拱形巷道断面锚喷支护设计示例

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1、拱形巷道断面锚喷支护设计示例某矿年设计能力为30万吨，主要运输石门采用ZK7-6/250架线式电机车、一吨固定式矿车运输。石门穿过岩层坚固性系数为f=4～6，通过的最大风量38m3/s，井下最大涌水量为100m3/h，正常涌水量为60m3/h，石门中布置一趟直径为φ100mm的压风管（法兰盘φ160mm）；一趟直径为φ50mm的洒水管，两条动力电缆，三条通讯及照明电缆，石门服务年限28年。试设计其双轨直线段的巷道断面。（一）石门断面选型根据石门的岩石性质、服务期较长，而且是全矿主要运输巷道，确定采用半圆拱锚喷支护。（二）石门净断面尺寸的确定1．巷道净宽B1

2、）运输设备尺寸：查表知电机车尺寸比矿车大。其宽度A1＝1060mm；高度h＝l550mm。机车架线高h4＝2000mm。2)按《煤矿安全规程》规定：非人行侧设备至壁的宽度a≥250mm，取400mm；人行侧设备至壁的宽度c≥800mm，取840mm。3)双轨轨道中心距b：查表8-3得b＝1300mm。故电机车之间的间隙为1300-A1=1300-1060＝240＞200mm，符合安全要求。根据以上各项，巷道净宽B＝a1+b+c1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840)=930+1300+1370＝3600mm。2．巷道壁高h31)确定

3、道床参数查表8-10，轨型为18kg／m，根据轨型查表8-8得道床总高度hc＝320mm，道碴高hb=180mm，道碴面至轨面高ha＝140mm。2)按各种要求计算壁高h3(1)按导电弓要求：h3=h4+hc-式中R——半圆拱半径，R＝B/2＝3600/2=1800mm；n——导电弓距拱距离，取300mm；K——导电弓宽度之半为为360mm；z——轨道中心至巷道中心距离，z=B/2-a1=3600/2-930=870mm；h4、hc见前。故h3＝2000+320-＝1462mm（2）按行人要求：h3=h5+hb-式中h5——自碴面起管子高度，h5=1800

4、mm；r——行人与壁间安全距离，取200mm；hb及R见前，则h3＝1800+180-＝l155mm（3）按管道布置要求：必须满足机车与导电弓距管道的安全间隙。h3=h5+h7+hb-h3=h5+h7+hb-式中D——压风管法兰盘直径160mm；h7——管子吊件总高度，h7＝700+D/2＝700+160/2=780mm；m——导电弓至法兰盘安全距离，m=300mm；b2——轨道中心至巷道中心距离，b2=B/2-C1=3600/2-l370=430mm。其余符号意义、数值同前，将以上各值代入公式得：h3=1800+780+180-=1392mmh3=180

5、0+780+180-=1455mm对架线式电机车运输巷道，以上几项满足要求时，就不必再对1.6m高度行人要求和运输设备上缘至拱壁安全间隙要求进行计算。根据以上计算，壁高最大值为1462mm，故取h2=1600mm，均可满足要求。3．净周长及净断面积计算1）净周长P，P=2.57B+2h2式中h2——自碴面起墙高，h2=h3-hb=1600-180=1420mm；B——巷道净宽，3600mm。将值代入得：P=2.57×3.6+2×1.42=12.1m2）净断面积S，S=B(0.39B+h2)=3.6(0.39×3.6+1.42)=10.2m23）用风速要求校

6、核净断面，V=式中V——通过巷道的风速；Q——通过巷道的风量；S——净断面积。将各值代入得：V==3.73m／s＜8m/s，符合要求（三）支架参数的确定查围岩分类表可知，普通砂岩(f=4～6)为中等稳定岩石，属Ⅲ类围岩，据此，查表8-15，得锚喷支护参数如下：喷射混凝土厚度T1=100mm；钢筋直径φ=14mm；锚杆长度1.65m；锚深L=1.6m；锚杆排、间距D=800mm；锚杆外露长度T2=50mm；锚喷总厚度T=T1=100mm。（四）掘进断面和有关尺寸1．设计掘进宽度：Bl=B+2T=3600+2×100=3800mm2．计算掘进宽度：B2=B1+

7、2δ式中δ——计算掘进超挖量，取75mm；故B2=3800+2×75=3950mm3．巷道设计掘进高度：H1=H+T+Hb，式中H——巷道自碴面起净高，H=h2+h0(拱高），H=1420+1800=3220mm，故H1=3220+100+180=3500mm4．巷道计算掘进高度：H2=H1+δ=3500+75=3575mm5．设计掘进断面：Sl=Bl(0.39B1+h3)=3.8(0.39×3.8+1.6)=11.7m26．计算掘进断面：S2=B2(0.39B2+h3)=3.95(0.39×3.95+l.6)=12.4m2(五)巷道工程量及材料消耗量计算

8、1．每米巷道计算掘进体积：V2=S2=12.4m32．每米巷道墙脚