绪论及平巷断面设计.ppt
井巷工程,授课专业班级：采矿工程08级授课总学时数：学时课堂教学：学时模型参观：学时(待定)机动：学时,绪论,一、井巷工程在矿山中的地位.井巷的作用：地采：条件：矿床埋藏深、不集中 作用：人机到达矿体、运输、通风 露采：条件：矿床埋藏浅、集中 作用：平硐溜井.井巷分类：竖井（煤矿称立井）垂直 斜井 倾角大于510度 平硐（平巷）倾角小于5度 其它 天溜井、硐室、马头门等3.大断面隧道：,绪论,二、井巷工程的内容.设计（主要是横断面设计）内容：形状选择，尺寸确定 依据：岩性、f、埋深、水、地质构造、用途、支护材料与型式、技术水平、设备、生产能力等.掘进 平巷与隧道：凿爆法、机械掘进法、特殊法 竖井：普通法（表土、基岩）、特殊法 斜井：普通法、特殊法（局部处理）其它工程,绪论,.支护 砌筑（碹）：砼、料石、砼预制块、砖 喷锚：喷射砼、锚杆、喷锚联合 棚式：木材、钢材、钢筋砼 不支护三、本课程目的要求.掌握断面设计、支护基本理论和基本知识；.具有独立组织平巷、硐室、天溜井施工的能力；.熟悉竖井施工方案、主要工序、工艺布置；.了解竖井延深方案及施工工艺；.掌握公路和铁路隧道、水工隧洞施工工艺。,绪论,四、教学内容侧重与教材处理依据：西南科技大学矿井与隧道工程教学大纲.设计：平巷与竖井为主，斜井次之.施工：平巷、隧道、天溜井、硐室、竖井及延深 为主，其余次之；.增补：大断面隧道施工 梯形与矩形巷道断面设计,绪论,五、其它有关教学环节课程设计：平巷施工组织设计作业：平巷断面设计、竖井断面设计、砼配合比设 计，每章思考题考试：模型参观、生产实习六、推荐参考书井巷工程 煤炭版或冶金版井巷硐室工程 吴理云井巷掘进 冶金版 13分册隧道工程 交通版或铁道版,Chap 1 平巷断面设计,平巷断面形状的选择平巷断面尺寸的确定平巷断面设计实例,第1-1节 平巷断面形状的选择,一、决定巷道断面形状的因素 围岩情况（岩性、地压情况、地质条件等）服务年限 支护材料二、巷道断面形状分类.折线形：梯、矩、多边形 评价：断面利用率高、开挖容易、支架易架设 承受地压能力差（？）适用：中小型矿山，服务年限短的采准巷道,第1-1节 平巷断面形状的选择,.曲线形（直墙拱形：半圆拱、圆弧拱、三心拱）评价：承载力大（半圆圆弧三心 为什么？）施工难度（半圆圆弧三心）断面利用率（半圆圆弧三心）适用：大中型矿山之永久巷道.合理拱形拱轴线与压力曲线重合 只有垂直应力：抛物线 垂直与水平压力共存：椭圆 垂直压力等于水平压力：圆 工程常用合理拱形：似椭圆拱、马蹄拱,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,要求：适用、安全、经济、美观确定依据：.设备（类型、数量、速度、尺寸）.轨道数.支护材料与支护型式.各种必要安全间隙.行人要求.管缆架设要求.通风量和风速要求,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,一、巷道净宽度(B0)的确定.巷道净宽度：直墙拱形：两墙内侧水平距离 梯形：有运输：设备顶面宽度 无运输：两柱腿中点内侧之水平距离 矩形：两侧支架柱腿内侧之水平距离.净宽度决定因素：运输设备 必要安全间隙 人行道宽度,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,.净宽度计算单轨：B0=b+b1+b2双轨：B0=b+b1+b2+m B0=b+F+b1+b2式中 b运输设备的宽度，机车与矿车之较大者 b1设备与支架的间隙 矿车3.5m3，砌250，其它300 b2人行道宽度：人推车 700 电机车 800 人车车站和摘挂钩处1000,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,.曲线巷道加宽 加宽的原因：车辆转弯端部外伸，中部内伸 加宽量：理论上，不同曲率外伸量不同 电机车运输 内侧加100,外侧200,中心距200 人力推车 内侧加50,外侧加100,中心距加100,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,二、巷道净高度(H0)的确定 净高度：道碴面至顶板支架内缘之垂直距离 要求：非架线电机车运输的主要运输巷道和通 风巷道，1.9m 架线电机车运输巷道，以架线要求为准 采区通风巷道、出矿巷道，1.8m,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,、梯形与矩形巷道断面净高度 H0=H2+h4 式中 h4道碴至轨面高度 H2轨面至支架顶梁内侧垂直距离，取决于行人、设备、管缆吊挂等,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,、直墙拱形巷道断面净高度(一)拱高(f0)的确定.高跨比(f0/B0)高跨比大，有利于承受地压，断面利用率低 小，与上述相反 取值：半圆拱，1/2 圆弧拱，1/3或1/4 三心拱，1/3,1/4,1/5，取决于岩性好坏 似椭圆拱：3/8,.拱形巷道断面作图,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,(二)、拱形巷道墙高(h3)的确定.按架线电机车架线高度要求确定墙高 圆弧、半圆、三心拱三个计算公式（几何关系）关于导电弓子是否进入小圆弧的问题 关于0.554的问题,.按行人要求确定巷道墙高 人行道距墙100处净高度不小于18003.按架设管路要求确定墙高 管路下净高度不小于1800 运输设备顶面不高于墙顶 单双轨分别计算 最后取较大者为墙高（以10mm进位）,第1-2节 巷道断面尺寸的确定,三、铺轨、水沟与管缆敷设(一)铺轨 轨道组成：道碴、轨枕、钢轨、连接件.钢轨：作用：导向、减阻 材料：低碳钢材 规格：8,11,15,18,24,33,38,43等 轨距：600,762,900,1435.轨枕：作用：支承并固定钢轨 材料：木材、钢筋砼 规格形状：木材矩形截面，钢筋砼梯形 截面，尺寸参阅手册,第1-2节 巷道断面尺寸的确定10,.道碴：作用：防钢轨移动，消坡、找平、减震 材料：f5的坚硬碎石，粒度2060 铺设：坡度10度 轨枕设于槽内枕下 50，两侧超出100 此外：关于整体道床,第1-2节 巷道断面尺寸的确定11,(二)水沟 作用：排除涌水、污水 位置：巷道底板一侧，个别设在中央 坡度：同巷道坡度35 断面：形状：梯形 尺寸查手册 盖板：钢筋砼或木材，靠墙一侧留100 水沟支护：取决于流速与巷道服务要求,第1-2节 巷道断面尺寸的确定12,(三)管缆布置 主要管缆：管：压风、通风、供水、排水等 缆：动力、照明、通讯、信号等 要求：四、通风校核五、支护参数的选择 参阅设计手册,净,=,S,Q,V,第1-2节 巷道断面尺寸的确定13,六、巷道工程量的计算 工程量表 材料消耗表七、施工图,第13节 平巷断面设计实例,本节内容参见教材与有关参考书,本章思考题,作出各种折线形、曲线形巷道断面的优缺点与适用条件评价（承受地压能力、施工难易程度、巷道断面利用率）。对于不同的地压，支护结构的合理拱形是什么。巷道断面各种参数的含义，怎样确定。,平巷断面设计作业,某矿年设计生产能力60万吨，井下最大涌水量320m3/h，采用ZK10-6/250架线式电机车牵引YCC(1.2)型曲轨侧卸式矿车运输。该大巷穿过中等稳固岩层，岩石紧固性系数f=810，通过该巷的风量维28m3/min；巷内敷设一条200mm的压风管和一条100mm的供水管。试设计该运输大巷直线段断面。参数提示：1、ZK10-6/250架线式电机车宽1060mm，高1600mm，两轨中心距1400mm；YCC(1.2)型曲轨侧卸式矿车宽1050mm，高1200mm，两轨中心距1350mm。2、采用钢筋混凝土轨枕3、支架参数：选d=20mm，l=1.6m螺纹钢筋作砂浆锚杆，喷射混凝土厚度为150mm，锚杆外露长度为50mm。,某矿中段运输巷道，围岩的普氏系数为f，节理裂隙中等发育，巷道要求日通过能力3000吨，采用ZK14/250型架线式电机车，牵引YCC2(7)型单侧曲轨侧卸式矿车运输。该巷道涌水量为W米3/小时，需要通风量为Q米3/秒；巷道内设两条动力电缆，三条通讯及照明电缆，一条直径10厘米的压风管和一条直径8厘米的压水管。设计该巷道断面。注释：f=你学号的尾数+3，W=(你寝室的房间号/2)*10 Q=(你出生的月份+6)/3*10,
