。 三、巷道壁高3h 确定按架线电机车巷道,导电弓子、管道的装设、人行高度、1.6m 高度人行宽度、设备上缘与拱壁最小安全间隙要求设计巷道壁高3h 。 相关尺寸说明:4h —轨面起电机车架线高度,按《煤矿安全规程》取4h =2000mm ; c h —道床总高度,巷道选用30kg/m 钢轨,360c h mm =,200b h mm =;n —导电弓子距拱璧的安全间距,取200n mm =;K —导电弓子宽度一半,取360K mm =;1b —轨道中线与巷道中线间距,11/2b B a =-=4300/2-1030=1120mm ;h 5—渣面至管子底高度,按《煤矿安全规程》取h 5=1900mm ; h 7—管子悬吊件总高度,取h 7=900mm ; m —导电弓子距管子间距,取m=300mm ; D —压气管法兰盘直径,D=230mm ;b 2为人行道侧轨道中线与巷道中线间距,b 2=540;.1m 为电机车距管子的距离,取250mm;j 为距巷道壁的距离,距壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm ,取j=200mm ;图2-1巷道净断面尺寸计算简图C '为运输设备上缘与拱壁间距,取800mm;h —机车高度,为1550mm;a '运输设备上缘与拱壁间距,取200mm;(一)按架线电机车导电弓子要求确定34c h h h ≥+320001091h mm ≥+=(2-1)(二)按管道装设要求确定1.按导电弓子计算357b h h h h ≥++319009001299h mm ≥+=(2-2)2.按电机车计算357b h h h h ≥++319009001548h mm ≥++=(2-3)(三)按人行高度要求31800b h h ≥+31800200895h mm ≥+=(2-4)(四)按1.6m 高度人行宽度要求31600b h h ≥+316002001064h mm ≥+=(2-5)(五)按设备边缘与拱壁最小安全间隙要求计算 1.人行道侧3c h h h ≥+315501174h mm ≥+=(2-6)2.非人行道侧3c h h h ≥+315501121h mm ≥+=(2-7)综上计算,并考虑一定的富余,确定本巷道壁高1600mm ,则巷道高H=1600+2150-200=3550mm 。故取H=3600mm四、确定巷道净断面面积S净断面面积2S B 0.39B h =+()(2-8) 式中:2h 为渣面以上巷道壁高,2316002001400b h h h mm =-=-=故()243000.394300140013.23S m =⨯⨯+=第五节 验算风速风速验算公式v Q S =(2-9)查《煤矿安全生产规范》知Max v =8m/s,已知通过大巷风量Q=403m /s ,代入式(2-9)得/40/13.23 3.03/8/v Q S m s m s ===<设计的大巷断面风速符合过规定,可以使用。第六节 选择支护参数本巷道采用锚喷支护,根据巷道净宽 4.27m 、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限65年等条件,得锚喷支护参数:表格2-2 锚喷支护参数支护厚度T=T 1=100mm 。第七节 确定水沟参数为了排出井下涌水和其他污水,设计巷道断面时应根据矿井生产时通过该巷道的排水量设计水沟。水沟布置在人行道一侧,并尽量减少穿越运输铁路。平巷水沟坡度可取0.3%~0.5%,或与巷道的坡度相同。井下最大涌水量为400m 3/h,通过第一水平东运输大巷的流水量为180m 3/h,按照本巷道实际情况,现采用水沟查规范得下表参数:第八节 确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度12430021004500B B T mm =+=+⨯=巷道计算掘进宽度21245002754650B B mmδ=+=+⨯=巷道设计掘进高度136002*********b H H h T mm =++=++=巷道计算掘进高度213900753975H H mmδ=+=+=巷道设计掘进断面面积()()211130.3945000.394500160015.1S B B h m=+=⨯⨯+=巷道计算掘进断面面积()()222230.3946500.394650160015.87S B B h m=+=⨯⨯+=第九节 编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表每米巷道计算掘进体积312115.87V S m m=⨯=每米巷道墙脚计算掘进体积330.2()1m 0.2(0.10.075)1m 0.035V T m δ=+⨯=+⨯=每米巷道拱与墙喷射材料消耗()32231.5721 1.04V B T T h T m m =-+⨯=⎡⎤⎣⎦每米巷道墙脚喷射材料消耗340.210.20.110.02V T m =⨯=⨯⨯=每米巷道喷射材料消耗324 1.020.02 1.04V V V m =+=+=324 1.06V V V m =+= 每米巷道锚杆消耗12/ 1.57/P M B M =(2-10)()、、M M P N /1/1+=(2-11)式中:1P 为锚杆消耗周长;M 、M '为锚杆间距、排距,0.8M M m '==;10/1≈M P故,'(101)0.813.75N =+=根。 折合重量为()2213.75(2)13.75 2.2 3.140.022785074.6l d kg πρ⎡⎤⎡⎤=⨯⨯⨯=⎣⎦⎣⎦(2-12)式中:l 为锚杆深度,l =2.2m;d 为锚杆直径,d =20mm ;ρ为锚杆材料密度,ρ=7850㎏/3m ;每排锚杆数为0.813.750.811N '⨯=⨯=根; 每米巷道粉刷面积321.572n S B h =+(2-13) 式中:B3为计算净宽,322 4.45B B T m =-= 故231.572 1.39.59n S B m =+⨯=表格2-4 巷道断面特征表表格2-5 运输大巷每米工程量及材料消耗第十节 绘制巷道断面施工图详见图纸Ⅰ-Ⅰ截面。第三章 交岔点设计第一节 选择基本数据该交岔点为双轨大巷与单轨支巷相交,巷道转交70°。主巷为双轨巷道,净宽4300mm ,墙1600mm ,支巷为单轨巷道,净宽2860mm ,采用锚喷支护,各断面喷射混凝土厚度为T=150mm ,锚杆长度2200l mm ,半圆拱形断面。道岔及主要参数见表3-1:表格3-2 各条巷道的净宽度 B 1、B 2、B 3 及其轨道中心线各条巷道的净宽度 b 1、b 2、b 3 及其轨道中心线第二节 平面交岔点尺寸计算一、弯道中心到基本轨中心线的垂直距离cos sin =16000cos14.04+4858sin14.04=16701mm H R b αα=+二、基本轨起点至垂线距离cos sin J a b R αα=+-=39424858cos14.0416000sin14.044774mm +-= 三、OT 与O 点到主巷中心线的垂线夹角θ[]()()23arccos (500)()=arccos 167011030500/16000133028.91H b R b θ=--+--+=⎡⎤⎣⎦图3-1单轨巷道单侧分叉点平面尺寸计算图示[]()33P=J+R (b sin =4774+16000-2860-1330sin 28.91=11770mm B θ--⎡⎤⎣⎦)四、交岔点最大宽度TM3NM sin 2860sin 28.91=1383mm B θ==cos 5002860cos 28.9150043007304TN B B mm θ=++=++=7434TM mm =五、自基本轨起点到墙面的距离2L2L =P+NM=11770+1383=13153mm六、斜墙水平长度0L斜墙斜率01()(73044300)117700.255i TN B P =-=-= 取0.25i =01()(73044300)0.2512016L TN B mm =-=-=七、斜墙起点至基本轨起点间距01177012016-246Y P L mm =-=-=八、交岔点长度2200013153200015153L L mm=+=+=第三节 交岔点的断面尺寸计算(一)设计交叉点高度1.I-I 断面自底板起的墙高为1600mm;在TM 、TN 断面处的墙高定为1200mm,故墙降低率为: i ´=(h B1-h TN )/L0=(1600-1200)/12016=0.0334 即每米墙的降低值为34mm2.验证TN 、TM 断面处的墙高定为1200mm 是否合理。 (1)按架线电机车导电弓子要求确定h 3h 3≥h 4+h c 式中:h 3-自道渣面算起到拱基线的高度.h 4-自轨面算起至架线电机车导电弓子的高度,(自定尺寸,不行人取 1.9m,行人取2-2.2m;所以取h 4=2000)h c -取h c =360mm b h =200mmR-即净宽之半,R=TM/2=3717mmn-导电弓子到拱璧的安全间隙,取n=200mmK-导电弓子宽度之半K=718/2=359,取K=360mmb 1´-轨道中心线与巷道中心线的间距,b 1´=TM/2-(B3-b3)=3717-(2860-1330)=2367mmh 3≥h 4+h c -212)b (K -n)-(R ’+ 经计算得: h 3≥139mm (2)按管道装设要求确定h3h 3≥h 5+h 7+h b 式中:h 3-自道渣面算起至拱基线的高度h 5-自道渣面算起至压风管底面的高度,根据《煤矿安全规程》规定,取h5=1900mm h 7-管子悬吊件的高度,取h 7=900mm h b =200mm;R=3717mm; K=360mmm-导电弓子距管子的安全间隙,m=300mm D-压气管直径,取D=230mmb 2´-轨道中心线与巷道中心线间距,b 2´=TM/2-()22B b -=3717-(4300-1030)=447mmh 3≥h 5+h 7+h b经计算得:3510h mm ≥- (3)按人行高度要求确定h 3架线电机车运输巷,此项不需要验算。由以上验算可知,原定TM 、TN 处墙高1200mm 能满足安全要求。(三)交岔点各段尺寸表表格3-2 交叉点各段净尺寸表注:各断面之间距离1000mm()43000.2511000i B i =+-()31600341i h i =-- /2i i R B = 3200i i H h R =+- N ´=[(P1´/M)+1]/M ´式中: P1´-----计算锚杆消耗周长, P1´=1.57(B+2T+2δ) M-----锚杆间距, M=0.8m M ´-----锚杆排距,M ´= M第四节 工程量及材料消耗一、确定支巷掘进断面尺寸净断面面积()22S B 0.39B h 0.39286014007.19m =+⨯⨯+=()=2860(经验算风速满足)巷道设计掘进宽度12286021003060B B T mm =+=+⨯= 巷道计算掘进宽度21230602753210B B mmδ=+=+⨯=巷道净高度320016002860/22002830H h R mm=+-=+-= 巷道设计掘进高度128302*********b H H h T mm =++=++=巷道计算掘进高度213130753205H H mm δ=+=+=巷道设计掘进断面面积()()211130.3930600.39306016008.55S B B h m=+=⨯⨯+=巷道计算掘进断面面积()()222230.3932100.39321016009.15S B B h m=+=⨯⨯+=二、确定TM 断面掘进尺寸净断面面积()22S B 0.39B h 0.397434100028.98m =+⨯⨯+=()=7434巷道设计掘进宽度12743421007634B B T mm =+=+⨯= 巷道计算掘进宽度21276342757784B B mmδ=+=+⨯=巷道净高度320012007434/22004717H h R mm=+-=+-= 巷道设计掘进高度147172*********b H H h T mm =++=++=巷道计算掘进高度215170755245H H mm δ=+=+=巷道设计掘进断面面积()()211130.3976340.397634120031.89S B B h m=+=⨯⨯+=巷道计算掘进断面面积()()222230.3977840.397784120032.97S B B h m =+=⨯⨯+=三、体积计算(工程量)体积311123()/2(),TM V Y S L S S g S S m =⋅++++ 式中:1S 、2S 、3S 、TM S —分别为I -I 、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、T-M 断面处的净断面积、掘进断面积;1L —断面变化长度,1L =13.15m ;g —支巷延伸长度,一般取2m ;Y —基本轨起点至斜墙起点长度,Y=-0.246m 。 (1)交岔点净体积V 净各断面处净面积:1S =2S =13.232m ;3S =7.192m ;TM S =28.982m 。交岔点净体积V 净3314.26V m =净(2)设计掘进体积V 掘各断面处设计掘进面积:1S =2S =15.872m ;3S =8.552m ; TM S =31.892m 。设计掘进体积V 掘3405.6V m =掘二、材料消耗(一)喷射混凝土的用量3405.6-314.2691.38V V V m =-==混掘净另加混凝土柱墩约43m ,故总计喷射混凝土用量为95.383m 。 (二)锚杆消耗11123()/2()TM N Y N L N N g N N =⋅++++(3-4)式中:1N 、2N 、3N 、TM N —分别为I -I 、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、T-M 断面处每米巷道的锚杆用量; 1N =2N =14; 3N =10;TM N =22。285N =根折合重量为22285(2)2852.2 3.14(0.022)78501546.2l d kg πρ⎡⎤⎡⎤⨯=⨯⨯⨯=⎣⎦⎣⎦第五节 绘制交岔点施工图一个平面图(1︰100),三个剖面图(1︰50)支巷尺寸如下表:表格3-4支巷相关尺寸图3-2 支巷平面尺寸说明图示详见图纸交岔点平面图,图Ⅰ—Ⅰ,图Ⅱ-Ⅱ,图Ⅲ-Ⅲ参考文献● 1.《井巷工程》,中国矿业大学等编,煤炭工业出版社,1989年12月;● 2.《煤矿安全规程》,2010;● 3.《井巷工程》,东兆兴、吴士良编,中国矿业大学出版社,2004年1月;● 4.《矿井设计指南》,刘吉昌主编,中国矿业大学出版社,1994年12月。● 5.《矿山工程规划与设计》中国矿业大学出版社。
设计任务书题目:水平岩石巷道交叉点设计目录1、断面设计一、确定巷道断面形状二、确定巷道断面尺寸1 、计算巷道净宽度B2 、计算巷道拱h。
3、计算巷道壁高h34 、计算巷道净断面面积S和净周长P5、巷道风速验算6 、选择支护参数7、选择道床参数8、计算巷道掘进断面尺寸三、布置巷道内水沟和管线2、交叉点设计一、选型基本数据二、平面交岔点尺寸的计算三、计算巷道掘进工程和材料消耗量3、巷道设计绘图一、断面设计(一)确定巷道断面形状根据设计要求和《煤矿安全规程》规定,设计巷道要满足安全和生产要求所以本设计采用600mm轨距单轨运输大巷,其净宽应在3m以上,且穿过中等稳定岩层,采用料石砌碹支护,半圆拱形断面,且墙壁高取1800mm,设计时不降墙高,交叉点采用单开,其设计如下:(二)确定巷道断面尺寸1 、计算巷道净宽度B由于本设计采用的是XK 8-6/110A电机车所以巷道设计要求的如下基本数据:宽A1=1060mm,高h=1550mm;1.5t矿车宽1050mm,高1150mm。
取巷道人行道宽c=840mm,非人行道一侧宽第一断面a=400mm,第二断面a=300mm,第三断面a=500m。
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)=246mm>200mm符合安全要求。
第一断面巷道净宽度:B1=a1+b+c1=(400+1054/2)+1300+(1054/2+840)=927+1300+1367=3594mm为了设计的简便我们取B 1=3600mm第二断面巷道净宽度:B 2=2a +b+1c =(300+1054/2)+1300+(1054/2+840)=827+1300+1367=3500mm第三断面巷道净宽度:B 3=3a +b+c 1=(500+1054/2)+1300+(1054/2+840)=1027+1300+1367=3700mm2 、 计算巷道拱h 。
巷道断面设计为了确保城市的交通畅通和人民的出行安全,城市道路和巷道的规划和设计显得尤为重要。
巷道设计是巷道建设过程中的一个关键环节,好的设计可以确保巷道的运行安全、高效和具有良好的通行能力。
巷道断面设计需要应用一定的工程原理和经验,结合具体的情况进行科学合理的设计。
该设计包括宽度、坡度、横向和纵向标线、交叉口以及非机动车和行人过街的设置等多个方面。
宽度设计巷道的宽度设计是巷道设计的重中之重。
宽度的大小直接影响到巷道通行的效率和安全。
根据巷道的不同需求和用途,巷道的宽度是有所不同的。
在城市居民住宅区,一般巷道宽度为3-5米,这样可以满足住宅区居民的出行需求。
如果巷道需要供公交车通行,则巷道的宽度可以适当增加,一般需要达到6-8米才能满足公交车通行的需求。
在商业街区,巷道宽度要更宽。
商业街的巷道除了车辆通行还需要考虑行人的保障和人流量,一般与宽度为8-10米。
在旅游景点或重要地区,巷道宽度可适当的增加达到10-12米以上。
巷道的坡度是一项非常关键的设计,坡度决定了雨水排放和道路通行的顺畅性。
一般情况下,巷道的坡度不应小于0.5%,不应大于8%。
在坡度设计时,需要充分考虑降雨和消水的处理。
在坡度的设计中,需要避免过陡的坡度,以免车辆在下坡时失控,而过浅的坡度会影响排水效果,造成路面积水尤其是在雨季的时候。
横向和纵向标线设计巷道的横向和纵向标线非常重要,可以保证巷道的通行安全和有序。
横向标线包括划分车道线和人行道线,而纵向标线包括中央隔离带和虚线。
在巷道交通量大的地方,需要设置中央隔离带来保证两个方向的车辆不会相撞,而在住宅区和商圈则还需要设置虚线将行人和车道区分开。
交叉口设计巷道的交叉口是交通安全和畅通的重要部分。
合理的交叉口设计可以提高路段的通行能力和交通流的吞吐量,减少道路交通事故。
在交叉口设计中,需要考虑车辆行驶方向、道路宽度、视线距离、路口机动车停车位和行人过街设施等多个因素。
非机动车和行人过街的设置在巷道设计中,还需要充分考虑非机动车和行人过街设施的设置。
井巷工程交岔点设计课程设计任务书一、设计任务:某单轨巷道单侧分岔点,支巷在主巷左侧,其B1=B2=B3=2700mm,b1=b2=1150mm,b3=1350mm采用7吨架线式电机车,1吨矿车,600mm轨距,三条巷道均为半圆拱,墙高都为1800mm,砌体厚度为300mm,交岔点牛鼻子厚度为600mm,δ=45°,试设计该交岔点。
二、设计要求:1. 交岔点平面尺寸设计1.1计算曲率中心的位置1.2基本起点(预定为变断面起点)至变断面(斜墙)终点的水平距离P1.3计算交岔点的最大宽度TM1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L21.5计算斜墙斜率及(斜墙)变断面的起点Q1.6计算交岔点的总长度L2. 设计交岔点墙高2.1确定墙的高度降低的斜率2.2按半圆拱断面公式验算TN断面的高度3. 计算工程量、材料消耗、编制工程量及材料消耗表4. 编写施工方法等内容5. 绘图4.1按1:100的比例绘制交岔点平面图4.2按1:50的比例绘制主巷、支巷及最大宽度处的断面图三、设计期限年月日至年月日目录1. 交岔点平面尺寸设计1.1计算曲率中心的位置1.2基本轨起点(预定为变断面起点)至变断面(斜墙)终点的水平距离1.3计算交岔点的最大宽度TM1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L21.5计算斜墙斜率及(斜墙)变断面的起点Q1.6计算交岔点的总长度L2. 设计交岔点墙高2.1确定墙的高度降低的斜率2.2按半圆拱断面公式验算TN断面的高度3. 计算工程量、材料消耗、编制工程量及材料消耗表4.施工方法1.交岔点平面尺寸设计根据以上条件,确定道岔型号为DK618-4-12(左),a=3472,b=3328,α=14°15′左开,R=12000mm 。
1.1)曲率中心的位置:H=R cos α+bsin α=12000cos14°15'+3328sin14°15' =12450 (mm) J=a+bcos α-Rsin α=3472+3328cos14°15'-12000sin14°15' =3744 (mm)32600arccos b R b H +--=θ =36.73°1.2)基本起点至变断面(斜墙)终点的水平距离P: P=J+(R θsin )33B b -+ =10113(mm ) 1.3)交岔点的最大宽度TM ==θs i n 3B NM 1615mm=++=23600cos B B TN θ5464mm 569822=+=TN NM TM mm 1.4)柱墩至基本轨起点的距离2L 2L =P+NM=11728mm1.5)斜墙斜率及变断面(斜墙)的起点Q273.010==-P B TN i由算出斜率0i 选用与它相近的固定斜率0i =0.25 987110==-i B TN L 2420=-=L P Y因为Y 值为负,则Q 点在0Q 右边。
目录第一章设计资料 (2)第二章巷道断面施工图设计 (2)第一节巷道断面形状的选择 (2)第二节道床参数的选择 (3)第三节巷道内管线布置 (3)第四节巷道净断面尺寸的确定 (3)第五节验算风速 (5)第六节选择支护参数 (6)第七节确定水沟参数 (6)第八节确定巷道掘进断面尺寸 (6)第九节编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表 (7)第十节绘制巷道断面施工图 (8)第三章交岔点设计 (9)第一节选择基本数据 (9)第二节平面交岔点尺寸计算 (9)第三节交岔点的断面尺寸计算 (10)第四节工程量及材料消耗 (12)第五节绘制交岔点施工图 (15)参考文献 (15)第一章设计资料某煤矿,设计生产能力为3Mt/年,服务年限为65年。
采用立井开拓、单水平、上下山开拓。
地面标高+38m,生产水平为-650m,属低沼气矿井。
通风方式为中央并列式通风,井下最大涌水量为400m3/h,通过第一水平东运输大巷的流水量为180m3/h,风量为45m3/s。
;采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t矿车运输。
内设φ108压风管和φ59供水管各一路,另设动力、照明、通讯和信号电缆各一路。
大巷中间有一单轨分岔巷道与之相连(单轨巷道宽2860mm,其中b3为1330mm),并成60°交角,交岔点处在不稳定岩层中,试设计大巷断面及交岔点。
第二章巷道断面施工图设计第一节巷道断面形状的选择巷道断面形状的选择,主要应考虑巷道用途及其服务年限、所处的位置(即作用在巷道上地压的大小和方向、围岩性质)、选用的支架材料和支护方式、掘进方法和采用的掘进设备等因素。
一般情况下,巷道的用途和服务年限是考虑选择断面形状的重要因素。
服务年限长达几十年的开拓巷道,采用受力性能好的各种拱形断面较为有利;服务年限短的准备巷道或回采断面多采用断面利用率高的梯形或矩形断面。
作用在巷道上的地压大小和方向在选择断面形状时也起主要作用。
当顶压较大、侧压较小时,则应选用直墙拱形断面(半圆拱、圆弧拱或三心拱);当顶压、侧压都很大且有严重底鼓时,就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。
矿区富有的支架材料和习惯使用的支护方式,往往也直接影响巷道断面形状的选择。
金属支架和锚杆可用于任何形状的断面;喷射混凝土支护方式适用于拱形等曲线断面。
掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。
目前,岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位,它能适应任何形状的断面。
未来在使用全断面掘进机组掘进的岩石平巷,选用圆形断面无疑是更为合适的。
上述选择巷道断面形状应考虑的诸因素,彼此是密切联系而又相互制约的。
条件要求不同,影响因素的主次位置就会发生变化。
所以,应该综合分析,抓住主导因素兼顾次要因素,以便能选用较为合理的巷道断面形状此煤矿,设计生产能力为3Mt/年,服务年限为65年,采用立井开拓、单水平、上下山开拓,地面标高+38m,生产水平为-650m,巷道中等稳定,设计采用锚喷支护,选择半圆拱形断面。
160c h =第二节 道床参数的选择运输大巷采用ZK7-9/550钢轨型号:30kg/m (《矿山工程规划与设计》表4-1)轨枕:钢筋混凝土轨枕(《矿山工程规划与设计》表4-2 常用轨枕规格) 道床参数:道床总高度c h =360mm ;道碴高度b h =200mm ;道碴距轨面高 (《矿山工程规划与设计》表4-2 常用道床参数) 第三节 确定管线布置位置1. 管道布置在人行道一侧,其下部与道碴面保持1.8m 以上的距离。
2. 通信电缆应布置在电力电缆的另一侧。
3. 高压电缆和低压电缆在巷道同侧敷设,相互之间距离0.2 m ,同时高压电缆之间,低压电缆之间的距离60mm 。
4. 电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆,或者电缆发生坠落时不会落在轨道上,电缆悬挂高度取1.6m(一般在1.5-1.9m),电缆两个悬挂点间距2.5m(不应大于3m),电缆与运输设备之间的距离0.30(不应小于0.25m)。
5. 压风管和供水管悬吊在人行道一侧,最低处距渣面1.9m 。
第四节 巷道净断面尺寸的确定一、巷道净宽度B 的确定该运输大巷采用ZK7-9/550电机车牵引1.5t 固定式矿车运输,计算尺寸见表2-1,表格2-1 运输设备的计算尺寸根据《煤矿安全规程》,取人行道宽C=900mm ,非人行道一侧宽a=350mm,两电机车之间距离t=300mm ,故巷道净宽度:=+++=t C A a B 12270+900+300=41360×+2350mm 取净宽:4300mm 二、巷道拱高0h 的确定半圆拱的拱高:0h =R=B/2=4300/2=2150mm 该半圆拱形直墙巷道拱高为2150mm 。
三、巷道壁高3h 确定按架线电机车巷道,导电弓子、管道的装设、人行高度、1.6m 高度人行宽度、设备上缘与拱壁最小安全间隙要求设计巷道壁高3h 。
相关尺寸说明:4h —轨面起电机车架线高度,按《煤矿安全规程》取4h =2000mm ;c h —道床总高度,巷道选用30kg/m 钢轨,360c h mm =,200b h mm =;n —导电弓子距拱璧的安全间距,取200n mm =;K —导电弓子宽度一半,取360K mm =;1b —轨道中线与巷道中线间距,11/2b B a =-=4300/2-1030=1120mm ;h 5—渣面至管子底高度,按《煤矿安全规程》取h 5=1900mm ; h 7—管子悬吊件总高度,取h 7=900mm ; m —导电弓子距管子间距,取m=300mm ; D —压气管法兰盘直径,D=230mm ;b 2为人行道侧轨道中线与巷道中线间距,b 2=540;.1m 为电机车距管子的距离,取250mm ;j 为距巷道壁的距离,距壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm ,取j=200mm ;C '为运输设备上缘与拱壁间距,取800mm ;h —机车高度,为1550mm ;a '运输设备上缘与拱壁间距,取200mm ;(一)按架线电机车导电弓子要求确定22341()()c h h h R n K b ≥+---+图2-1巷道净断面尺寸计算简图320003601091h mm ≥+=(2-1)(二)按管道装设要求确定1.按导电弓子计算357b h h h h ≥++319009001299h mm ≥+=(2-2)2.按电机车计算357b h h h h ≥++319009001548h mm≥++=(2-3)(三)按人行高度要求31800b h h ≥+31800200895h mm ≥+=(2-4)(四)按1.6m 高度人行宽度要求31600b h h ≥+316002001064h mm ≥+=(2-5)(五)按设备边缘与拱壁最小安全间隙要求计算 1.人行道侧3c h h h ≥+315501174h mm ≥+=(2-6)2.非人行道侧3c h h h ≥+315501121h mm ≥+=(2-7)综上计算,并考虑一定的富余,确定本巷道壁高1600mm ,则巷道高H=1600+2150-200=3550mm 。
故取H=3600mm四、确定巷道净断面面积S净断面面积2S B 0.39B h =+()(2-8) 式中:2h 为渣面以上巷道壁高,2316002001400b h h h mm =-=-=故()243000.394300140013.23Sm =⨯⨯+=第五节 验算风速风速验算公式v Q S =(2-9)查《煤矿安全生产规范》知Max v =8m/s ,已知通过大巷风量Q=403m /s ,代入式(2-9)得/40/13.23 3.03/8/v Q S m s m s ===<设计的大巷断面风速符合过规定,可以使用。
第六节 选择支护参数本巷道采用锚喷支护,根据巷道净宽4.27m 、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务年限65年等条件,得锚喷支护参数:表格2-2 锚喷支护参数支护厚度T=T 1=100mm 。
第七节 确定水沟参数为了排出井下涌水和其他污水,设计巷道断面时应根据矿井生产时通过该巷道的排水量设计水沟。
水沟布置在人行道一侧,并尽量减少穿越运输铁路。
平巷水沟坡度可取0.3%~0.5%,或与巷道的坡度相同。
井下最大涌水量为400m 3/h ,通过第一水平东运输大巷的流水量为180m 3/h ,按照本巷道实际情况,现采用水沟查规范得下表参数:表格2-3 水沟规格和材料消耗第八节 确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度12430021004500B B T mm =+=+⨯=巷道计算掘进宽度21245002754650B B mmδ=+=+⨯=巷道设计掘进高度136002*********b H H h T mm =++=++=巷道计算掘进高度213900753975H H mmδ=+=+=巷道设计掘进断面面积()()211130.3945000.394500160015.1S B B h m=+=⨯⨯+=巷道计算掘进断面面积()()222230.3946500.394650160015.87S B B h m=+=⨯⨯+=第九节 编制巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量表每米巷道计算掘进体积312115.87V S m m=⨯=每米巷道墙脚计算掘进体积330.2()1m 0.2(0.10.075)1m 0.035V T m δ=+⨯=+⨯=每米巷道拱与墙喷射材料消耗()32231.5721 1.04V B T T h T m m =-+⨯=⎡⎤⎣⎦每米巷道墙脚喷射材料消耗340.210.20.110.02V T m =⨯=⨯⨯=每米巷道喷射材料消耗324 1.020.02 1.04V V V m =+=+=324 1.06V V V m =+= 每米巷道锚杆消耗12/ 1.57/P M B M =(2-10)()、、M M P N /1/1+=(2-11)式中:1P 为锚杆消耗周长;M 、M '为锚杆间距、排距,0.8M M m '==;10/1≈M P故,'(101)0.813.75N =+=根。
折合重量为()2213.75(2)13.75 2.2 3.140.022785074.6l d kg πρ⎡⎤⎡⎤=⨯⨯⨯=⎣⎦⎣⎦(2-12)式中:l 为锚杆深度,l =2.2m ;d 为锚杆直径,d =20mm ;ρ为锚杆材料密度,ρ=7850㎏/3m ;每排锚杆数为0.813.750.811N '⨯=⨯=根; 每米巷道粉刷面积321.572n S B h =+(2-13) 式中:B3为计算净宽,322 4.45B B T m =-= 故231.572 1.39.59n S B m =+⨯=表格2-4 巷道断面特征表表格2-5 运输大巷每米工程量及材料消耗第十节 绘制巷道断面施工图详见图纸Ⅰ-Ⅰ截面。