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
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选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。
交岔点是指巷道相交或分岔的地方。按使用的支护方式不同，可分为架棚式、砌碹式和锚喷式交岔点。
⒈交岔点常用施工方法
⑴全断面掘进法。这种方法是随掘随支护，一次完成。它用在稳定岩层中，适用于各种支护方法，特别是采用锚喷支护方法的交岔点最为合适。
⑵扩帮刷大法。根据施工顺序，先向一个方向掘出交岔点中的一条巷道，进行临时支护，然后回过头来扩帮、挑顶，进行交岔点的支护。完成交岔点掘砌后，再施工另一条巷道。
⑶掘导硐法。当岩层松软不稳定或交岔点跨度较大，采用砌碹进行支护时，先沿交岔点的一帮先掘出一条巷道，然后沿另一帮掘小导硐，随掘随砌墙，中间留岩柱，待掘至过柱墩2m处停止，在混凝土垛位置与已掘巷道掘通，做好碹垛，并将两巷各砌2m，然后从外向里刷砌，暂留中间的岩柱，待交岔点砌碹后，再放小炮处理。
⒉施工安全注意事项
⑴采用扩帮刷大或掘小导硐施工法时，扩帮和挑顶应采用打浅眼，少装药、多打眼、放小炮或用风镐、手镐掘进。
⑵交岔点顶板标高和巷道宽度都是变化的，应掌握好炮眼的方向和深度，以免造成局部超挖或欠挖。更应防止崩倒临时支架，造成冒顶、片帮。
⑶架棚式交岔点应架设抬棚，抬棚要专门设计。各种抬棚插梁必须双数、对称摆放，防止受力不均匀。抬棚架完后，应架设锁口棚，锁口棚柱腿应紧贴抬棚柱腿，但深度不得超过抬棚柱腿，锁口棚高度不应超过主抬棚。超过主抬棚。
⑷在已施工的巷道新开口掘进交岔点时，必须加固开口处及其附近巷道的支护。如果附近有空帮空顶地点，小范围的可加密支架，背好帮顶；大范围的要用木垛接顶处理，加密支架，刹紧刹牢帮顶背板。 ⒊交岔点支护方式的选择交岔点支护方式可采用锚网、锚喷、锚架联合、架设抬棚等，进行补强加固时，可采用锚索支护、套棚、柱棚或支设点柱等。
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, b1=1370mm； B2 =
2300 mm, b? = 1370 mm；支巷断面 B3= 2300 mm, b3 = 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 mm
2、计算。角
所以
H - 5 0 0 b2 =a r c c o-s ---------- R b3
15400 -500 -1370 =arccos ---------------------------- 15000 930 200
3、从柱墩面到岔心和到基本轨起点的距离 H -500-b2 cos。= R b3
=32° 59' 11
l〔 = R b3 sin「D
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： * * *
题目：
某煤矿年设计生产能力90万t吨，采用立井开拓方式，属低瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为450m3/h；第二水平东运输大巷长度1600m，服务年限为25年；采用 电机车 ZK14-9/550 直流架线电机车牵引 矿车运输。巷道内铺设一趟直径Φ为200mm的压气管和一趟直径Φ为100mm的供水管。设计的大巷穿过中等稳定岩层，岩石坚固性系数f=4~6。该矿实行“三八”工作制，计划月进尺140m，每月实际工作30d，掘支平行作业，每一掘进班完成一个循环。预计正规循环率为0.9，炮眼利用率为0.9。
设计内容：
1.选择合适的巷道断面形状。
2.设计双轨直线段的巷道断面。确定巷道净宽、拱高、墙高、净断面面积、净周长，并进行风速校核。选择合适的支护方式，确定支护参数。最后确定巷道的掘进断面尺寸。
3.布置巷道内水沟和管线。
4.计算巷道掘进工程量和材料消耗量。
5.绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗表。
6.根据设计的断面图，编制爆破作业图表。包括爆破原始条件，三个方向的炮眼布置图、爆破参数、预期爆破效果表。
设计要求：
1. 在规定的时间内认真、独立地完成计算、绘图、编写说明书等全部工作。作到分析论证清楚、论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使设计成果达到较高水平。
