05井巷工程_第六章_硐室设计与施工.ppt

2017/11/10,1,井巷工程,第六章　硐室设计与施工,2017/11/10,2,第一节 井下主要硐室设计,第二节 硐室施工,第三节 平巷交岔点设计与施工,第十一章　硐室及交岔点设计,2017/11/10,3,第一节 井下主要硐室设计,硐室有立井硐室、斜井硐室，井底车场硐室以及采区硐室等等各种硐室由于用途不同，其断面形状及规格尺寸亦变化多样，但是它们设计的原则和方法基本上是相同的 一般首先根据硐室的用途，合理选择硐室内需要安设的机械和电气设备，然后依据已选定的机械和电气设备的类型和数量，确定硐室的形式及其布置，最后再根据这些设备安装、检修和安全运行的安全间隙要求以及硐室所处周岩稳定状况确定出硐室的规格尺寸和支护结构有些硐室还需要考虑防潮、防渗、防火和防爆等特殊要求2017/11/10,4,一、箕斗装载硐室与井底矿仓的设计,㈠箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式 中小型矿井广泛采用箕斗装载硐室（单侧式）与容量较小的倾斜矿仓直接连接的布置形式（图8-1）； 大型矿井，多采用一个直立矿仓通过一条装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式）连接（图8-2）； 特大型矿井，往往采用多个个直立矿仓通过一条或两条装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式或双侧式）连接（图8-3）。

2017/11/10,5,2017/11/10,6,㈡箕斗装载硐室 1．位置 布置在没有含水层、没有地质构造、围岩坚固处，以便施工与维护 一般当大巷采用矿车运输，硐室位于井底车场生产水平之下； 当采用胶带输送机运输时，硐室就位于生产水平之上 2．箕斗装载硐室的形式 同侧装卸式和异侧装卸式； 通过式与非通过式； 单侧式（硐室位于井筒一侧）和双侧式 ；,7,2017/11/10,8,2017/11/10,,,9,2017/11/10,,,,2017/11/10,10,11,2017/11/10,3．箕斗装载硐室的断面形状及尺寸 箕斗装载硐室的断面形状多用矩形，当围岩条件较差，地压较大时可以采用半圆拱形 箕斗装载硐室的尺寸，主要根据所选用的装载设备型号、设备布置、设备安装和检修，以及考虑人行道和行人梯子的布置要求来确定2017/11/10,12,二、推车机翻车机硐室与卸载硐室,㈠推车机翻车机硐室 1．硐室的位置,2017/11/10,13,2．硐室的形式与布置 根据矿车进车方向不同，硐室可分为左侧式和右侧式。

根据电机车是否从翻车机旁通过，硐室可分为通过式与非通过式2017/11/10,14,,,,,,3．硐室断面形状及支沪 硐室一般采用半圆拱，混凝土支护，当围岩稳定，不淋水可采用锚喷支护；当围岩较差时，可采用锚喷加混凝土的联合支护 硐室拱顶安设的支承横梁，和起吊梁，在翻车机上方的为24～30号工字钢；在推车机上方的为24号工字钢 硐室轨面以下地沟与设备基础须用C15以上的混凝土浇注100～200㎜厚2017/11/10,15,㈡卸载站硐室的设计 1．卸载站的结构 1）支承托辊： 2）卸载曲轨和复位曲轨： 3）支承钢梁： 4）卸载坑：,16,2017/11/10,1-底卸式矿车,2-车轮3-缓冲器4-卸载轮5-卸载曲轨6-卸载坑7-托辊,2017/11/10,17,2．卸载原理,3．硐室的布置形式 1）非通过式卸载站硐室 2）通过式卸载站硐室 3）卸载站与翻车机联合布置硐室2017/11/10,18,4．硐室尺寸确定 1）硐室长度 2）硐室宽度 3）硐室高度,5．硐室断面形状与支护 硐室断面形状多为半圆拱形。

硐室支护一般采用混凝土、锚喷支护、锚喷加混凝土或钢筋混凝土联合支护卸载坑两侧直墙采用钢筋混凝土，进出车两侧用钢筋混凝土浇灌并铺设辉绿岩铸板马头门通常指副井井简与井底车场连接部分的一段断面扩大部分的巷道称马头门，是副井系统的主要硐室之一 ㈠马头门形式 双面斜顶式（a） 双面平顶式（b）,2017/11/10,19,三、副井马头门,㈡马头门平面尺寸,马头门平面尺寸包括长度和宽度 马头门的长度通常指井筒两侧对称道岔基本轨起点之间的距离， 马头门的宽度，主要取决于井简装备及选用的罐笼布置方式和两侧人行道宽度2017/11/10,20,1．马头门长度的确定,,2．马头门宽度的确定,B=S+2A,3．马头门高度的确定,2017/11/10,21,Hmin—下放最长材料时，马头门需要的最小高度，m；L—下放材料最大长度，一般L=12.5m； W—井筒下放材料的有效弦长； D—井筒净直径，m；α—下放材料时，材料与水平面的夹角，其值按下式计算：,4．马头门断面形状及支护,四、中央水泵房的设计,中央水泵房由泵房主体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道组成。

中央水泵房和水仓构成了中央排水系统2017/11/10,22,㈠吸入式中央水泵房设计,,,1．泵房的位置,2．配水井、配水巷和吸水井的布置 配水井、配水巷和吸水井构成配水系统 23,2017/11/10,3．主体硐室的设备布置 1）水泵,2017/11/10,24,2）排水管根据矿井正常和最大涌水量，选择排水管直径和趟数3）电缆 电缆敷设有沿墙悬挂和设电缆沟两种方式前者使用与检修方便，但长度增加，弯头多所以目前多采用后者4）电气设备,5）起吊和运输设备,4.主体硐室尺寸的确定,2017/11/10,25,1）硐室长度的确定,,1）硐室长度的确定,2）硐室宽度的确定,,3）硐室高度的确定,,4）设备基的尺寸,,5．主体硐室断面形状及支护 主体硐室断面形状一般采用半圆拱和三心拱硐室现多用混凝土支护 6．管子道与通道设计要求,26,2017/11/10,1)管子道2）泵房通道是泵房主体硐室与井底车场的连接通道3）泵房与中央变电所之间应设防火铁门，墙上也要设电缆套管㈡压入式水泵房的设计特点,2017/11/10,27,㈢潜水泵水泵房(泵井),五、水仓设计,2017/11/10,28,㈠水仓的位置与布置形式1．水仓的位置2．水仓的布置形式,㈡水仓容量、长度和断面尺寸的确定 1．容量的确定 根据《煤矿安全规程》有关规定，按以下情况分别确定： 1）当矿井正常涌水量小于或等于1000m3/h时，,29,2017/11/10,,Q容——主要水仓的有效容量，m3； Q0——矿井正常的有涌水量，m3/h；,2）当矿井正常涌水量大于1000m3/h时,2．长度和断面的确定水仓的长度（主仓+副仓）可按下式计算：,2017/11/10,30,,㈢水仓纵断面的计算,1．水仓起点的标高hc；水仓终点的标高hA，得hc、hA两点高差H。

2．水仓底板有i=0.001～0.002的坡度斜向竖曲线半径R取9～12m 3．斜巷倾角θ=18～20°为宜 4．曲线半径R，一般取为9～12m 5．水仓终点的底板标高最多只能比水泵房底板标高低4.5～5.0m，水仓的顶板标高必须比水仓入口处水沟的底板低，否则水仓不能灌满 6．为简化计算，取水仓最低点为竖曲线的切线交点B，它与实际最低点D只有微小误差,2017/11/10,31,水仓的纵断面参数可按下式计算：水仓终点A与水仓最低点B的高差,L——水仓起点与终点的水平投影长度，m； R——清理斜巷的竖曲线半径，R=9～12m；θ——清理斜巷的倾角，一般为8～20°； i——水仓的坡度，一般为0.001～0.002； H——水仓的起点与终点的标高差，m32,2017/11/10,水仓起点C与水仓最低点B的水平投影长度,㈣水仓断面形状及支护,水仓终点A与水仓最低点B的水平投影长度,第二节 硐室施工,一、硐室施工特点,2017/11/10,33,1．硐室的断面大而且变化多，长度则比较短，使得大型施工机械在此施展 2．硐室往往与其他硐室、巷道相毗连，加之硐室本身结构复杂，故其受力状态比较复杂且不易准确分析，施工难度较大，若围岩稳定性差，则更须注意施工安全。

3．硐室的服务年限长，工程质量要求高，不少硐室还要浇筑机电设备的基础、预留管线沟槽、安设起重梁等，故施工时要精心安排，确保工程规格和质量根据松动圈的大小对硐室围岩的稳定性进行判定　　松动圈在0～40㎝之间的，属稳定围岩　　围岩松动圈在40～100㎝之间的，属较稳定围岩；　　围岩松动圈在100～150㎝之间的，为一般围岩；　　围岩松动圈在150～200㎝之间的，属不稳定围岩；　　围岩松动圈在200～300㎝之间的，为软岩；　　大于300㎝的为极不稳定围岩　　目前看来，应用围岩松动圈理论来判定围岩稳定性是一种简单准确的方法，比其它方法可操作性强 松动圈测试：超声波测试2017/11/10,34,三、硐室施工方法,㈠全断面一次掘进法 这种施工方法，常用于围岩稳定，断面不是特别大的硐室全断面一次掘进硐室的高度，以不超过4～5m为宜2017/11/10,35,㈡台阶工作面施工法,1．正台阶工作面(下行分层)施工法,根据硐室的全高，整个断面可分为2～3层，每层的高度以1.8～2.0m为宜，最大不要超过3m2．倒台阶工作面(上行分层)施工法,2017/11/10,36,正台阶工作面施工法比较安全可靠；倒台阶法挑顶爆破效率高，装岩方便。

两者都适用于围岩比较稳定、整体性比较好的岩层其中先拱后墙下行分层法的适应范围更广，在较松软的岩层中也可应用㈢导硐施工法 这种施工方法多用于松软破碎地带，在稳定岩层中施工特大断面(如50㎡)的硐室时也可采用2017/11/10,37,1．中央下导硐,当硐室采用锚喷支护时，用中央下导硐(图8-43)，先挑顶 后开帮的顺序施工 砌碹支护的硐室，适用中央下导硐先开帮后挑顶的顺序施工（8-44）2．两侧导硐施工法 两侧导硐施工法，是在松软破碎岩层中采用的一种安全有效的施工方法这种方法是从硐室底板开始，在两侧墙部超前开掘两个小导硐，逐步向上扩大(图8-45)2017/11/10,38,3．顶部导硐施工法 此法施工顺序如图8-46所示先掘顶部导硐1，超前5m用以探明地质情况，随之卧底2，再落后15m左右开帮3此时整个拱部已经掘出，便可进行拱部的锚喷或砌碹4然后再卧中心底部5最后刷帮6与砌墙72017/11/10,39,四、与井筒相连的主要硐室的施工,2017/11/10,40,㈠马头门的施工,1．当井筒掘进到马头门上方5～10m处，暂停掘进，先将上段井壁砌好。

2．井筒继续下掘，可以随井筒同时将马头门掘出，也可以将井筒一次掘够深度或只掘至马头门下方的混凝土壁圈处 3．由下向上砌筑井壁至马头门的底板高处 4．逐段施工马头门当马头门处围岩比较坚硬 稳定时，掘进时可以用锚喷作为临时支护为加快马头门施工的速度，可安排与井筒同时自上而下施工图8-49。