(精品)项目一 水平岩石巷道施工 ——任务1巷道断面设计.ppt
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1、任务任务1 巷道断面设计巷道断面设计教学目标教学目标能力目标能力目标1.1.能熟练识读巷道施工图及特殊地段大样图;能熟练识读巷道施工图及特殊地段大样图;2.2.会准确选择巷道断面形状;会准确选择巷道断面形状;3.3.能准确选择道床的参数,设计巷道宽度、高度;能准确选择道床的参数,设计巷道宽度、高度;4.4.计算巷道净面积、掘进面积。计算巷道净面积、掘进面积。知识目标知识目标1.1.能陈述巷道断面的形状,影响断面形状的因素;能陈述巷道断面的形状,影响断面形状的因素;2.2.熟悉巷道断面尺寸的确定条件和规定;熟悉巷道断面尺寸的确定条件和规定;3.3.能陈述影响巷道宽度、高度尺寸的因素;能陈述影响巷
2、道宽度、高度尺寸的因素;4.4.能分析道床对巷道面积、运输速度的影响。能分析道床对巷道面积、运输速度的影响。素质目标素质目标1.1.强调做人与做事相结合,做人通过做事体现,做事通过做人保证;强调做人与做事相结合,做人通过做事体现,做事通过做人保证;2.2.在培养过程中注重人文精神的熏陶;在培养过程中注重人文精神的熏陶;3.3.培养优秀的职业道德、正直、富有责任感培养优秀的职业道德、正直、富有责任感;4.4.使学生具有较强的实践操作能力使学生具有较强的实践操作能力;5.5.培养学生发散思维的创新能力培养学生发散思维的创新能力.4/11/20234/11/20231 1山西煤炭教育基金会资助项目(
3、晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)一、巷道断面设计原则一、巷道断面设计原则 巷道断面设计主要是选择断面形状和确定断面尺寸。设计的原则设计的原则是:在满足安全、生产和施工要求的条件下,力求提高断面利用率,取得最佳的经济效果。二、巷道断面设计的内容和步骤二、巷道断面设计的内容和步骤 选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸,并进行风速验算;根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸,并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸;布置水沟和管缆;绘制巷道断面施工图,工程量表、材料消耗量一览表。4/11/20234/11/20232 2山西煤炭教育基金会资
4、助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)1.1.1选择断面形状选择断面形状1)分析与绘制断面形状)分析与绘制断面形状按构成的轮廓线轮廓线分两种:折线型折线型:矩形、梯形、不规则形;曲线型曲线型:直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。见图-巷道断面形状。4/11/20234/11/20233 3山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)巷道断面形状4/11/20234/11/20234 4山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤
5、教金字2009920099号)号)2)影响断面形状选择的因素)影响断面形状选择的因素作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。矿区的支架材料和习惯使用的支护方式,也直接影响巷道断面形状的选择;掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。需要风量大的矿井,选择通风阻力小的断面和支护方式,有利于安全和具有经济效益。4/11/20234/11/20235 5山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)4/11/20234/11/20236 6山西煤炭教育基
6、金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)3 3)选择巷道断面形状)选择巷道断面形状选择巷道断面形状应考虑的诸多因素,彼此密切联系又相互制约的。所以,应选择巷道断面形状应考虑的诸多因素,彼此密切联系又相互制约的。所以,应综合分析,抓住主要因素兼顾次要因素,才能选用较为合理的断面形状。参看综合分析,抓住主要因素兼顾次要因素,才能选用较为合理的断面形状。参看表表1-1-9所示。所示。表1-1-9选择巷道断面形状的因素分析与断面形状4/11/20234/11/20237 7山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字20
7、09920099号)号)1.1.2计算巷道断面尺寸计算巷道断面尺寸巷道断面形状确定以后,下一步便是确定掘进巷道的断面尺寸。煤矿安全规程规定:巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。1.1.2.1准备设计所需材料准备设计所需材料 1)设计巷道断面尺寸应收集的资料设计巷道断面尺寸应收集的资料:(1)巷道的用途、服务年限、围岩的性质;(2)存放或通过巷道的机械、器材或运输设备数量、型号和规格;(3)煤矿安全规程规定的人行道宽度和各种安全间隙;(4)巷道的涌水量、布置管线、通过巷道风量;(5)支护参数、道床参数,巷道的超次挖量、变形量等。4/11/20234/11/2
8、0238 8山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)2)巷道断面尺寸的相关规定)巷道断面尺寸的相关规定(1)巷道净高度的规定)巷道净高度的规定巷道净高度是轨道面至巷道顶或棚梁的高度。巷道净高度必须保证车辆运行的安全和行人的方便。规程规定如表1.1.10所示。表1.1.10巷道高度的基本规定4/11/20234/11/20239 9山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)(2)对巷道净宽度的规定)对巷道净宽度的规定如图所示。梯形巷道的净宽度:梯形巷道的净宽度:当其内设置
9、运输机械或者通行矿车、电机车时,是指运输设备顶面的巷道宽度;当巷道内不设置也不通行运输设备时,是指其净高1/2处的水平距离。拱形巷道的净宽度:拱形巷道的净宽度:巷道净宽度主要取决于运输设备本身宽度、人行道宽度和相应的安全间隙,无运输设备的巷道可根据通风及行人需要来选取。4/11/20234/11/20231010山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)(3)巷道运输设备本身宽度巷道运输设备本身宽度表1.1.12 运输设备主要尺寸 单位:毫米4/11/20234/11/20231111山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教
10、育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)(4)巷道内人行道的宽度、非人行道的宽度和相应的安全间隙,巷道内人行道的宽度、非人行道的宽度和相应的安全间隙,煤矿煤矿安全规程安全规程有明确规定有明确规定,设计时按表1.1.13的规定选用。表1.1.13 巷道宽度尺寸表 单位:毫米4/11/20234/11/20231212山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)(5)在设计曲线段设计曲线段的巷道时,应考虑车辆于转弯而外突,巷道需适当加宽,加宽数值可按表1.1.14选取。其加宽范围:用矿车运输时,与曲线段相连接直线段加宽长度
11、,建议取2.0m;电机车运输时取5.0m。为使双轨巷道对开车辆之间的间隙满足煤矿安全规程的规定,两条平行轨道的中心距可按表1.1.14选取。4/11/20234/11/20231313山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)1.1.2.2计算巷道的净断面尺寸与风速验算计算巷道的净断面尺寸与风速验算1.确定巷道净宽度净宽度直墙拱形巷道的净宽度直墙拱形巷道的净宽度系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。矩形巷道的净宽度矩形巷道的净宽度,系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。梯形巷道梯形巷道,当其内通行矿车、电机车
12、时,净宽系净宽系指车辆顶面水平的巷道宽度;当其内不通行运输设备时,净宽系指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。4/11/20234/11/20231414山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)以直墙拱形巷道为以直墙拱形巷道为例例:Ba十十2A1十十c十十tA1运输设备的最大宽度,m;a非人行道侧宽度 c人行道的宽度;t运输设备最突出部分之间的间距(具体数值见煤矿安全规程)4/11/20234/11/20231515山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)2.确定巷道净
13、高度净高度 1)矩形、梯形巷道矩形、梯形巷道:自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。2)拱形巷道净高拱形巷道净高:自渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。主要是确定净拱高拱高和自底板自底板起的墙高起的墙高。H=h0+h3-hb H拱形巷道净高;h0拱形巷道拱高;h3拱形巷道墙高;hb巷道内道碴高度。4/11/20234/11/20231616山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)拱高拱高h0常与巷道净宽的比来表示(高跨比):半圆拱:h=R=B/2,墙高墙高h3自巷道底板至拱基线的距离:线电机车线电机车导电弓子
14、顶端两切线交点处与巷道拱壁间最小安全间隙;管道的装设要求;人行高度要求;1.6m高度人行道宽度;设备上缘至拱壁间最小安全间隙。4/11/20234/11/20231717山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)4/11/20234/11/20231818山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)巷道的净高度(续)一般,架线电机车运输的巷道,按其中架线电机车导电弓子和管道装设要求计算即能满足要求;其它如矿车运输、仅铺设输送机或无运输设备的巷道一般 只按行人高度要求即能满足
15、要求,但在人行道范围 1.8m以下,不得架设管线和电缆。以上计算的墙高h3值,必须按只只进不舍进不舍的原则,以0.1m进级。4/11/20234/11/20231919山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)3.巷道的净断面面积巷道的净断面面积1矩形巷道净断面积:SBHB巷道净宽;H巷道净高。2梯形巷道净断面积:S(B1+B2)H/2;B1、B2巷道顶梁、底板处净宽;H巷道净高。3半圆拱巷道:SB(0.39B+h2)h2渣面起巷道壁的高度。4圆弧拱巷道:SB(0.24B+h2)4/11/20234/11/20232020山西煤炭教
16、育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)矩形巷道4/11/20234/11/20232121山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)梯形巷道4/11/20234/11/20232222山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)半圆拱形巷道4/11/20234/11/20232323山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)圆弧拱形巷道4/11/20234/
17、11/20232424山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字2009920099号)号)4.风量验算 生产矿井的巷道通常兼作通风用,因此还要进行最优的风速验算:V通过巷道的风速,Q通过巷道的风量,Vmax巷道允许通风的最高风速,ms。煤矿安全规程规定如右表,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6ms;输送机巷道采区风巷一般不大于4ms。设计时,应在不违反煤矿安全规程的原则下,按规范要求确定巷道断面,以留有余地。4/11/20234/11/20232525山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字山西煤炭教育基金会资助项目(晋煤教金字200992
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