11-井巷工程 第十一章 硐室及交岔点设计

卸式矿车前端铰接，只能后端打开，进 入卸载坑后，车箱翼板沿托棍滑动，矿 车后轮沿卸载坑曲轨滑动，在水平力推 动下前移。 矿车只能按某一端进车设置，要求矿车头 尾不能倒置。
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三、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 的一段断面积扩大的巷道。 • 马头门的形式有：双面斜顶式和双面平顶 式马头门
4、中央水泵房及中央变电所
• • • • • • 5、副井井底水窝泵房 6、等候室 三、其他硐室 1、调度室 2、电机车库及电机车修理间硐室 3、防火门硐室。
第二节
井下主要硐室设计
一、箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式
• 1.小型矿井广泛采用箕斗装载硐室与倾斜煤仓直接相连的 布置形式。
2.大型矿井则采用一个垂直煤仓 通过一条装载胶带输送机与箕斗 装载硐室连接。
三、中央水泵房设计
水泵房的形式有三种 ： 卧式水泵吸入式 卧式水泵压入式 潜水泵式
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四、水仓设计
• 水仓的作用是将全矿井涌水汇集在一起， 暂时储存起来，经澄清之后供水泵排除地 面。 • 水仓的位置可布置在车场之内，也可布置 在车场之外，但总的原则是要保证井下涌 水能顺利流进水仓且尽量缩小范围。 • 水仓的入口一般设在井底车场巷道标高的 最低点。
三、与井筒相连的主要硐室的施工
• （一）马头门施工
（二）箕斗装载硐室施工
三种方案：箕斗装载硐室与主井井筒同时施工 箕斗装载硐室在井筒掘砌全部结束后进行施工 装载硐室和地面永久建筑平行施工
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第三节
硐室施工
• 井底车场的各种硐室如马头门、水泵房、变电所等，在考虑施工时， 不仅断面大，而且还有各自的施工特点。 • 一、硐室的施工特点 • 1．硐室断面大，变化多，长度则比较短，大型施工机械难于进入 工作面作业 • 2.硐室往往与其他硐室、巷道、井筒相连，其本身结构复杂，因 此施工难度大，当围岩稳定性较差时，施工安全尤为重要。 • 3.硐室的服务年限长，管道多，工程质量要求高，不少硐室还要浇 注机电设备的基础，预留管线沟槽，安设起重梁等，故施工要精心安 排。 • 二、硐室的施工方法 • 硐室的施工方法：全断面一次掘进法 • 台阶工作面施工法 • 导硐施工法

角，其值按下式计算：
4．马头门断面形状及支护 arccos 3 W
L
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四、中央水泵房的设计
中央水泵房由泵房主体硐室、配水井、吸水井、配水 巷、管子道及通道组成。中央水泵房和水仓构成了中央排 水系统。
㈠吸入式中央水泵房设计 1．泵房的位置
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2．配水井、配水巷和吸水井的布置 配水井、配水巷和吸水井构成配水系统 。
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3
7
2 i=2%0 4 5
6
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1-底卸式矿车 2-车轮 3-缓冲器 4-卸载轮 5-卸载曲轨 6-卸载坑 7-托辊
2．卸载原理
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3．硐室的布置形式 1）非通过式卸载站硐室。 2）通过式卸载站硐室。
3）卸载站与翻车机联合布置硐室。
4．硐室尺寸确定 1）硐室长度 2）硐室宽度 3）硐室高度 5．硐室断面形状与支护
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一、箕斗装载硐室与井底煤仓的设计
㈠箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式 中小型矿井广泛采用箕斗装载硐室（单侧式）与容量较 小的倾斜煤仓直接连接的布置形式（图8-1）； 大型矿井，多采用一个直立煤仓通过一条装载胶带输送 机与箕斗装载硐室（单侧式）连接（图8-2）； 特大型矿井，往往采用多个个直立煤仓通过一条或两条 装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式或双侧式）连接
2．马头门宽度的确定
B=S+2A
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3．马头门高度的确定
H min L sin W tg
Hmin—下放最长材料时，马头门需要的 最小高度，m； L—下放材料最大长度，一般L=12.5m； W—井筒下放材料的有效弦长； D—井筒净直径，m； α—下放材料时，材料与水平面的夹

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。

2．马头门宽度的确定
B=S+2A
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3．马头门高度的确定
H min L sin W tg
Hmin—下放最长材料时，马头门需要的 最小高度，m； L—下放材料最大长度，一般L=12.5m； W—井筒下放材料的有效弦长； D—井筒净直径，m； α—下放材料时，材料与水平面的夹
Q0——矿井正常的有涌水量，m3/h；
2）当矿井正常涌水量大于1000m3/h时 Q容 2(Q0 3000 ) 4Q0
2．长度和断面的确定
水仓的长度（主仓+副仓）可按下式计算：
L Q容 S
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㈢水仓纵断面的计算
1．水仓起点的标高hc；水仓终点的标高hA，得hc、hA两点高差H。 2．水仓底板有i=0.001～0.002的坡度。斜向竖曲线半径R取9～12m。
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4）两组倾向相反的结构面互相切割在拱顶也会出现分 离体，但因裂隙不互相贯通，故限制了它的发展。塌落拱的 高度与裂隙面的紧密程度有关。这种顶板局部落石的破坏方
式，在硐室中是大量出现的(图8-37)。
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5） 硐壁的滑移也是造成硐室失稳的原因之一，其稳 定性主要受高倾角的软弱结构面所控制。图8-38所示的是硐
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五、水仓设计
㈠水仓的位置与布置形式 1．水仓的位置 2．水仓的布置形式
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㈡水仓容量、长度和断面尺寸的确定 1．容量的确定 根据《煤矿安全规程》有关规定，按以下情况分别确 定： 1）当矿井正常涌水量小于或等于1000m3/h时，
Q容 8Q0