水平交叉设计Word格式文档下载.docx

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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，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XK8－６／１１０Ａ电机车所以巷道设计要求的如下基本数据：

宽=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=+b+=（400+1054/2）+1300+（1054/2+840）=927+1300+1367=3594mm

为了设计的简便我们取B1=3600mm

第二断面巷道净宽度：

B2=+b+=（300+1054/2）+1300+（1054/2+840）=827+1300+1367=3500mm

第三断面巷道净宽度：

B3=+b+=（500+1054/2）+1300+（1054/2+840）=1027+1300+1367=3700mm

2、计算巷道拱h。

本设计拱形采用半圆形根据几何性质我们可以求半圆拱形巷道拱高

第一断面巷道拱高

h。

=B/2=3594/2=1797mm，其半径R=h。

=1800mm。

第二断面巷道拱高

=B/2=3500/2=1750mm，其半径R=h。

=1750mm。

第三断面巷道拱高

=B/2=3700/2=1850mm，其半径R=h。

=1850mm。

①按架线电机车导电弓子计算+-

式中—轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》规定，取=2000mm；

—道床总高度。

根据表6-6选24㎏/m

的钢轨，又根据表6-7得=360mm，道碴高度=200mm；

n—导电弓子距拱璧的安全距离，取n=300mm；

K—导电弓子宽度之半，K=718/2=359mm，取K=360mm；

--轨道中线与巷道中线距离，

第一断面：

=B/2-=3600/2-927=873mm。

2000+360-=1502mm

第二断面：

b1=B/2-a1=3500/2-827=723≈720mm

H3≥2000+360-=1684.4mm

第三断面：

b1=B/2-a1=3700/2-1030=820mm

H3≥2000+360-=1355mm

②按管道装设计算，即：

式中—碴面至管子底高度，按《煤矿安全规程》规定取=1800mm；

—管子悬吊件总高度，取=900mm；

m—导电弓子距管子距离，取m=300mm；

—轨道中线与巷道中线距离，

=3600/2-1367=433mm。

1800+900+200-

=1612mm

=3500/2-1367=383m

=1708

=3700/2-1367=483

=1891

③按人行高度计算即：

1800+

式中j–距巷道璧的距离，距璧j处巷道有效高度不小于1800mm，

j100mm，一般取j=200mm。

在第一巷道：

1800+200-1175mm

在第二巷道：

1800+200-1188mm

在第三巷道：

1800+200-1163mm

根据上述计算，按管道要求且考虑一定富余量，确定巷道璧高1800mm故巷道高:

第一断面：

H=1800-200+1800=3400mm。

H=1800-200+1750=3350mm

H=1800-200+1850=3450mm

4、计算巷道净断面面积S和净周长P（根据表6-12）

S=B（0.39B+）

式中—道碴面以上巷道璧高=1800-200=1600mm。

S=3600×

（0.39×

3600+1600）

=10.8㎡

P=2.57B+2=2.57×

3600+2×

1600

=12.5m

S=3500（0.39×

3500+1600）

=10.38㎡

P=2.57×

3500+2×

1600=12.83m

S=3700×

3700+1600）

=11.26㎡

P=2.57×

3700+2×

1600=13.38m

巷道的通风量是根据矿井生产通风网络计算而得，通风量确定后，断面越小风速越大。

风速大，即会扬起岩粉煤尘，损害工人身体健康，影响工作效率，又会引起瓦斯煤尘爆炸事故。

《煤矿安全规程》规定的巷道允许最高风速如表6-4所列。

但是，按《煤矿工业设计规范》规定：

矿井主要进风巷的风速一般不大于6m/s，以满足矿井增产和经济风速的要求。

所以设计的巷道净断面，必须进行风速验算，即

V=Q/S

V—通过巷道的风速，m/s

Q—设计要求通过巷道的通风量，/s

S—巷道的净断面面积，㎡

—巷道允许通过的最大风速m/s

根据煤矿最大风量表可知=8m/s，我们可以根据本矿要求的最大风量和巷道断面求出煤矿的供风量

根据巷道净宽3.6m、3.5m、3.7m。

穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩，该采用砌碹支护，据表6-10。

f=4-6，砌碹厚度d=T=300mm。

7、选择道床参数

根据巷道的运输设备，已选用24㎞/m钢轨，其道床参数=360mm，=200mm，道碴面至轨道面高度==360-200=160mm。

故选用钢筋混凝土轨枕。

8、计算巷道掘进断面尺寸（根据表6-12）

巷道设计掘进宽度

B1=B+2T=3600+2×

300=4200mm

巷道计算掘进宽度

B2=B1+2=4200+2×

75=4350mm

巷道时间掘进高度

H1=H+hb+T=3400+200+300=3900mm

巷道计算掘进高度

H2=H1+=3900+75=3975mm

巷道设计掘进断面面积

S1=B1（0.39B1+h3）

=4200×

4200+1800）=14.5㎡

巷道计算掘进断面面积

S2=B2（0.39B2+h3）

=4350×

4350+1800）=15.3㎡

第二断面：

巷道设计掘进宽度

B1=B+2T=3500+2×

300=4100mm

巷道计算掘进宽度

B2=B1+2=4100+2×

75=4250mm

H1=H+hb+T=3350+200+300=3850mm

巷道计算掘进高度

H2=H1+=3850+75=3925mm

=4100×

4100+1800）=13.94㎡

=4250×

4250+1800）=14.7㎡

第三断面

B1=B+2T=3700+2×

300=4300mm

B2=B1+2=4300+2×

75=4450mm

巷道时间掘进高度

H1=H+hb+T=3450+200+300=3950mm

H2=H1+=3950+75=4025mm

=4300×

4300+1800）=14.96㎡

=4450×

4450+1800）=15.74㎡

（三）布置巷道内水沟和管线

已知通过该断面的涌水量为160m²

/h，采用0.3%的水沟坡度，根据表6-15，确定水沟深400mm、宽400mm，净断面积0.16m²

，掘进断面面积0.203m²

，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m³

。

二、交岔点设计

由设计要求可知煤矿井底车场，采用XK8-6/110A型蓄电池机电车运输，在一个双轨单侧交岔点处要求支巷对主巷的转角为45°

，选用的岔型号DK625-5-15岔道的曲线半径为20m，支岔点系用料石

砌碹支护。

（一）选型基本数据

已知：

巷道断面为半圆拱形，其I-I断面：

B1=3600mm，b1=930mm；

Ⅱ-Ⅱ断面:

B2=3500mm，b2=830mm；

Ⅲ-Ⅲ断面:

B3=3700mm，b3=1030mm查表可以知道a=3251mm，b=4149mm，α=11°

25′16″

（二）平面交岔点尺寸的计算

计算O点到道岔中心的横轴长度D，和纵轴长度H：

D=bcosα-Rsinα

=4149×

cos11°

25′16″-20000×

sin11°

=106.02mm

H=Rcosα+bsinα

=20000×

25′16″+4149×

25′16″=19600+821.50=20421.50mm

计算夹角

=arcos

=arcos=24°

47′38″

从柱墩到岔心的距离

L1=（R+b3）sin+D

=（20000+1030）sin+106.02=8925mm

解直角三角形△TNM得

TN=B3cos+50+B2

=3700cos24°

47′38″+50+3500

=6909mm

NM=B3sin

=3700×

sin24°

=1551.61mm

TM=

=

=7081.08mm

TM断面面积

S=TM（0.39TM+）

=7081.1（0.39×

7081.1+1600）

=30.89

TM断面周长

P=2.57TM+2

=2.57×

70811+2×

=21.40

从柱墩面刀基本轨起点的距离

L1=l1+a=8925+3251=12176mm

由于设计断面巷道为双轨单侧且选用的1.5t的机车所以由常理我们选斜墙斜率i=0.3

则：

L0=（TN-B1）/i

=（6909-3600）/0.3=11030

Y=l1-l0-NM

=12172-11030-1551.61=409.61

设计要求支巷对主巷的转角为45°

，故从道岔道起的弯道转角为：

α1=δ-α=45°

-11°

25′16″=33°

34′44″

巷道长度为

L=Rα1π/180°

=2000×

33°

34′44″=11720.90

通过绘图和计算可得出交叉点断面变化特征如下，交叉点变化断面特征计算结果：

断面号

净宽

墙高

拱高

全高

壁厚