井巷工程设计
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。计算如下:
(二)V1=1×[+’)T’-+0.2313m3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×+×=0.209m3
(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
有轨运输
≥300
≥250
≥300
≥300
≥250
≥300
无轨运输
≥600
≥600
皮带
≥400
≥400
≥400
≥400
表1-3-3设备外形尺寸及线路中心距表(mm)
运输设备
设备外形尺寸
轨距
中心距
长
宽
高
井下矿用架线式电机车
2420
920
1550
600
1250
1090
762
1400
1220
900
1550
3t
1600
1700
1900
固定式矿车
(6)
1200
850
1000
600
1150
1500
850
1050
600
762
1150
3000
1200
1200
600
762
1350
3000
1200
1200
600
762
1500
3700
1300
1550
762
900
1650
7200
1500
1550
762
900
1800
翻转式厢车
巷道拱断面积Sd为
Sd=+’)T’=×+××=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×+×=0.418m2
巷道掘进断面积Sn为
Sn=S0+Sd+ST+S基=+++×=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%。查《井巷工程》教材的表,选用锚喷支护的水沟,水沟深400mm,宽400mm,水沟净断面积,水沟掘进断面积,每米水沟混凝土用量为,盖板混凝土用量。
净断面尺寸/mm
支护厚度/mm
净周长
宽
高
拱高
宽
净全高
墙厚
拱厚
拱和墙
3800
3090
900
3600
2740
50
50
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
水沟
锚杆
11
七、锚喷支护设计
围岩力学参数:重力密度γ=m3,粘聚力C= MPa,内摩擦角φ=40°,埋深160m。
97~205
112~227
400
400
砌碹
96~197
100~227
123~254
400
350
450
喷锚
172~302
205~349
227~382
500
450
砌碹
197~349
227~403
254~450
500
450
500
喷锚
302~374
349~432
382~472
500
500
砌碹
349~397
403~458
二、确定运输大巷尺寸
(一)确定净宽B0
由《矿山采矿设计手册·井巷工程卷》(以下简称手册)查表1-3-3知:ZK10-6/250电机车长4500mm、宽1060mm、高1600mm、两轨中心距1400mm,YCC矿车长1900mm、宽1050mm、高1200mm、两轨中心距1350mm,两者相比之下取较大值,故运输设备宽度b=1060mm,两轨中心距s=1400mm。又由手册中表1-3-2以及表1-3-1分别查得,对于冶金矿山,非人行侧安全间隙b1=300mm,人行道宽度b2=800mm。
表拱形、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
%
%
%
上宽B1
下宽B2
钢筋/Kg
混凝土/m3
混凝土/m3
拱形大巷
喷锚
0~86
0~97
0~112
300
350
砌碹
0~96
0~100
0~123
350
300
350
.
喷锚
86~172
表1-7运输量与电机车质量、矿车质量/t
机车容积/m3
轨距/mm
轨型/
<8
人推车
双轨
双轨
双轨
≥
900
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
h6
h5
320(260)
160(100)
300(250)
140(100)
320(270)
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土,设置~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
式中,B0’=B0+2倍的锚杆外露长度=+2×=
(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
15
专用物料提升井
12
风桥
10
提升人员和物料的井筒
8
运输巷道、采区进风道
2980
980
1550
600
1300
1150
762
1450
1280
900
1600
6t
4500
1060
1600
600
1400
1230
762
1550
1360
900
1700
10t
4800
1060
1600
600
1400
1230
762
1550
1360
900
1700
14t
4900
1360
1600
1700
20t
7390
450~512
500
450
550
采区梯形
棚式
0~78
0~90
0~100
230
180
260
无
棚式
78~118
90~136
100~152
250
220
300
无
棚式
118~157
136~181
152~202
280
250
320
无
棚式
157~243
181~280
202~313
350
300
350
无
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:
表1-3-1人行道宽度表(mm)
冶金部门
建材部门
化工部
≥800
≥800
≥800
>800
≥800
≥800
≥1000
≥1000
≥1000
≥800
≥700
≥700
≥10000
≥10000
≥10000
≥10000
表1-3-2安全间隙表
运输设备
设备之间
与支护之间
冶金部门
建材部门
化工部门
冶金部门
建材部门
化工部门
160(100)
320(260)
140(100)
15
350
200
320
160
18
350
200
320
160
22.24.50
400
250
350
200
(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==3258mm
小圆弧半径r==623mm
其示意图如下:
表1-10三心拱断面计算表
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土,设置~4.0m长的锚杆
Ⅱ
50mm厚喷射混凝土
~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土,设置~2.0m长的锚杆
~150mm厚喷射混凝土,必要时配置钢筋网
~100mm厚喷射混凝土,设置~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~3.5m长的锚杆
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;