井巷工程 第八章硐室及交岔点

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1、第八章 硐室及交岔点,本章重点内容： 1、井下主要硐室的名称、作用； 2、学会平巷交岔点的设计方法；,第一节 井下主要硐室设计,硐室设计的原则：合理选择硐室内的机电设备；根据设备的尺寸、数量和布置形式，确定安全间隙；确定硐室规格和支护结构；并做好防潮、防渗、防火、防爆。 一、箕斗装载硐室与井底煤仓的设计 1、箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式箕斗装载硐室与井底煤仓的布置，主要根据主井提升箕斗及井底装载设备布置方式、煤种数量及装运要求、围岩性质等因素综合考虑确定。以往中小型矿井广泛采用箕斗装载硐室与倾斜煤仓直接相连的布置形式，（图81）；大型矿井则采用一个垂直煤仓通过一条装载胶带输送机与箕斗装载硐

2、室连接，（图82）；而特大型矿井则为多个垂直煤仓通过一条或两条胶带输送机与单侧或双侧箕斗装载硐室连接，（图83）；,A、箕斗装载硐室为单侧式布置,1525,2030,2030,B、箕斗装载 硐室双侧布置,2035,2030,2030,1012,第一节 井下主要硐室设计,2、箕斗装载硐室的设计 由于箕斗装载硐室与井筒连接在一起且服务于生 产的全过程，施工时围岩暴露面积大，所以应布置在 不含水、无构造、围岩坚固的岩层中，以便于施工和 维护。当生产水平采用矿车运输时，箕斗装载硐室布 置于生产水平之下；当采用胶带输送机运输时，则箕 斗装载硐室位于生产水平之上。,第一节 井下主要硐室设计,根据箕斗在井下

3、装载和地面卸载的位置和方向，箕斗 装载硐室有： （1）同侧装卸式装载与卸载的位置和方向在同一侧进行 （分通过式和非通过式） （2）异侧装卸式装载和卸载的位置与方向在相反一侧进行；（分通过式和非通过式）通过式：同时有两个水平出煤、硐室位于中间水平时；非通过式：硐室位于矿井最终生产水平时；单侧式箕斗装载硐室：仅有一套箕斗提升设备时用；双侧式箕斗装载硐室：有两套箕斗提升设备时用；箕斗装载硐室的断面形状：多为矩形，亦有直墙半圆拱形；箕斗装载硐室的尺寸：由设备尺寸确定；,1540m,916m,5055,4060t,100t,第一节 井下主要硐室设计,箕斗装载硐室的支护形式：C30以上的素混凝土30050

4、0mm（岩性好，地压小，单侧式）C30以上的钢筋混凝土300500mm（岩性差，地压大、双侧式） 3、井底煤仓设计 （1） 斜煤仓：半圆拱形断面，中小矿井多用； （2） 垂直煤仓：圆形断面，大型矿井多用； （3）井底煤仓的合理容积：Qh=1.15X1.20XQd/14 (8-1） 式中：115矿井生产不均衡系数；120提升能力富裕系数；Qd矿井平均日产量，；14每日提升时间，14； （4）煤仓的支护：锚喷和现浇；斜仓要铺底；,第一节 井下主要硐室设计,第一节 井下主要硐室设计,第一节 井下主要硐室设计,二、推车机翻车机硐室与卸载硐室的设计 1、推车机翻车机硐室（翻转罐笼硐室）的设计 （1） 根

5、据矿车进车方向不同：硐室分为： 左侧进车式：标准是要面对主井方向； 右侧进车式：（2）根据电机车是否从翻车机旁通过：硐室分为：通过式：硐室长度3545m;硐室宽度8m;非通过式：硐室长度1520m;硐室宽度6m;,宽高500200,1000,第一节 井下主要硐室设计,第一节 井下主要硐室设计,2、卸载硐室（卸载站）的设计(1)卸载原理：电机车和矿车的两侧壁上焊翼板，卸载坑两侧设支承托辊，矿车底盘的前端与车箱前端壁铰接，进入卸载坑后，矿车底盘沿曲轨自动打开卸载。(2)卸载硐室组成： 通过式； 非通过式；（单线非通过式和双线非通过式，如陕西韩城桑树坪矿和河南平顶山八矿） 卸载站与翻车机联合布置 ：

6、 （如辽宁铁法小青矿，淮北海孜矿） （3）卸载硐室断面形状和尺寸：一般为直墙半圆拱形、直墙圆弧拱形、三心拱形；硐室的长度包括主体硐室和硐室两端变化断面的长度。,第一节 井下主要硐室设计,第一节 井下主要硐室设计,三、副井马头门设计 副井马头门是指副井井筒与井底车场巷道连接部分的一段断面扩大的巷道，是副井系统的主要硐室之一。 1、马头门的形式 （1）双面斜顶式； （2）双面平顶式；,2、马头门的平面尺寸的确定,第一节 井下主要硐室设计,cee2f （82） 式中：马头门的计算长度，m；罐笼的长度，查煤矿设计手册， m；、进出车侧摇台的摇臂长度，查煤矿设计手册c摇臂活动轨中心至单式阻车器轮挡面之间

7、的距离，自定4550m；e单式阻车器轮挡面至对称道岔与直线段连接的切线交点之间的距离；2个矿车长度，设推车机时4个矿车长度；e出车侧摇台臂活动轨中心至对称道岔与直线段连接的切线交点之间的距离；取24m；f 基本轨起点至对称道岔与直线段连接的切线交点之间的距离；可从窄轨线路联接手册查出，也可按线路连接系统计算得出。,第一节 井下主要硐室设计,马头门的宽度可按下式计算：BS2A （83） 式中：B马头门的宽度；S轨道中心线之间距；A 轨道中心线至巷道壁之间距离，一般大于矿车之半加09m； 3、马头门高度的确定： HminsinWtg（84） 式中： Hmin下放最长材料时 马头门需要的最小高度；,

8、第一节 井下主要硐室设计,下放材料的最大长度，一般取12m；W井筒下放材料的有效弦长，当有一套提升设备时，W09；若有两套提升设备时，W值可根据井筒断面布置计算出；井筒净直径；下放材料时，材料与水平面的夹角；rc cos W/ 4、马头门断面形状及支护 （1）形状：拱形断面； （2）支护：20以上混凝土支护，厚度500600mm；围岩不稳定时，采用钢筋混凝土支护，配筋率15；,第一节 井下主要硐室设计,四、中央水泵房设计（中央水泵房按其水泵吸水方式的不同可分为：卧式水泵吸入式、卧式水泵压入式、潜水泵式） 1、吸入式中央水泵房设计（泵房通道与车场巷道的连接）,第一节 井下主要硐室设计,第一节 井

9、下主要硐室设计,1012,第一节 井下主要硐室设计,主体硐室长度： LnL1L2（n1） L3L4 （85） 式中： L主体硐室的长度 N水泵台数 L1水泵及其电机长度 L2相邻基础的间距 1520m L3、L4硐室端头距离 宽度： 123 式中：2基础宽度,硐室的高度： 12345+6+7+8 (8-7) 式中：主体硐室高度，；1水泵基础顶面至硐室地面高度，0102；2水泵高度，；3闸板阀的高度，；4逆止阀的高度，；5四通接头高度，；6三通接头高度，；7三通接头至起重梁的高度，05以上；8 起重梁至拱顶的高度，0912； 设备基础尺寸： / 2 L （88） 式中：设备基础深度 基础质量 L

10、 基础面积,第一节 井下主要硐室设计,2、压入式中央水泵房的设计： 保证水泵轴线低于水仓底板10米； 水仓的水通过配水巷进入集水巷，灌入水泵吸水口； 水泵房与大巷之间的通道为斜坡道； 3、潜水泵房设计 潜水泵潜入泵井中工作 用于涌水量大的矿井,第一节 井下主要硐室设计,五、水仓设计 1、水仓的位置与布置形式,第一节 井下主要硐室设计,2、水仓容量、长度和断面尺寸的确定 （1）当矿井涌水量小于或等于1000/时，主要水仓容积按 矿井8小时正常涌水量计算：80， （89） （2）当矿井正常涌水量大于1000/时，主要水仓容积按 矿井4小时正常涌水量计算：2（0 3000）4 0 ， （810） （

11、3）水仓的长度：水在水仓中的流速应控制在37/S， 水在水仓中流动的时间不应少于6小时，故水仓长度L为：L3600t ， （811）水仓与井底车场巷道之间以一段斜巷相连，它既是清仓斜 巷，又是水仓的一部分。所以，水仓的长度是以清仓斜巷的起点 为起点，以水仓与配水巷的连接处为其终点。 （4）水仓的净断面S：S=V / L ， （811）,第一节 井下主要硐室设计,为保证水仓的全部容积得到充分利用，水仓的标高注意两点： （1）水仓与吸水井连接处的底板标高只应比水泵房的底板标高低 4550，以保证水泵的吸水高度，抽出水仓内的全部积水； （2）水仓在清仓斜巷下的标高最低处，其顶板标高必须低于水仓 入口

12、处水沟的沟底标高，以保证水仓灌满水； 3、水仓纵断面的计算水仓平面尺寸确定以后可按图826计算水仓纵断面。 计算步骤与设计要求如下： （1）根据井底车场坡度图推算出水仓起点的标高值hc，根据水泵 房底板标高可推算出水仓终点标高值hA，从而可定出水仓起点和终 点的标高差H。 （2）为了有利于水中泥沙沉淀，水仓底板向吸水井方向有1,2的上坡坡度。 （3）为了提高清理矿车的装满系数及水仓的有效容积，清仓斜巷 的倾角1820为宜。 （4）竖曲线的半径一般取912m。 （5）为简化计算，将水仓最低点取为竖曲线的切线交点B，与实际 最低点D有微小误差2； 水仓断面参数计算如下：水仓终点A与水仓最低点B的高

13、差：h1（L2H c）（1c）（812）,第一节 井下主要硐室设计,水仓终点A与水仓最低点B的水平投影长：l1（L2Hc）（1c）（813） 水仓起点C与水仓最低点B的水平投影长：l 2（Hh1）c （814）因主副水仓长度不同，所以两水仓纵断面应分别进行计算。最 后计算结果必须和井底车场线路进行闭合验算。 4、水仓断面形状与支护 （1）形状：梯形、拱形 （2）支护：料石砌筑、混凝土砌筑、锚喷支护；,第二节硐室施工,一、硐室施工特点 （1）硐室的断面大，变化多，长度短，大型机械难于进入工作面； （2）硐室临近井巷或其它硐室，受力状态复杂； （3）硐室自身结构复杂，施工难度大； （4）硐室服务年

14、限长，质量要求高； 二、硐室围岩的稳定性分析 1、硐室围岩稳定性的力学分析方法莫尔强度准则：tgf（1） 岩体的抗剪切强度，；剪切面上岩石的内聚力，；剪切面上的正应力，；剪切面上的摩擦角或内摩擦角；f剪切面上的内摩擦系数，,第二节硐室施工, （ ）（）；（2） （ ）2； （3）时，沿斜面发生剪切破坏；时，处于极限平衡状态； 时，处于稳定状态；将以上两式代入（1）中；（）2 （）（）2；两边同乘；由此推出： （3)/(3+) (-); 所以： （3)/(3+ ) （2）; （815） 即： (-)90 ； 45 /2； （816）,第二节硐室施工,2、硐室围岩稳定性的地质分析方法,图 8-27 拱顶塌落形式之一,图 8-28 拱顶塌落形式之二,1mcos1；3n3；11cos；33； （1）n131cos3； （2）11ms；23co；1 1s co；2 3s co ； 1 2（13）sncos； （3） 根据莫尔库伦准则：c； （4） 将（1）（2）代入（4）中： （13）sncos （ 1cos3） + C 展开：,