顺槽1回风绕道过立交点措施Word文件下载.docx

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措施编号：

GTYZJZYCS02-12

施工地点：

GE2-301综采工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道过大巷立交点

施工单位：

浙江中宇公司高头窑项目部

负责人：

编制人：

矿审批意见

审批单位及人员签字

工程部：

年月日

技术部：

机电部：

安监部：

通风部：

副总工程师：

总工程师：

GB50319-2000

A2施工安全技术措施（方案）审报表

工程名称：

GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道编号：

ZY-C3-06

致：

济南设计院高头窑煤矿监理部（监理单位）

我方已根据施工合同的有关规定完成了GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道过大巷立交点安全技术措施（方案）的编制，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。

附：

GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道过大巷立交点安全技术措施（方案）

承包单位（章）：

项目经理:

日期：

2010年8月29日

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师：

日期：

年月日

总监理工程师审核意见：

项目监理机构：

总监理工程师：

目录

第一章综掘机过回风绕道与大巷立交点强度计算

第一节计算条件

第二节力学模型

第三节力学计算

第四节应力计算

第五节强度验算

第六节梁的变形

第七节计算结果分析

第二章.综掘机过大巷立交点措施

第一节掘进机过辅运大巷的支护措施

第二节综掘机过胶运大巷支护措施

第三节.综掘机过大巷交叉点位置措施

第四节.其他措施

掘进施工过大巷立交点安全技术措施

GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道向北方向掘进要跨过辅运大巷、胶运大巷两个立交点，在《GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ作业规程》基础上，顺槽Ⅰ回风绕道已经编制了《GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道施工安全技术措施》和《综掘机通过回风顺槽Ⅱ与大巷立交点强度计算与安全技术措施》，并经济南设计院高头窑煤矿监理部和高头窑煤矿有关部门的审批后执行，综掘机已经安全的在回风顺槽Ⅱ通过了辅运大巷立交点。

由于胶运大巷铺设有电缆、主运输胶带输送机等主要生产设备、设施，为了确保回风顺槽Ⅰ回风绕道掘进安全通过辅运大巷和胶运大巷，特编制本回风顺槽Ⅰ过辅运大巷和胶运大巷补充安全措施。

第一章综掘机过回风绕道与大巷立交点强度计算

1.掘进机技术参数

1）自重：

P=54000kg；

2）履带宽度：

b=600mm；

3）履带跨度：

B=2000mm；

4）履带着地长度：

L=3300mm；

5）荷载如图1。

2.大巷立交点技术参数

1）辅运大巷立交点尺寸：

净跨度B=5.5m，净高H=3.6m，净长度L=5.4m.

2）胶运大巷立交点尺寸：

净跨度B=5.0m，净高H=3.0m，净长度L=5.4m.

辅运大巷承载钢梁布置如图2。

3.承载梁技术参数

查工程材料手册得；

1）承载梁：

32a型热轧H型钢：

2）工字钢材质：

Q235

3）材料屈服强度：

σs=235MP，≤16时；

4）材料抗拉强度：

〔σb〕=375MP；

5）材料抗剪强度：

〔τb〕=0.5〔σb〕MP

6）材料伸长率：

δ=25％；

≤16时；

7）截面高度H=320mm；

8）截面宽度B=130mm；

9）翼缘厚度tf=15mm；

10）腹板厚度tw=9.5mm；

11）截面面积A=6712mm2；

12）惯性矩Iz=110800000mm4；

13）惯性矩Iy=4590000mm4；

14）截面模量Wz=692500mm3；

15）截面模量Wy=70615mm3；

16）单位重量:

52.689Kg/m；

17）Iz/Sz=274.6mm

第二节力学模型

1.计算对象选择与受力分析

1）计算对象选择：

辅运大巷立交点比胶运大巷立交点净跨度大0.5m，其他条件完全相同，按安全原则选定跨度大的辅运大巷为计算对象。

2）受力分析：

由于在每个交叉点11条工字钢梁之间和上面浇筑有钢筋混凝土，实际承载结构为一钢梁-钢筋混凝土复合结构。

但是根据重载掘进机重量大，5.0*5.5m钢筋混凝土板对54000kg的载荷承载贡献不大的承载特点，为简化计算，本计算力学模型简化为简支梁结构.

应该说明的是，这种简化，偏于保守，有利安全。

2.力学模型

根据工字梁的布置方案，其最危险受力状态是综掘机单梁骑跨，既由两根单梁承担综掘机全部重量，A载荷状态如图3所示。

工字梁的受力图如图4所示。

第三节力学计算

1.外力计算

1）载荷：

P1=P2=1/2×

1/2Pg

=1/2×

1/2×

54000×

10=135Kn

式中：

P1、P2—综掘机重量的前后载荷作用点，在工字梁挠曲变形后的状况，综掘机履带的载荷均布特征将变成前后两点式分布；

P—综掘机重量，P=54000kg

g—重力加速度，取g=10m/s2.

2）支反力：

ΣY=0,RA=RB=1/2×

=135kN

RA、RB—A、B点的支座反力。

2.内力计算

1）计算剪力：

由截面法得A-1段剪力Q：

ΣQ=0,Q=RA=135kN

1-2段剪力Q：

ΣQ=0,Q=RA-Q=0

2-B段剪力Q：

ΣQ=0,Q=RA-P1-P2=-135kN

剪力图见图4.

2）计算弯矩：

用截面法得A-1段起点和终点的弯矩M：

ΣM=0,MA+=0

M1-=1.35RA=1.35×

135×

103

=182.25×

103N.m

1-2段起点和终点的弯矩M：

ΣM=0,M1+=1.35RA-0×

P1=1.35×

103

M2-=（1.35+3.3）RA-3.3P1

=（1.35+3.3）135×

103-3.3×

2-B段起点和终点的弯矩M：

ΣM=0,M2+=（1.35+3.3）RA-3.3P1-0P2

103=182.25×

MB-=（1.35+3.3+1.35）RA–（3.3+1.35）P1-1.35P2

=0

3）弯矩图：

弯矩图见图4.

1.剪应力：

工字梁的最大弯曲剪应力τmax：

τmax=QmaxSmax/twIz

=135×

103/9.5×

274.6

=51.75MP

Smax—半截面对中性轴的静矩；

tw—工字钢腹板厚度，tw=9.5mm；

Iz—工字钢对中性轴的惯性矩，Smax/Iz=274.6mm。

2.弯曲应力：

工字梁的最大弯曲应力σmax：

σmax=Mmax/Wz

=182.25×

103×

103/692500

=263.2MP

Mmax—工字梁的最大弯矩，Mmax=182.25×

103N.m；

Wz—工字梁的截面模量，Wz=692500mm3。

1.剪切强度

1）抗剪强度：

τmax=51.75MP＜〔τb〕=0.5〔σb〕=0.5×

375=187MP

2）安全系数：

N=〔τb〕/τmax

=187/51.75

=3.61

足够安全。

2.弯曲强度

1）抗弯强度：

σmax=263.2MP＜〔σb〕=375MP

弯曲强度满足。

N=〔σb〕/σmax

=375/263.2

=1.42

强度安全。

1.梁变形的挠曲轴微分方程

d2y/dx2=M（x）/EI

据此可得x2段的变形挠曲轴微分方程：

d2y/dx2=x2RA/EI-（x2-a）P1/EI

由积分法可求得工字梁x2段的变形方程：

y2=x23RA/6EI-（x2-a）3P1/EI+C2x2+D2

y2—工字梁x2段的变形；

E—工字钢的弹性模量，E=200Gpa.

x2—工字钢自左到梁2点的距离变量；

a—工字钢自左到梁1点的距离；

C2、D2—积分常数。

通过边界条件x1=0，y1=0；

x1=x2=a,y1=y2可以求得积分常数。

2.变形方程和最大变形量

1）工字梁x2段的变形方程y2即为：

y2=RAX2〔X22–L2+（L-a）2〕/6EI-P1（X2-a）3/6EI

显然，最大变形挠度发生在梁长的中点，既x2=3.0m处。

代入可得最大挠度ymax。

2）最大变形量：

代入x2=3.0m可得最大挠度ymax：

ymax=3.0×

135×

103×

〔3.02-6.02+（6.0-1.35）2〕/6×

200×

109×

110800000/1012-〔135×

103（3.0-1.35）3〕/6×

110800000/1012

=-0.01638-0.00276

=-0.01914m

=-19.14mm

方向向下。

梁的最大变形量位置见图4.

通过计算可知，综掘机在通过立交点梁梁时，在最危险的单梁承载受力状态下，其强度安全系数为1.42，梁中间点最大下沉挠度变形量为19.14mm。

因此是安全的。

但是应该指出，计算的是静载荷状态下的状况，其动载荷没有考虑在内。

在实际通过时，在立交叉点钢梁上综掘机边掘进作业边通过时对梁的动载荷影响将是较大的，一般可达到2-4倍的静载荷，而安全系数仅为1.42，且弯曲应力263.2MP也超过了Q235钢材的屈服强度，所以在作业通过时，必须采取加强支护的措施，来确保综掘机边掘进作业、边通过的安全要求。

为了确保综掘机安全的掘进通过立交点，特采取在辅运大巷立交点架设临时支架的加强支护措施，措施具体如下：

1.临时支架布置

1）在综掘机进入辅运大巷立交点之前，在辅运大巷内立交点下方，距掘进机进入方向巷壁2000mm处，打一排6棵临时钢管支柱，支柱间距800mm,6棵临时钢管支柱位于交叉点轴向中部，立柱至另一侧巷壁距离3500mm,以保证车辆能够正常通过。

钢管支柱上下铺设断面不小于240*80mm的木大板，每根立柱上方大板与顶板混凝土之间用的木楔背紧。

2）立柱之间在其距上下顶端各700mm处用Φ40的脚手架钢管设置两道防倒横向连接杆，用8#钢丝与钢管支柱绑扎牢固.

3）在6棵支柱的头尾柱上，用脚手架钢管做斜支撑，底部斜撑在巷道底角处，顶部用8#钢丝与钢管支柱绑扎牢固，确保在综掘机掘进作业动载荷作用下，不倾倒。

具体布置行式与尺寸见图5.

2.临时支柱材料与规格

1）钢管支柱直径为Φ108mm的无缝钢管，柱长3350mm，两端焊接250*250*10mm封孔板，钢管支柱的制造见图6.

2）木大板规格为4500*240*50mm，

3）背紧木楔规格为150*100*80mm锐角楔形。

3.载荷均布措施

1）当掘进机截割立交点上方矸石后、掘进上到立交点上顶前，在掘进机的两侧履带前部加铺一层窄轨枕木，枕木横向铺设，间距中至中300mm，枕木中间充填矸石，

2）枕木规格：

1200*100*100mm，大约需用21*2=42根。

3）枕木铺设方法见图7.

4.技术要求

1）架设钢管立柱必须保持垂直，垂直误差不大于25mm;

2）每根钢管支柱上方木板与顶板之间必须用木楔背紧，背紧力不小于1000N；

3）架设钢管立柱前，柱底木板下混凝土地面必须清理干净，保证平整、垫实，不须有沙石，以免受力时产生横向滑动，使支柱失稳、失效；

4）横向防倒脚手杆与支柱，斜支撑杆与支柱的绑扎铁丝双股使用，必须用钢钎打鏢绑扎牢固；

5）综掘机在进入立交点钢梁作业时，必须采取浅截深作业方式，岩石的截割吃刀量不大于100mm,煤层的截割吃刀量不大于200mm,以减少综掘机截割作业时对交叉点支撑物产生的附加动载荷和冲击载荷。

5.安全技术措施

1）综掘机上到交叉点前，在辅运大巷交叉点到回风顺槽侧设置安全观测员对临时支架和交叉点顶板进行监测。

观测员由当班的安全员担任；

2）在掘进机作业中，一经发现交叉点混凝土掉快脱落，钢管歪斜、弯曲，大板折断，立即通知掘进机司机停止作业，慢速后退到交叉点钢梁以外；

3）掘进机后退到安全地点后，在辅运大巷交叉点下再加打一排临时支柱，后再行掘进。

加打的临时支柱规格及布置同上述要求.

为了确保综掘机安全的掘进通过立交点，特采取在胶运大巷立交点架设临时支架的加强支护措施，措施具体如下：

在综掘机进入胶运大巷立交点之前，在胶运大巷内立交点下方距巷壁1000mm处，打2排各6棵临时钢管支柱，支柱间距800mm,6棵临时钢管支柱位于交叉点轴向中部，立柱至胶带输送机距离不小于300mm,以保证胶带输送机正常运行。

2.支架布置、载荷均布及其他要求

支架布置、载荷均布及其他要求支柱材料与规格、安全技术措施与第一节相同。

1.回风绕道位置确定

沿顺槽Ⅰ中线位置在距辅运大巷45米处转角900、方位角2700开门掘进，进尺20.20m绕道横贯，绕道转角90度，沿方位角360度掘进绕道。

2.回风绕道坡度确定

1）起坡点

回风绕道坡度按水平掘进设计计算。

自横贯中心起算5.00m开始起坡80，掘进斜长29.46m变坡为水平巷道。

水平巷道长度55.827m。

2）下坡变坡点

水平巷道掘进长度55.827m后，为下坡变坡点，掘进水平巷道5.827m与回风大巷贯通。

3.掘进放线

用SKS-2全站仪全站仪自顺槽Ⅰ中线开门点位置及时按着设计参数给线，测量精度5”.

回风绕道位置及坡度设计计算见图8、9.

其他的掘进施工工艺、方法，安全技术措施及未述及内容等仍按《GE2-301工作面回风顺槽Ⅰ回风绕道施工安全技术措施》执行。