井巷工程设计87676Word文档下载推荐.docx
《井巷工程设计87676Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《井巷工程设计87676Word文档下载推荐.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1300
1150
1450
1280
1600
6t
4500
1060
1230
1360
1700
10t
4800
14t
4900
20t
7390
1900
固定式矿车
YGC0.5(6)
1200
850
1000
1500
1050
3000
1350
YGC4.0
3700
1650
YGC10.0
7200
1800
翻转式厢车
YFC0.5
YFC0.7
YFC1.2
单侧曲轨侧卸式
YCC0.7
YCC1.2
YCC2.0
YCC4.0
3900
YCC6.0
5000
2100
底卸式
YDC4.0
YDC6.0
5400
1750
2050
YDC10.0
故净高度:
B0=b1+b+s+b2
=300+1060+1400+800
=3560mm
将计算出的净宽度按50mm进级,取B0=3600。
(二)选择道床参数
该矿年生产能力80万吨,又根据井内运输设备,查表1-7,选用24Kg/m钢轨,采用钢筋混凝土轨枕。
由表1-8查得轨面水平至底板水平之间距离h6=400mm,道渣层厚度hd≥90mm,此处取150mm,轨枕高度取150mm,底板水平到道渣水平之间的距离h5=250mm,所以道渣至轨面的高度h4==h6-h5=400-250=150mm.
表1-7运输量与电机车质量、矿车容积、轨距、轨型的一般关系
运输量/万
机车质量/t
机车容积/m3
轨距/mm
轨型/
<
8
人推车
0.5-0.6
8-9
8-15
1.5-3
0.6-1.2
12-15
15-30
3-7
0.7-1.2
15-22
30-60
7-10
1.2-2.0
22-30
60-100
10-14
2.0-4.0
600.762
100-200
14.10双轨
4.0-6.0
762.900
30-38
200-400
14-20.14-20双轨
6.0-10.0
38-43
400
40-50.20双轨
≥10.0
43.43以上
表1-8常用钢筋混凝土轨枕规格
轨型/kg·
m-1
钢筋混凝土轨枕
木轨枕
h6
h5
8.9
320(260)
160(100)
300(250)
140(100)
11.12
320(270)
15
350
200
320
160
18
22.24.50
250
(三)确定巷道净高度H0
1.拱高f0及参数。
由表1-10可知:
大圆弧半径R=0.905B0=3258mm
小圆弧半径r=0.173B0=623mm
其示意图如下:
表1-10三心拱断面计算表
项目名称
单位
符号或计算公式
从轨面算起电机车(矿车)高度
mm
h
从轨面算起巷道墙高
h1
从道渣面算起巷道墙高
h2=h1+h4
从底板面算起巷道强高
h3=h2+h5
电机车架线高度
H
三心拱拱失高度
f0
巷道掘进高度
H1=h3+f0+d
巷道净宽度单轨
双轨
B0=a+c=b1+2b+m+b2
B0=a+s+c=b1+2b+m+b2
巷道掘进宽度无充填
B1=B0+2T
有充填
B1=B0+2T+2δ
巷道净断面积
拱部面积
d=T
d≠T
边墙面积整体式
喷射混凝土
m2
ST=2h3T
ST=2(h3+0.1)T
基础面积
SG=(K1+K2)T+(K2+h3-0.05)
巷道掘进断面积
Sn=S0+h5B0+Sd+St
巷道净周长
2.巷道净墙高h2。
按照以下方法来确定:
1)按照电机车架线要求确定。
由手册知道电机车架线弓子宽度为800~900mm,故可取其一半K=450;
由于金属矿山主运输平巷当电压小于500v时,架线至轨面高度不低于1800mm,故此处架线高度H=1900mm。
非人行侧线路中心至墙的距离
由于
故到点弓子在小圆弧内,
2)按照管道架设高度要求确定。
计算如下:
式中,h’——管道占用的垂直距离等于压风管和水管直径之和,即h’=200+100=300mm;
D——管道法兰盘直径,即D=200+100=300mm。
;
b’——管道法兰盘与支架之间的间隙,由于管道直径为200mm,在150~250之间,由手册知道b’=0;
c——在人行道一侧的线路中心至墙的距离,
3)按照行人要求确定。
计算过程如下:
由以上三种情况可知需要将净墙高设计为1837mm,按10mm的倍数向上选取,即净墙高h2=1840mm。
3.巷道净高度H0。
H0=f0+h2=900+1840=2740mm
(四)计算巷道净断面积S0及净周长P
由上面的表1-10可知
S0=(h2+0.198B0)B0
P=2.22B0’+2h2=2.22×
3.7+2×
1.840=11.894m
式中,B0’=B0+2倍的锚杆外露长度=3.6+2×
0.05=3.700m
(五)用风速校核净断面积
已知通过第一水平-60m运输大巷的风量Q=28m2/s,由手册知道允许最高风速Vm=6m/s(如下表)
表1-6巷道允许最高
井巷名称
允许最高风速/m·
s-1
专用风井、风硐
专用物料提升井
12
风桥
10
提升人员和物料的井筒
运输巷道、采区进风道
6
采矿场、采准巷道
4
V=
满足风速要求,断面选择合理,无需修改断面尺寸
(六)初选支架参数
该围岩属于中等稳定围岩,且坚固系数f=8~10,属于第III类围岩查表1-8-28,可选用T=50mm厚的混凝土喷层以及长1.5~2.0m的锚杆进行联合支护(此处锚杆长度暂定为1.6m,选用原理见后面支护设计),选用直径ϕ22螺纹钢筋作成的砂浆锚杆,锚杆间距1.0m,排距1.0m,锚杆外露长度选为50mm。
表1-8-28巷(硐),斜井的锚杆支护设计参数
围岩类别
B
5m
5m<
10m
10m<
15m
15m<
20m
20m<
25m
Ⅰ
不支护
50mm厚喷射混凝土
1.80~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土,设置2.0~2.5m长的锚杆
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.5~3.0m长的锚杆,必要时配置钢筋网
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置3.0~4.0m长的锚杆
Ⅱ
1.80~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土,设置1.5~2.0m长的锚杆
1.120~150mm厚喷射混凝土,必要时配置钢筋网
2.80~100mm厚喷射混凝土,设置2.0~3.0m长的锚杆,必要时配置钢筋网
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.5~3.5m长的锚杆
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土,设置3.0~4.0m长的锚杆
Ⅲ
1.80~100mm厚喷射混凝土
2.80~100mm厚喷射混凝土,设置2.0~2.5m长的锚杆,必要时配置钢筋网
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.0~3.0m长的锚杆
Ⅳ
80~100mm厚喷射混凝土,设置1.5~2.0m长的锚杆
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.0~2.5m长的锚杆,必要时采用仰拱
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.5~3.0m长的锚杆,必要时采用仰拱,
Ⅴ
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置1.5~2.0m长的锚杆,必要时,采用仰拱
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土,设置2.0~3.0m长的锚杆,采用仰拱,必要时加设钢架
(七)确定巷道断面尺寸
巷道设计掘进宽度(无充填时)B1为B1=B0+2(T+50)=3600+2×
(50+50)=3800mm
巷道设计掘进高度H1为
H1=H0+h5+T+50=2740+250+50+50=3090mm
巷道拱断面积Sd为
Sd=(1.22B0+1.57T’)T’=(1.22×
3.600+1.57×
0.1)×
0.1=0.4549m2
式中,T’=T+50=100mm.
巷道边墙断面积ST为
ST=2(h3×
T’)=2(h2+h5)×
T’=2×
(1.84+0.25)×
0.1=0.418m2
巷道掘进断面积Sn为
Sn=S0+Sd+ST+S基=9.19+0.4549+0.388+3.600×
0.25=10.93m2
三、水沟设计和管线布置
已知通过此巷道的水量为150m3/h,现采用水沟坡度与巷道坡度相同,即0.3%。
查《井巷工程》教材的表2.12,选用锚喷支护的水沟,水沟深400mm,宽400mm,水沟净断面积0.16m2,水沟掘进断面积0.207m2,每米水沟混凝土用量为0.13m3,盖板混凝土用量0.03m3。
表2.12拱形、梯形巷道水沟规格和材料消耗表
巷道类别
支护类别
流量/(m2/h)
净尺寸/mm
断面/m2
每米材料消耗量
坡度
宽B
深H
净
掘进
盖板
水沟
0.3%
0.4%
0.5%
上宽B1
下宽B2
钢筋/Kg
混凝土/m3
拱形大巷
喷锚
0~86
0~97
0~112
300
0.105
0.144
1.336
0.0226
0.114
砌碹
0~96
0~100
0~123
0.139
0.0226.
0.099
86~172
97~205
112~227
0.160
0.203
1.633
0.0276
0.133
96~197
100~227
123~254
450
0.169
0.207
0.120
172~302
205~349
227~382
500
0.225
0.272
2.036
0.0323
0.152
197~349
227~403
254~450
0.238
0.278
0.137
302~374
349~432
382~472
0.250
0.306
0.161
349~397
403~458
450~512
550
0.261
0.309
0.0320
0.145
采区梯形
棚式
0~78
0~90
230
180
260
0.05
0.146
无
0.093
78~118
90~136
100~152
220
0.07
0.174
0.104
118~157
136~181
152~202
280
0.08
0.195
0.110
157~243
181~280
202~313
0.11
0.236
0.122
管子按照规定悬吊在人行道一侧上方,电力电缆在非人行道一侧,通讯电缆挂在墙上。
如图所示:
四、计算巷道掘进工作量及材料消耗量
(一)每米拱顶巷道所需喷射混凝土材料量。
V1=1×
[(1.22B0+1.57T’)T’-(1.22B0+1.570.05)0.05]
=1×
[(1.22×
0.1-(1.223.600+1.57×
0.05)×
0.05]
=0.2313m3
(二)每米巷道两墙所需喷射混凝土材料量,计算如下:
V2=2(h2+h5)×
T×
1=2×
0.05=0.209m3
(三)每米巷道所需锚杆根数N与充填砂浆V3。
设锚杆轴向距离为1m,径向间距为1m,则
N=
根
式中D——锚杆孔直径,取45mm;
d——锚杆直径,取22mm;
l’——锚杆孔深度,取1550.
(四)由设计知,每米水沟混凝土用量V4==0.13m3,盖板混凝土用量0.03m3。
五、绘制巷道断面施工图
根据以上设计结果,绘制出巷道断面施工图,如下图所示。
六、编制工程量及材料消耗量表
运输大巷特征
设计掘进尺寸/mm
净断面尺寸/mm
支护厚度/mm
净周长
拱高
净全高
墙厚
拱厚
拱和墙
9.19
10.93
3800
3090
3600
2740
50
11.89
工程量及巷道支护材料消耗量
计算掘进工资量/m3
混凝土材料消耗量/m3
其他材料/根
巷道
喷拱
喷墙
填孔
水沟盖板
锚杆
11.67
0.23
0.21
0.04
0.03
0.13
11
七、锚喷支护设计
围岩力学参数:
重力密度γ=25.5KN/m3,粘聚力C=1.0MPa,内摩擦角φ=40°
,埋深160m。
(一)求最小计算半径Rc
由于坚固系数f=8~10,查图1-8-5得Kf=0.73
(二)求最小支护抗力Pimin
1.计算下列系数
2.求M值
令M=0,则f1=A=0.084
令M=1,则f1=A-B=0.084-0.002=0.084
在图1-8-7上找出(0,0.084)、(1,0.084),连接此两点的直线交φ=40°
的曲线于某点,此点对应M=0.16MPa,则
Pimin=a3(1-M)=0.026×
(1-0.16)=0.0218MPa
(三)根据经验初选支护参数
锚杆选用直径ϕ22螺纹钢筋作成的砂浆锚杆,锚杆间距1.0m,排距1.0m。
长度按照
的经验范围
,则L=0.6×
2.6=1.56m.,故取1.6m。
混凝土采用强度等级C20.
(四)计算支护抗力
由
(r0=Rc),φ=40°
,查图1-8-9得初始剪切角ρ=32.5°
,则
剪切区高度b=2Rccosρ=2×
2.6×
cos32.5°
=4.39m
剪切区弧长之半a=..
锚杆倾角β=
1.喷射混凝土抗力
喷射混凝土抗剪强度fvs=2.0MPa
2.锚杆抗力
Φ22锚杆截面积Ast=4.0×
10-4m2,抗拉强度fst=372.4MPa,间排距d1、d2都为1m。
则
3.总抗力
(五)判定支护方案可靠性
1.安全系数n
2.加固深度与松弛范围比值
求K值
由K、φ值在图1-8-10上查得R/r0=1.9
则R=1.9r0=1.9×
2.6=4.94m
所以,
即加固深度为松弛范围的68%,因岩石参数折减较少,如果施工质量有保证,此支护方案是可靠的(
一般在0.38~0.93)。
附录支护设计相关图表(见下页)
四、课程设计摘要(中文)
本课程设计是某铅锌矿-160m运输大巷断面和支护设计。
该矿年生产能力为80万吨,属于中型的金属矿山,其巷道围岩较稳定,为双轨运输巷道,巷道设计采用锚喷联合支护。
设计时,先根据其年生产能力、地压情况、运输设备等初步确定巷道断面的形状为三心拱形,采用锚喷支护。
初步确定断面形状之后,就要具体确定其断面尺寸先确定其净断面尺寸并进行风速验算,再在净断面尺寸的基础上将道床参数以及支护参数考虑进去,并加上一定的超挖值从而确定其掘进断面尺寸,根据断面尺寸进行管线布置、支护参数初定以及工程量、材料消耗量的计算等。
最后,从安全以及经济方面考虑,就要对支护参数进行验证,计算支护抗力、加固深度、支护范围等,最终根据算出的安全系数以及支护深度知道支护合理。