井巷工程课程设计2篇文档格式.docx
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又查表6-1-4，知本巷双轨中线距离b=1600mm，则两电机车之间的距离为
1600-（1360/2+1360/2）=240mm
故巷道净宽度B=a1+b+c1=（400+1360/2）+1600+（1360/2+840）=4200mm.
（二）确定巷道拱高h0
半圆拱形巷道拱高h0=B/2=4200/2=2100mm.半圆拱半径R=h0=2100mm.
（三）确定巷道壁高h3
1．按架线电机车导电弓子要求确定h3
由表6-1-5中半圆形巷道拱高公式得
h3≥h4+hc-
式中，h4为轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取h4=2000mm；
hc为道床总高度。
查表6-1-1选30kg/m钢轨，再查表3-7得hc=410mm,道渣高度hb=220mm；
n为导电弓子距拱璧安全距离，取n=300mm；
K为导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm；
b1为轨道中线与巷道中线的距离，b1=B/2-a1=4200/2-1080=1020mm.
故h3≥2000+360-
=1204mm
2．按管道装设要求确定h3
h3≥h5+h7+hb-
式中，h5为渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h5=1800mm；
h7为管子悬吊件总高度，取h7=900mm；
m为导电弓子距管子间距，取m=300mm；
D为压气管法兰盘直径，D=335mm；
为轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2-C1=4200/2-1515=585mm.
故h3≥1800+900+220-
=1366mm
3．按人行道高度要求确定h3
h3≥1800+hb-
式中，j为距巷道壁的距离。
距壁j处的巷道有效壁高不小于1800mm.j≥100mm,一般取j=200mm。
h3≥1800+220-
=1195mm
综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高h3=1500。
则巷道高度H=h0+h3–hb=1500-200+2100=3400mm。
（四）确定巷道净断面面积S和净周长P
由表3-8得净断面积
S=B（0.39B+h2）
式中，h2为道渣面以上巷道的壁高，h2=h3-hb=1500-200=1300mm
故S=4200*（0.39*4200+1280）=12255600mm2=12.3m2
净周长P=2.57B+2h2=2.57*4200+2*1280=13354mm=13.4m.
（五）道床参数的选择
根据本巷道通过的运输设备，选用30kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为360mm,200mm,道渣面至轨面高度ha=hc-hb=360-200=160mm.采用钢筋混凝土轨枕。
（六）道岔交岔点平面尺寸：
1水平巷道的设计
水平巷道选用半圆拱形断面。
这里主要计算水平巷道的净宽。
查表3-1可知ZK10--9/550电机车A1=1360mm、高h=1550买卖；
本巷道轨道布置为单轨，故巷道净宽度：
B=a1+c1=（400+1360/2）+（1360/2+840）=2600mm.
2道岔交岔点平面尺寸
为满足矿井井下运输、管线布置、通风、行人和安全的要求，巷道交岔点的布置和断面尺寸设计如下：
由机车型号ZK–9/550、3t固定式矿车，根据表6–2–1选ZDK930/6/30单开道岔，查表5–1–9得a=5160mm,b=6940mm,辙叉角
=9°
27′44″。
支巷对主巷的转角
=90°
。
交岔点道岔处的中间断面应加宽，在非分岔一侧加宽250mm,分岔一侧加宽150mm。
主巷加宽段净宽B
=B+250+150=4200+250+150=4600mm，其轨道中心线至边墙的距离b
=a
+150=（1360/2+400）+150=1230mm。
主巷的净宽为B
=B=4200mm，主巷的轨道中线至柱墩一侧边墙的距离为b
=1360/2+400=1080mm。
曲线巷道的净宽B
=B+Δ1+Δ2+ΔSp=2600+100+100+7=2807mm.取B
=2810mm.其中，查表6-1-10和6-1-11取Δ1=Δ2=100mm.查表6-1-14ΔSp=7mm.曲线巷道的轨道中线至柱墩一侧边墙的距离为b
=（1360/2+400）+100=1180mm.
柱墩的宽度为500mm，轨道的曲率半径R=30000mm。
根据表6–2–3计算公式得：
曲率中心O的位置距基本轨中心线的纵轴长度
H=Rcos
+bsin
=30000cos9°
27′44″+6940sin9°
27′44″=30609mm。
曲率中心O的位置距离基本轨起点的横轴长度
J=a+bcos
-Rsin
=5160+6940cos9°
27′44″-30000sin9°
27′44″=7074mm。
曲率中心O与支巷起点T连线OT与O点到主巷中心线的垂线的夹角
=arccos
=20°
59′42″。
基本轨起点至变断面终点的水平距离
P=J+（R-B
+b
）sin
=7074+（30000–2810+1180）sin20°
59′42″=17239mm。
交岔点最大断面宽度
=
，
式中，
=B3cos
+500+B
=2810cos20°
59′42″+500+4200=7323mm
=B3sin
=2810sin20°
59′42″=1007mm
故
=7392mm。
曲率中心O的位置距离辙岔点的横轴长度为D
D=bcos
-Rsin
=6940cos9°
27′44″-30000sin9°
27′44″=1914mm。
自辙岔点至柱墩面的距离l
=（R+b
+D=（30000+1180）sin20°
59′42″+1914=13085mm。
自基本轨起点起至柱墩面的距离L
=l
+5000+5000=13085+10000=23085mm。
为了计算交岔点的变化，需确定斜墙WQ的斜率i
先按预定的斜墙起点（即变断面起点）求算斜率i
，然后选用与它最相近的固定斜率i，即：
i
=0.177
根据i
的值，选取i=0.2
故断面变化段水平距离L
=13615mm
于是，变断面的起点至基本轨起点的距离：
y=L
-L
-
=23085-13615-1007=8463mm。
第三节风速校核巷道净断面积
由式3-9校核巷道净断面面积值
查表6-1-7，知Vmax=8m/s已知通过大巷风量Q=28m3/s，代入下式
V=Q/S=28/12.3=2.28≤8m/s
设计的大巷断面面积，风速每超过限定，可以使用。
第四节确定支架规格
年产90万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用钢筋砂浆锚杆和喷射混凝土支护。
第五节巷道水沟尺寸选择及管线布置
已知通过本巷道的水量为300m3/h,现采用水沟坡度0.4%，查表3-11得：
水沟深450mm、水沟上下宽均为500mm,水沟净断面积0.225m2,水沟掘进断面面积
0.272m2,每米水沟盖板用钢筋2.036kg，混凝土0.0323m3水沟用混凝土0.152m3.
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道侧，通信电缆挂在管子上方，管子悬挂高度为2.0m，通信电缆与管子之间相距0.3m；
电力电缆悬挂高度为2.2m，同压电缆相距50mm，高低压电缆之间相距100mm。
如附件图（巷道断面设计.CAD）所示：
第六节确定巷道掘进断面积
（一）选择支护参数
本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽4.2m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩，服务年限大于10a等条件，得锚喷支护参数:
锚杆长2.05m，间距a=0.9m排距a’=0.8m锚杆直径d=18mm，喷射混凝土厚T1=80mm，锚杆外露长度T2=50mm.
故支护厚度T=T1=80mm。
由表3-8计算式得:
巷道设计掘进宽度B1=B+2T=4200+2*80=4360mm
巷道计算掘进宽度B2=B1+2ð
=4360+2*75=4510mm
巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3400+220+80=3700mm
巷道计算掘进高度H2=H1+ð
=3700+75=3775mm
巷道设计掘进面积
S1=B1（0.39B1+h3）=4360*（0.39*4360+1500）=13953744mm2取S1=14.0m2
巷道计算掘进面积S2=B2（0.39B2+h3）=4510*（0.39*4510+1500）=14697639mm2取S2=14.7m2
（二）计算巷道掘进工程量和材料消耗量
由《煤矿安全规程》表6-1-62计算公式得：
每米巷道拱与墙计算掘进体积V1==S2*1=14.7*1=14.7m3
每米巷道墙角计算掘进体积V1=0.2*（T+ð
）*1=0.2*（0.08+0.075）=0.031m3
每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]*1=0.7964m3
每米巷道墙角喷射材料消耗V4=0.2T1*1=0.2*0.08*1=0.016m3
每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）V=V2+V4=0.7964+0.016=0.8124m3
每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）
N`=[2（P`1/2M）+1]/M`
式中，P`1为计算锚杆消耗周长，P`1=1.57B2=1.57*4.51=7.08m；
M、M`为锚杆间距、排距，a=0.9，a`=0.8m.
故P`1/2M=7.08/（2*0.9）=3.9333，故N`=（2*3.9333+1）/0.8=11.1根
折合重量为11.1*[（l+0.05）π（d/2）2ρ]=11.1*[（2.05+0.05）*3.14*（0.018/2）2*7850]=46.46kg.
其中，l为锚杆深度，l=2.05m,0.05m为露出长度；
d为锚杆直径，d=18mm;
ρ为锚杆材料密度，ρ=7850kg/m3.
每排锚杆数为N`*0.8=11.1*0.8=8.88≈9根。
每米巷道锚杆注孔砂浆消耗V0=N`l（Sk-Sm）,其中Sk、Sm分别为锚杆孔和锚杆的断面积。
则V0=N`l（Sk-Sm）=11.08*2.05*3.14*0.25*（0.0422-0.0182）=0.02
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