井巷工程交叉点设计

4 巷道与交岔点设计巷道是井下生产的动脉。

根据开拓设计的要求和为了适应矿体的变化或地质条件的特殊要求，巷道大部分区段是直的，有些区段则是弯曲的。

两条巷道相交处或一条巷道分岔处，则又构成不同类型的巷道交岔点。

断面设计是否合理，将直接影响煤矿生产的安全和经济效益。

断面设计的主要原则是：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。

巷道断面设计的内容和步骤是：首先选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；然后，布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量以及材料消耗量一览表。

4.1 巷道断面设计4.1.1 巷道断面形状选择我国煤矿井下使用的巷道断面形状，按其构成的轮廓线可分为曲线形和折线形两大类。

前者如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等；后者如矩形、梯形、不规则形等（见图4-1）。

图4-1巷道断面形状(a) 矩形；(b) 梯形；(c) 半梯形；(d) 半圆拱形；(e) 圆弧拱形；(f) 三心拱形；(g) 封闭拱形；(h) 椭圆形；(i) 圆形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4-1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。

巷道交叉点设计某矿采用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，料石碹支护,支护厚度为250。

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1B = 2300 mm ，1b =1370mm ；2B = 2300 mm ，2b = 1370 mm ；支巷断面3B = 2300 mm ，3b = 930 mm 。

道岔型号为ZDK615-4-12的道岔参数为：a= 3340 mm ，b= 3500 mm ，α=14°15′00″。

巷道曲线半径R= 15000 mm 。

二、交叉点平面尺寸计算1、确定曲线的曲率中心点O 的位置D ααsin cos R b -= H ααsin cos b R +=则D = 3500×0.9692 - 15000×0.2462 = - 300 mm H = 15000×0.9692 + 3500×0.2462 = 15400 mm2、计算θ角32500cos b R b H +--=θ所以32500a r c c o s b R b H +--=θθ= 20093015000137050015400arccos++-- = 32°59′11″3、从柱墩面到岔心和到基本轨起点的距离()D b R l ++=θsin 31=（15000+930+200）× 0.5444-300 = 8482 mm a l L +=11= 8482 + 3340 = 11822 mm 4、交叉点最大面积的宽度 解直角△TNM 则有22MN TN TM +=式中 23500cos B B TN ++=θ=（2300 + 300）× 0.8388 + 500 +2300 =4981 mm θs i n 3B MN == （2300 + 300）× 0.5444 = 1415 mm2214154981+=TM = 5178 mm5、交叉点变化断面部分长度iB TN L 10-=取 3.0=i 则=+-=3.0)3002300(49810L 7937 mm6、断面加宽起点至基本轨起点的距离MN L L Y --=01 = 11822 – 7937 – 1415 = 2470 mm三、中间断面尺寸计算已知Ⅰ—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。

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。

《井巷工程》课程设计题目：地下矿平巷交叉点设计目录第一章综述 (3)1.1课程设计目的 (3)1.2课程设计任务 (3)第二章课程设计技术条件 (3)2.1地质条件 (3)2.2开拓填充运输 (4)2.3技术数据 (4)第三章巷道断面形状选择 (4)第四章巷道断面尺寸设计 (5)4.1 双轨巷道单侧分岔点 (6)4.2 轨道外侧需抬高 (6)4.3 大巷壁高3h的确定 (7)4.4 支巷壁高3h的确定 (8)第五章支护方案设计 (8)第六章工程量及材料消耗计算 (9)第七章结语 (10)7.1 课程设计体会 (10)7.2 谢词 (11)7.3 参考书目 (12)7.4 附录 (12)第一章综述1.1课程设计目的对于矿物资源工程专业的学生，无论是在勘探设计单位承担矿山设计任务，还是在科研院所从事专业科研开发事业，或者在生产企业进行专业技术与生产技术管理工作，对于地下开采起主要通道作用的井巷工程，都必须具有正确选择和设计的知识和能力。

本次课程设计是在学习了相关专业基础和井巷工程专业课程的基础上，通过设计，得到专业工程设计基本能力的初步训练，为毕业设计及今后从事专业技术工作打下基础。

也是对学生对以前所学知识掌握与运用能力的检验。

井巷工程课程设计，要求学生在给定原始资料的基础上，通过翻阅专业参考书和相关文献，综合运用所学知识，确定技术方案，掌握正确的设计步骤和内容，进行必要的科学计算，并运用规范的技术语言（规范的图纸及说明书）将设计意图及设计结果表达出来。

1.2课程设计任务1．设计任务：某地下矿山平巷交叉点设计（组长安排，7人完成此任务）2．设计要求：根据所给原始资料及平巷交叉点的规格要求，完成交叉点的平面尺寸、交叉点各断面尺寸设计，工程量及材料消耗计算，绘制交叉点施工图等；平巷交叉点设计计算可以应用有关辅助设计软件完成；3．设计成果：①用Auto CAD严格按照制图标准，绘制交叉点施工图图（比例1：50），并用A3纸打印，并装订在说明书后面；②编写平巷交叉点设计说明书，其中应包含交叉点各断面尺寸表、工程量及材料消耗量表等表格，用A4纸打印装订。