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1、冶金矿山井巷工程设计原则冶金矿山井巷工程设计原则2011.092011.09序 言 设计是基本建设中的一个重要环节,一个工程建设项目,在建设过程中能否速度快、节约投资,建成后生产工艺先进、经济效益好,很大程度上都取决于设计工作的好坏,因此,设计工作是一个复杂而艰巨的工作,为了做好设计必须注意下述各项设计基本原则:一、基本建设程序一、基本建设程序 基本建设的设计工作程序包括建设项目的决策、编制各阶段的设计文件以及配合施工、验收、总结等全过程。一个矿山的建设从资源的地质勘探到建成投产,一般要经过以下几个阶段:1)地质资源的勘探与试验研究;2)编制项目建议书;3)项目建议书批准后编制可行性研究报告和
2、设计任务书;4)可研批准后,根据可研编制初步设计;5)根据初步设计编制施工图后进行施工准备和组织施工,同时进行设备订货等工作,然后试车、验收,最后交付生产使用。二、设计必不可少的基础资料二、设计必不可少的基础资料 设计基础资料是保证设计质量的重要条件,基础资料主要包括以下:1)经上级主管部门批准的详细的地质勘探报告;2)矿石加工试验报告;3)地形测量图;4)工程地质资料:主要建构筑物及井筒和硐室的工程地质资料;5)水源地的水文地质资料;6)气象资料;7)地震资料;8)水、电、交通运输、征地、拆迁等外部协议书;9)安全、环保资料等。三、贯彻执行国家的有关方针政策三、贯彻执行国家的有关方针政策 为
3、了提高建设项目的经济效益,要根据国家的有关规定、规范和标准进行设计。四、安全生产四、安全生产 矿山的安全生产是关系到对职工生命安全负责,在建设项目的设计中对尘毒、噪音、高温等危害职工身体健康的治理措施和防止发生伤亡事故的安全措施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收投入使用。五、环境保护五、环境保护 保护和改善生活环境与生态环境、防止自然环境的破坏和污染是我国现代化建设的基本国策。设计要编制环保篇,经环保部门和其他有关部门审查批准后才能进行设计。六、节约能源六、节约能源 节约能源主要包括节约矿山用电、用油(柴油、汽油)和用煤等,这些能源折算标准煤可按下表折算。种类种类单位单位按当量折算标
4、准煤(按当量折算标准煤(KgKg)按等价值折算标准煤(按等价值折算标准煤(KgKg)电能Kwh0.12290.404汽油Kg1.47141.6186柴油Kg1.57241.7286原煤Kg0.7143七、节约土地七、节约土地 节约土地是我国的国策,设计中需珍惜和合理利用一切土地,尽量不占或少占土地。1.基本规定1.1 对工程地质、水文地质勘探工作要求:1.1.1 1.1.1 井巷工程设计应以相应级储委审查批准的详细勘探地质报告井巷工程设计应以相应级储委审查批准的详细勘探地质报告为依据,并结合矿区地质变化规律和生产工艺要求进行设计。为依据,并结合矿区地质变化规律和生产工艺要求进行设计。1.1.2
5、 1.1.2 对竖井、斜井和其他重要井巷工程,施工图设计,必须有工对竖井、斜井和其他重要井巷工程,施工图设计,必须有工程地质和水文地质勘察报告。程地质和水文地质勘察报告。1.1.3 1.1.3 凡符合下列条件之一者可不打工程地质钻孔:凡符合下列条件之一者可不打工程地质钻孔:1.已有勘探资料查明井巷工程穿过的岩层其工程地质和水文地质条件简单;2.在井筒周围25m范围内已有勘探钻孔,并有符合勘探钻孔要求的工程地质和水文地质资料;3.新设计井筒附近已有生产矿井,能判断其通过的岩层地质和水文地质情况及变化规律,并经主管部门批准。1.1.4 工程地质勘探钻孔布置及数量要求:工程地质勘探钻孔布置及数量要求
6、:1.1.坚井工程坚井工程坚井工程坚井工程 1)水文地质条件简单时,可在井筒中心或距井筒中心1025m范围内布置一个勘探钻孔;水文地质条件复杂时,勘探钻孔的数量和布置可根据具体条件确定;2)两竖井间距不大于50m时,可在两井筒间布置工程钻孔;3)为探测溶洞或施工特殊要求的勘探钻孔,可布置在井筒圆周范围内;4)在任何情况下,不应将勘探钻孔布置在井底车场巷道的上方。2.2.斜井工程斜井工程斜井工程斜井工程 1)勘探钻孔应沿斜井中心线方向布置,其数目不应少于3个。即1个在井口附近;1个在井筒中部;第3个在井底平巷连接处附近;2)一条斜井工程钻孔应布置在距井筒中心线两侧68m的平行线上;二条平行斜井距
7、离不大于50m时,钻孔应布置在两条井中间的平行线上。1.1.5 工程地质勘探钻孔的技术要求工程地质勘探钻孔的技术要求 1.钻孔深度应大于设计井深(斜井底板以下)35m;终孔直径不宜小于91mm,采用金刚石钻机钻进时,终孔直径不应小于70mm;2.垂直孔在每100m深度内,孔深误差不得大于0.2%,钻孔弯曲度的顶角不得大于1.5。斜孔的顶角不得大于3;3.工程地质勘探钻孔应采用全钻孔取芯,其岩芯采取率:在积岩与粘性土中不宜小于80%,在破碎带及软弱夹层中不宜小于65%。4.勘探钻孔均应用不低于M10水泥砂浆封孔,并设置永久性标志。1.1.6 工程地质勘探报告应提供下列工程地质和水文地质资料:工程
8、地质勘探报告应提供下列工程地质和水文地质资料:1.钻孔通过各岩石(土)层的物理、力学性质指标;通过地段的岩石种类、岩性、工程特性、风化程度、完整性划分围岩级别;2.对主要含水层提出岩层的渗透系数、涌水量及水质分析等水文资料;3.岩芯RQD值的质量指标;4.检查钻孔地质柱状图;5.井筒垂深超过600m,应提供地热、地应力变化及岩爆资料。1.2 井巷工程布置原则1.2.1 竖井、斜井、主斜坡道及主平硐的布置原则:竖井、斜井、主斜坡道及主平硐的布置原则:1.1.地面布置条件:地面布置条件:地面布置条件:地面布置条件:1)井口、硐口的标高应在历年最高洪水位1m以上,并应不受地面滑坡、岩崩、雪崩、山洪和
9、泥石流的危害;2)井口、硐口均应布置在设计的矿床开采最终移动范围以外,如条件所限必须布置在矿床开采最终移动范围以内时,应采取措施;3)井口、硐口位置应符合保护带要求,保护带宽度应按其等级确定:级为20m,级为15m,级为10m;4)井口、硐口应有足够的工业场地和施工场地,并应少占或不占良田。2.2.井下条件井下条件井下条件井下条件 1)井口、硐口应布置在矿体走向方向储量中央或靠近中央位置,使两翼可采储量基本平衡;2)统筹考虑井筒与井底车场及主要运输大巷位置,以减少井巷工程量;3)井筒应尽量避开或少穿厚大冲积层、含水沙层、强含水岩层、喀斯特溶洞、构造破碎带及采空区等;1.2.2 风井井口位置选择
10、应符合下列要求:风井井口位置选择应符合下列要求:1.进风井井口位置应避开有害物质污染区并应布置在当地常年主导风向的上风侧;2.回风井井口位置应远离居民区和生产区并应选择在当地常年主导风向的下风侧;3.有放射性矿山出风井与入风井的间距,应大于300m,从矿井排出的污风不应对矿区环境造成危害。1.3 井巷工程支护原则1.3.1 井巷工程支护设计原则:井巷工程支护设计原则:1.支护设计方法,应以工程类比法为主,必要时,可用理论验算法验算;2.支护设计应充分利用围岩自身的承载能力,改善巷道或硐室的周边应力条件,减少支护量;3.支护设计应优先采用喷锚支护,不用或少用木材支护;4.在塑性岩体中,可采用先临
11、时后永久的两次支护方法,必要时应采用监控量测的手段进行设计。5.处在流沙层、厚土层中的井筒,采用冻结法施工时,冻结段的支护应设计成内外两层的双层钢筋混凝土井壁,其中内层井壁的强度应满足外层井壁破坏后仍能确保井筒的安全,两层井壁总厚度不宜小于800mm,并应通过计算确定。1.3.2 井巷工程支护材料的强度等级要求:井巷工程支护材料的强度等级要求:1.竖井、主斜井、主平硐口、提升机硐室、装卸矿硐室及地下破碎硐室等重要工程,采用混凝土或钢筋混凝土支护,混凝土强度等级应C25;2.斜井、风井、平巷等一般工程,采用混凝土支护时,混凝土强度等级应20,采用钢筋混凝土支护,其强度等级应C25;3.当井巷工程
12、采用锚喷或喷射混凝土支护时,其混凝土的强度等级应C20;当采用混凝土预制块支护时,其强度等级应C25;4.地下硐室内的设备基础及地坪的混凝土强度等级应C20。1.3.3 竖井、斜井、通风井、平硐等主要井巷工程出口的支护,在地震烈度大于竖井、斜井、通风井、平硐等主要井巷工程出口的支护,在地震烈度大于或等于或等于7度的地区,应进行抗震验算。度的地区,应进行抗震验算。2.平巷与平硐2.1 巷道断面设计2.1.1 2.1.1 设计所需资料设计所需资料 1.巷道所处位置的地质资料;2.巷道服务年限、用途及通风、排水等方面的要求;3.运输设备类型、规格尺寸;4.巷道内的装备、管道、电缆规格尺寸及架线要求;
13、5.支护材料供应情况。2.1.2 2.1.2 有关规定有关规定 1.1.1.1.运运运运输输输输巷道安全巷道安全巷道安全巷道安全间间间间隙隙隙隙应应应应符合下表符合下表符合下表符合下表规规规规定:定:定:定:运输方式设备之间设备与支护间有轨运输300300无轨运输600胶带运输4006002.2.2.2.人行道人行道人行道人行道设设设设置置置置规规规规定:定:定:定:1)运输巷道的一侧,必须设置人行道,人行道不宜穿越运输线路;2)运输线路之间及溜口或卸矿口一侧不设人行道;3)线路中心距应保证两侧对开列车最突出部分之间的间隙不小于上表所列数值。安安 全全 间间 隙隙 (单位:(单位:mm)3.3
14、.3.3.轨轨轨轨道道道道铺设规铺设规铺设规铺设规定:定:定:定:1)钢轨的型号应与行驶车辆的类型相适应,运输巷道内同一线路应采用同一型号的钢轨,道岔的型号不得低于线路的钢轨型号;2)矿用轨枕应优先采用预制钢筋混凝土轨枕,预制混凝土轨枕不宜与木轨枕掺杂使用;3)在有电机车通行的巷道宜采用道碴道床,在大、中型矿山的主溜井装矿硐室,带式输送机运输巷道及马头门处的巷道均宜采用整体道床。无轨运输的巷道底板岩石硬度要求f4,否则应铺设混凝土,其强度等级不得低于C20。4)水平及倾角小于10的永久性路基,应铺以碎石或砾石道碴,道碴厚度不应小于90mm,轨枕埋入道碴深度不应小于轨枕厚度的2/3,道碴道床上部
15、宽度应大于轨枕长度50100mm。2.1.32.1.3平巷断面平巷断面设计设计1.1.1.1.巷道断面形状的巷道断面形状的巷道断面形状的巷道断面形状的选择选择选择选择 平巷(硐)断面形状有梯形、三心拱形、圆孤拱形、半圆拱形、马蹄形、圆形和椭圆形等,其适用条件如下表。序号序号名名 称称适适 用用 条条 件件1梯形用于围岩稳固,服务年限短,跨度小于3-4m的巷道2三心拱形断面利用率较高,适于顶压较小的巷道3圆弧拱形用于顶压小,无侧压或侧压小于顶压的巷道4半圆拱形用于顶压、侧压较大,服务年限长的巷道5马蹄形用于围岩松软,有膨胀性,顶压、侧压很大的巷道6圆形、椭圆形用于围岩松软有膨胀性,顶压、侧压很大
16、且有底压的巷道2.2.2.2.巷道断面巷道断面巷道断面巷道断面净净净净尺寸尺寸尺寸尺寸 应根据该巷道内运行车辆及通过大件的最大轮廓尺寸,运输设备间、运输设备与支护(或管线)之间的安全距离,及架线、人行道、管缆敷设等要求确定,并应按通风要求进行验算。平巷(硐)断面形状和适用条件平巷(硐)断面形状和适用条件3.3.3.3.巷道断面巷道断面巷道断面巷道断面净宽净宽净宽净宽度是运度是运度是运度是运输设备输设备输设备输设备的最大的最大的最大的最大轮轮轮轮廓尺寸、人行道廓尺寸、人行道廓尺寸、人行道廓尺寸、人行道宽宽宽宽度及有关安全度及有关安全度及有关安全度及有关安全间间间间隙相加之和。巷道隙相加之和。巷道
17、隙相加之和。巷道隙相加之和。巷道净宽净宽净宽净宽度按下式度按下式度按下式度按下式计计计计算:算:算:算:1)单轨巷道净宽:2)双轨巷道净宽:式中:B 巷道净宽度 mm a1非人行侧轨道中心到巷道墙之间的距离 mm c1人行侧轨道中心到巷道墙之间的距离 mm b 轨道中心线之间的距离 mm按以上公式计算的巷道净宽度B值,应以10mm为模数取整。3)无轨运输巷道净宽在主要运输巷道中应留有宽度不小于1.2m人行道,另一侧运输设备与巷道墙之间距离不小于600mm,两辆车对开最突出部分之间的间隙不小于500mm。在巷道转弯处,无轨运输车辆的间距必须满足安全运输的要求,此时巷道的净宽B应根据运输车辆的转弯
18、半径按下式计算确定。BR1-R2+1.2+0.5 式中:B 巷道净宽 (m)R1运输车辆弯道外半径 (m)R2运输车辆弯道内半径 (m)4.4.4.4.人行道人行道人行道人行道宽宽宽宽度度度度应应应应符合下表符合下表符合下表符合下表规规规规定定定定 运输方式或地点电机车无轨运输胶带机运输人力运输人车停车处的巷道两侧矿车摘挂钩处两侧人行道宽度8001200100070010001000 生产矿井的已有巷道人行道的宽度不符合上表的要求时,必须在巷道一侧设置躲避硐,两个躲避硐之间的距离不得超过40m。人人 行行 道道 宽宽 度度 (单位:mm)5.5.5.5.平巷弯道加平巷弯道加平巷弯道加平巷弯道加
19、宽应宽应宽应宽应符合下列符合下列符合下列符合下列规规规规定:定:定:定:1)车辆在弯道上运行时,巷道应加宽,加宽值按下表的规定。运输方式内侧加宽外侧加宽线路中心距加宽电机车运输100200200人力运输501001002)弯道加宽段应向直线段延伸,其长度应按下式计算:式中:L1延伸长度 (mm)L 车辆长度 (mm)LS矿车轴距 (mm)弯弯 道道 加加 宽宽 值值 (单位:mm)6.6.6.6.平巷高度平巷高度平巷高度平巷高度1)人力运输的平巷,其有效净高应不小于1.9m;2)采用架线式电机车运输时,平巷高度应满足滑触线悬挂高度的要求,如下表:序号序号名名 称称电压电压等等级级(V V)50
20、05005005001主要运输平巷1.82.02井下调车场、机车与人行道交点2.02.2 3)从竖井的阶段马头门或斜井的井底到运送人员车场处的架线高度,不低于2.2m;4)电机车的受电弓到巷道支护的安全距离不应小于300mm;5)用蓄电池电机车或用其他有轨运输方式时,轨面至巷道顶板支护的高度不应小于1.9m;6)无轨运输时,车辆顶部至巷道顶板支护的距离不应小于0.6m;7)当采用装配式支架时,平巷的高度应留有100mm的下沉量;滑触线悬挂高度(自轨面算起)滑触线悬挂高度(自轨面算起)(单位:(单位:m)7.7.7.7.拱形巷道拱高和拱形巷道拱高和拱形巷道拱高和拱形巷道拱高和墙墙墙墙高的高的高的
21、高的规规规规定:定:定:定:1)拱形巷道的拱高应根据岩石的稳固性,选取巷道净宽的1/2、1/3或1/4;2)拱形巷道的墙高,应按架线高度、人行道高度、安全间隙及所选拱高等因素计算确定。2.1.4 2.1.4 管管缆缆布置布置应应符合下列要求:符合下列要求:1.1.1.1.管道布置:管道布置:管道布置:管道布置:1)管道宜布置在人行道一侧,管道架设宜采用托架、管墩及锚杆吊挂。当设置多条管路时,也可将管子架设在钢支架上;2)管道与管道呈交叉或平行布置时,应保证管道之间有足够的更换空间,管子架设在平巷顶部时,不应防碍其他设备的维修和更换;3)在架线电机车运输的平巷内,管道应避免架设在平巷底板上。2.
22、2.2.2.电缆电缆电缆电缆布置:布置:布置:布置:1)动力电缆宜敷设在非人行道一侧,并保证车辆掉道时不受撞击,而且电缆坠落时,不至于掉在轨道或输送机上;2)动力电缆和通讯电缆不宜敷设在巷道同一侧,当条件限制时,应将动力电缆设置在通讯、照明电缆的下面,其间距不应小于100mm。3)电缆与风水管路平行铺设时,电缆应悬挂在管路的上方,其间距应大于300mm;4)电缆悬挂的位置应高于矿车的高度;5)高低压电力电缆敷设在巷道同一侧时,其相互的间距应大于100mm,高压电缆之间,低压电缆之间的距离均不得小于50mm。2.2 水 沟2.2.1 2.2.1 水沟布置要求:水沟布置要求:1.水沟位置宜设在人行
23、道一侧。当非人行侧有适当空间时,亦可布置;2.专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底拱的巷道以及铺设整体道床的巷道,水沟可布置在巷道中间;3.水沟应避免和少穿越运输线路;4.金属或木材支护的巷道,水沟中心线与柱腿间的距离应大于500mm。2.2.2 2.2.2 水流坡度及流速应符合下列要求:水流坡度及流速应符合下列要求:1.水沟坡度应与巷道坡度一致,不应小于3,巷道中横向水沟坡度不宜小于2,在井底车场或巷道平坡线段内,水沟坡度应按排水要求设计;2.水砂充填的矿井,运输巷道和石门的坡度宜为5;3.水沟最小流速应不使泥沙等杂物沉淀为原则,其流速不应小于0.5m/s。2.2.3 2.2.3 水沟断面
24、有对称倒梯形、半倒梯形和矩形三种,设计宜选用对水沟断面有对称倒梯形、半倒梯形和矩形三种,设计宜选用对称倒梯形。其断面尺寸应根据水沟流量、坡度、砌筑材料和断面形状等因称倒梯形。其断面尺寸应根据水沟流量、坡度、砌筑材料和断面形状等因素决定。素决定。2.2.4 2.2.4 水沟砌筑水沟砌筑应应符合下列要求:符合下列要求:1.井底车场,主要运输巷道等的永久性水沟应砌筑;2.水沟可采用混凝土现浇或片石砌筑,也可采用钢筋混凝土预制;3.如果水沟围岩坚硬,不会被矿井水腐蚀、剥落或服务年限短可不砌筑;序号支护方式流量(m3/h)净尺寸(mm)断面(m2)坡度()上宽下宽深净掘进3451不砌筑073084094
25、3602002200.060.06混凝土砌筑07809001002301802600.050.1462不砌筑7314684169941894502502800.100.10混凝土砌筑78118901361001522502203000.070.1743不砌筑1462081692401892685202803000.120.12混凝土砌筑1181571361811522022802503200.080.1954不砌筑2082832403262683655503003500.150.150混凝土砌筑1572431812802023133503003500.110.2365混凝土砌筑24331428
26、03633134054203703500.140.268注:1.表中计算均按水沟无盖板考虑。2.不砌筑的水沟壁面粗糙度n=0.020,混凝土砌筑的水沟壁面粗糙度n=0.017。对称倒梯形水沟流量规格表对称倒梯形水沟流量规格表2.2.5 2.2.5 水沟盖板水沟盖板应应符合下列要求:符合下列要求:1.主要运输巷道的水沟应设盖板;无运输设备的巷道水沟可不设盖板;2.水沟盖板的宽度应比水沟净宽加宽100mm;3.水沟盖板宜为混凝土预制板,每块质量不宜超过35kg,厚度不宜小于50mm。;2.3 平巷支护2.3.1 2.3.1 平巷支护分为临时支护和永久支护,临时支护应紧跟掘进工作面,宜采用锚喷支护,
27、平巷支护分为临时支护和永久支护,临时支护应紧跟掘进工作面,宜采用锚喷支护,并可作永久支护的一部分;永久支护形式有锚喷支护、装配式支护、整体式支护。并可作永久支护的一部分;永久支护形式有锚喷支护、装配式支护、整体式支护。2.3.2 2.3.2 选择选择支支护护形式形式时应时应符合下列要求:符合下列要求:1.当岩层坚固稳定,整体性好fkp69,跨度小于6m时,可不予支护,否则应予支护;2.应尽量采用光面爆破,并优先采用喷锚支护,不用或少用木制材料支护;3.支护形式的选择应结合理论计算和现场实际,通过工程类比等方法综合分析确定。亦可按下表选取。支支 护护 型型 式式0 0服服务务年限年限(a a)适
28、用条件适用条件不适用条件不适用条件喷射混凝土不限fkp4,裂隙等级小于或等于4大面积渗淋水或局部漏水,遇水膨胀的岩层,有较大的腐蚀介质影响,与混凝土(或砂浆)不粘结的岩层,大断层破碎带锚杆不限fkp4,裂隙等级等于或小于3即理裂隙特别发育岩层及风化松软岩层(裂隙等级为4)锚喷5fkp2,裂隙等级等于或小于4同喷射混凝土钢筋混凝土支架510fkp4,巷道宽度小于3m有动压,有膨胀性岩层整体式支护砌体5fkp4,裂隙等级等于或小于4钢筋混凝土5岩层松软,有动压极不稳定岩层注:1.裂隙等级见冶金工业建设工程地质勘察技术规范 2.fkp为岩石坚固系数 2.3.3 2.3.3 当巷道采用混凝土、混凝土当
29、巷道采用混凝土、混凝土块块及料石等整体式支及料石等整体式支护时护时,其厚度可按下,其厚度可按下表表选选取,特殊情况下取,特殊情况下应进应进行支行支护结护结构构计计算。算。巷道净宽(mm)支护厚度(mm)fkp=46fkp=3混凝土混凝土块料石混凝土混凝土块料石3000200250250250250300350025030030030030035040002503003003003504204500300350350350350420500030035042035035055003003503505500350350400注:采用混凝土块和料石支护时,壁后应充填50mm厚的混凝土层,混凝土强度等
30、级为C5C10混凝土、混凝土块、料石支护厚度混凝土、混凝土块、料石支护厚度2.3.4 当采用预制钢筋混凝土支架时,构件的混凝土强度应为当采用预制钢筋混凝土支架时,构件的混凝土强度应为C20C30,主要受力钢筋宜,主要受力钢筋宜采用采用、级,顶梁长度为级,顶梁长度为1.83.6m,其主筋直径宜为,其主筋直径宜为1020mm,立柱长,立柱长23m,支架,支架间距间距0.31.2m。梁柱结合处应加防腐木垫板或橡胶垫板。支架背面应铺设背板,背板与围。梁柱结合处应加防腐木垫板或橡胶垫板。支架背面应铺设背板,背板与围岩间应用废石充填密实,各支架间有横撑。岩间应用废石充填密实,各支架间有横撑。2.3.5 软
31、岩巷道支护原则:软岩巷道支护原则:1.根据不同类型压力,选用不同的巷道支护方法,对松动压力必须根据流变特征合理地设计支护刚度,控制支护时间和支护施工顺序;对于膨胀压力除采用与控制变形压力相同的措施外,还要特别注意预防围岩的物理化学效应。2.采用封闭暴露面、安装锚杆向岩体内注浆及壁后充填的措施改善围岩力学性质;3.采用金属可缩性支架、混凝土板块缩缝和可塑垫层等措施进行支护;4.选择合适的二次支护时间,应采用先“柔”后“刚”的二次支护。一次支护应紧跟掘进尽早安设,刚性永久支架应在掘进引起的围岩变形基本上趋于稳定时安设,宜在掘进后50d左右安设,可缩量较大的永久支架可提前到掘进后10d左右安设,并应
32、在设计巷道断面时考虑足够的变形余量。5.应避免支护构件经常拆移,反复翻修;6.必须使软岩巷道的支护尽快承载,支架的初期增阻速度应达到3kpa/mm,支架的工作阻力应不小于300kpa。7.加强对巷道底板支护,遇水崩解和膨胀的粘土岩应及时封闭,应在支架背后充填,封闭围岩。2.4 平硐硐门及硐口2.4.1 2.4.1 主平硐口必须设置硐门,硐门的结构形式应适应地形、工程地质、主平硐口必须设置硐门,硐门的结构形式应适应地形、工程地质、水文地质和硐门建筑设计要求。水文地质和硐门建筑设计要求。2.4.2 2.4.2 硐门结构设计要求:硐门结构设计要求:1.仰坡坡角至硐门墙背的水平距离不宜小于1.5m;2
33、.硐门墙顶宜高出仰坡坡角不小于0.5m;3.硐门墙与仰坡之间水沟底至支护拱顶外缘的高度不宜小于1m;4.端墙和翼墙墙后应根据水量大小布置泄水导管或排水沟。2.4.3 2.4.3 硐门硐门构造构造设计应设计应符合下列要求:符合下列要求:1.硐门翼墙高H1和墙顶最小宽度b及墙底厚度B1,可根据不同的砌筑材料确定(见下图)2.翼墙应在工程地质情况变化地段设置沉降缝;3.端墙墙顶宽度不宜小于0.5m;1.4.硐门端墙高度确定可按下式计算,见下图。2.Hh+h1+h2+h3 式中:H 端墙高 m1.h 墙基础埋深 m2.h1平硐掘进高度 m h2水沟沟底至平硐拱顶外缘高宜大于0.5m1.h3水沟深度 m
34、2.4.4 2.4.4 硐门硐门基基础设计础设计要求:要求:1.硐门端墙、翼墙基础均应设置在稳固的地层上,基底浮碴应清除干净;2.基础埋深应根据基础所处位置的地质情况而定,土质地基应埋入地面以下不小于1m,冻胀性土层应埋入冻结线以下不小于0.25m。2.4.5 2.4.5 硐门硐门的端的端墙墙、翼、翼墙设计应墙设计应按重力式按重力式挡挡土土墙墙理理论计论计算。算。2.4.6 2.4.6 平平硐硐硐硐口口设计规设计规定:定:1.当硐口位置岩层较差、破碎风化严重极易产生坍塌、顺层滑动等现象时,应延长或接长明硐;2.硐口中心线力求与地形等高线正交或接近正交,如不能满足要求时,应尽量以大角度(45)斜
35、交进硐;3.硐口边坡、仰坡的开挖高度及坡度应根据工程地质、水文地质条件确定。但最大开挖高度不宜大于15m,坡度不宜大于1:0.3。4.平硐硐口至坚硬岩层之间,必须采用砌碹支护,并应向坚硬岩层内延伸5m。5.在地震烈度为7度及以上地区,平硐硐口至坚硬岩层之间必须采用钢筋混凝土支护,并应向坚硬岩层内延伸5m。2.5 平巷交岔点2.5.1 2.5.1 一般规定一般规定 1.巷道交岔点的平面与断面设计均应符合本规范相关规定;2.交岔点的巷道断面形状应与相连巷道的断面形状相同,若交岔点相连巷道采用不同的断面形状,则交岔点的巷道断面形状应与主巷道的断面形状相同;3.交岔点的结构形式可分为柱墙式(牛鼻子)交
36、岔点和穿尖式交岔点两种,柱墙式交岔形式在各类围岩的巷道中均可使用,穿尖式交岔点一般在围岩稳定、坚硬、垮度小的巷道中使用。见下图2.5.2 2.5.2 交岔点平面交岔点平面设计应设计应符合下列要求:符合下列要求:1.1.交岔点的平面设计应根据道岔型号、运输设备、线路布置、线路最小曲线半交岔点的平面设计应根据道岔型号、运输设备、线路布置、线路最小曲线半交岔点的平面设计应根据道岔型号、运输设备、线路布置、线路最小曲线半交岔点的平面设计应根据道岔型号、运输设备、线路布置、线路最小曲线半径、巷道的外侧加宽、安全间隙等因素确定;径、巷道的外侧加宽、安全间隙等因素确定;径、巷道的外侧加宽、安全间隙等因素确定
37、;径、巷道的外侧加宽、安全间隙等因素确定;2.2.轨道运输巷道交岔点道岔处的直线段两侧的人行道和安全间隙,应在直线轨道运输巷道交岔点道岔处的直线段两侧的人行道和安全间隙,应在直线轨道运输巷道交岔点道岔处的直线段两侧的人行道和安全间隙,应在直线轨道运输巷道交岔点道岔处的直线段两侧的人行道和安全间隙,应在直线巷道正常值的基础上加宽。加宽值和加宽范围应符合下列规定:巷道正常值的基础上加宽。加宽值和加宽范围应符合下列规定:巷道正常值的基础上加宽。加宽值和加宽范围应符合下列规定:巷道正常值的基础上加宽。加宽值和加宽范围应符合下列规定:1)单开道岔直线侧的加宽值宜为200mm,分岔侧的加宽值宜为100mm
38、;2)对称道岔两侧的加宽值宜为200mm;3)道岔处双轨中心线间距加宽值:当直线为双轨,岔线为单轨时,加宽值不宜小于200mm;当直线一端为单轨,岔线为双轨时,加宽值不宜小于300mm;道岔为对称型,其加宽值不宜小于400mm。4)无道岔交岔点的双轨中心线间距应加宽,即:分岔巷道一条为直线,另一条为弯道时,加宽值不宜小于200mm;分岔巷道均为弯道时,加宽值不宜小于400mm。5)单轨巷道交岔点,巷道断面的加宽范围见下图,图中e值见下表。直直线线巷道加巷道加宽宽最小最小长长度度值值车车 辆辆 类类 型型加加宽值宽值e e(mmmm)3.0t电机车0.50.7m3矿车20007.0t电机车1.2
39、 m3固定式矿车250010.014.0t电机车4.0 m3底侧卸式矿车350020.0t以上电机车6.010.0 m3底侧卸式矿车40006)双轨巷道交岔点的双轨中心线间距和巷道的加宽范围见图4.6.2-2,图4.6.2-2(c)中,当运输设备为10t及10t以下电机车和3t以下矿车时,L值取5000mm,当运输设备为10t以上电机车和2.0m3矿车时L值取6000mm。7)无道岔交岔点双轨中心线间距和巷道断面的加宽范围见图4.6.2-3。8)交岔点弯道转弯半径应按下式确定:式中:Rmin线路允许最小曲线半径 (m)LB 车辆轴距 (m)C 系数 当行车速度V1.5m/s时,C7;V1.5m
40、/s时,C10;V3.5m/s时,C15;线路弯 道转角大于90时,C10;对于带转向架的大型车辆(如梭车、底卸式矿车等)不得小于车辆技术文件要求。2.5.3 2.5.3 交岔点柱交岔点柱墙墙、墙墙高及斜率高及斜率1.1.交岔点柱墙及墙高交岔点柱墙及墙高交岔点柱墙及墙高交岔点柱墙及墙高 1)交岔点柱墙(牛鼻子)的最小宽度,宜取500mm。2)交岔点柱墙的长度,在直线分岔巷道一侧不小于2000mm,曲线分岔巷道一侧,沿轨道中心线不应小于2000mm。3)交岔点柱墙采用砌碹支护时,其基础深度无水沟时,不应小于250mm,有水沟时,宜取500mm,且墙基掘进底面不应高于水沟掘进底面。4)在交岔点的巷
41、道断面宽度变化区段内墙高应随巷道断面宽度的增加而相应降低,降低后的墙高应符合安全规程规定的各部位安全间隙要求,降低值为200500mm。2.2.交岔点斜率交岔点斜率交岔点斜率交岔点斜率 大断面宽度B4减小断面宽度B1与B1至B4两断面之间变化段的长度L0的比值i为交岔点斜率,为方便设计和施工宜选用的斜率为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6。设计交岔点时,经计算选取与其接近的常用斜率后,应按下式算出断面变化段的水平距离L0及起点位置,再逐一计算每间隔1.0m的断面宽度。2.5.4 2.5.4 交岔点支交岔点支护护,当采用混凝土支,当采用混凝土支护时护时,其厚度宜按交岔点断面最,其厚度宜按交岔
42、点断面最宽处宽处确定;当交岔点确定;当交岔点较长时较长时,也可分段采用不同支,也可分段采用不同支护护厚度。交岔点柱厚度。交岔点柱墙处墙处均均应应用用混凝土或料石砌筑。混凝土或料石砌筑。2.6 井底车场2.6.1 2.6.1 井底车场型式,应根据矿山井筒类型、矿井生产能力、运输方式以井底车场型式,应根据矿山井筒类型、矿井生产能力、运输方式以及车场内主要硐室布置的要求等因素选择,有时需经方案比较确定。井筒距及车场内主要硐室布置的要求等因素选择,有时需经方案比较确定。井筒距运输大巷较近时,宜选用卧式环行车场,距离较远时,宜选用立式环行车场运输大巷较近时,宜选用卧式环行车场,距离较远时,宜选用立式环行
43、车场或尽头式车场。当地面出车方向受限制时,宜选用斜式车场,多水平矿车组或尽头式车场。当地面出车方向受限制时,宜选用斜式车场,多水平矿车组提升的斜井,宜选用甩车式车场,单水平箕斗或带式输送机,宜选用斜式车提升的斜井,宜选用甩车式车场,单水平箕斗或带式输送机,宜选用斜式车场。车场型式见下图。场。车场型式见下图。2.6.2 2.6.2 井底井底车场车场平面平面设计设计1.1.1.1.储车线储车线储车线储车线范范范范围围围围:1)竖井箕斗重车线:采用固定式矿车时,自翻车机进车口至连接储车线与行车线的道岔警冲标止;采用底侧式矿车时,自卸载曲轨起点至连接储车线与行车线的道岔警冲标止。2)竖井箕斗空车线:自
44、翻车机的出车口(或卸载曲轨的终点)至连接储车线与行车线的道岔警冲标止。3)罐笼井重车线:自阻车器的轮挡(复式阻车器以后轮挡为起点)至连接储车线与行车线的道岔警冲标止。4)罐笼井空车线:自对称道岔岔道(双罐笼提升时)或摇台基本轨末端(单罐笼提升时)至连接储车线与行车线的道岔警冲标止;当空车线(包括材料车线)为双线时,则进出该支线的两道岔警冲标之间的距离即储车线范围。2.2.储车线长度储车线长度储车线长度储车线长度 1)主井采用箕斗提升矿石空、重车线长度,应为1.52.0倍列车长度;当采用曲轨卸载或翻车机卸载矿车不摘钩时,空、重车线的长度为1.11.2倍列车长度。2)当采用罐笼作主副井提升时,重车
45、储车线不宜小于1.52.0倍列车长度;空车储车线不宜小于1.5倍列车长;当年产矿石30万t以下时,储车线可按1.01.5倍列车长度确定。3)副井空、重车线长度应为1.01.5倍列车长度,并应留有1530m长的材料、设备临时占用线;用人车运送人员时,应设置1520m的专用线。4)斜井提升时空、重车储车线长度宜为提升矿车组长度的23倍。若大巷采用机车运输斜井空、重车线长度应综合考虑。5)调车线的长度宜为一列车长。3.3.井筒相互位置与储车线长度的关系,当井底车场范围内有两个或两个以上的井筒相互位置与储车线长度的关系,当井底车场范围内有两个或两个以上的井筒相互位置与储车线长度的关系,当井底车场范围内
46、有两个或两个以上的井筒相互位置与储车线长度的关系,当井底车场范围内有两个或两个以上的井筒时,各井筒之间的相互位置对储车线技术布置影响很大,中央式竖井井筒相井筒时,各井筒之间的相互位置对储车线技术布置影响很大,中央式竖井井筒相井筒时,各井筒之间的相互位置对储车线技术布置影响很大,中央式竖井井筒相井筒时,各井筒之间的相互位置对储车线技术布置影响很大,中央式竖井井筒相互位置的确定较为复杂,涉及面广,设计应先确定井筒位置,再布置井底车场。互位置的确定较为复杂,涉及面广,设计应先确定井筒位置,再布置井底车场。互位置的确定较为复杂,涉及面广,设计应先确定井筒位置,再布置井底车场。互位置的确定较为复杂,涉及
47、面广,设计应先确定井筒位置,再布置井底车场。4.4.井底车场硐室及人行道布置井底车场硐室及人行道布置井底车场硐室及人行道布置井底车场硐室及人行道布置 1)主井系统硐室有推车机和翻车机硐室、卸载硐室、箕斗装载硐室及矿仓、清理井底撒矿硐室及水窝泵房等。箕斗装载硐室应布置在坚硬稳定的岩层中。2)副井系统硐室有马头门、主排水泵房、水仓及清理水仓硐室、主变电所及等候室等。水泵房与变电所应联合布置在副井井筒与井底车场连接处附近。水仓入口应设在空车线车场最低点处。3)其他硐室有调度室、医疗室、电机车库及修理间、防水门硐室、防火门硐室、消防材料库、爆破器材库等,其位置应根据线路布置和各自要求确定。2.6.4
48、2.6.4 井底井底车场线车场线路坡度路坡度设计规设计规定:定:1.1.线路坡度应根据车场形式、矿车卸载方式、调车作业以及设备配置要求,经线路坡度应根据车场形式、矿车卸载方式、调车作业以及设备配置要求,经线路坡度应根据车场形式、矿车卸载方式、调车作业以及设备配置要求,经线路坡度应根据车场形式、矿车卸载方式、调车作业以及设备配置要求,经计算确定。计算确定。计算确定。计算确定。2.2.井底车场标高应进行闭合计算,作为线路标高闭合计算的井底车场标高应进行闭合计算,作为线路标高闭合计算的井底车场标高应进行闭合计算,作为线路标高闭合计算的井底车场标高应进行闭合计算,作为线路标高闭合计算的00点,可按下列
49、点,可按下列点,可按下列点,可按下列不同情况选取:不同情况选取:不同情况选取:不同情况选取:1)当井筒提升容器采用罐座承接时,应以罐笼轨面高程为基准面;当采用摇台承接时,应以进车侧摇台轴轴点轨面高程为基准面。2)主井重车线以翻车机或卸载站进车侧轨面高程为基准面;3)斜井井底车场以副井提升竖曲线起点轨面高程为基准面。2.6.5 2.6.5 井底井底车场车场巷道断面巷道断面设计规设计规定:定:1.1.断面设计要求:断面设计要求:断面设计要求:断面设计要求:井底车场巷道断面设计的要求除与巷道断面设计要求部分相同外,尚应符合下列规定:1)井底车场采用架线式电机车运输时,架线悬挂高度自轨面算起从井底车场
50、至乘人车场不应小于2.2m;在井底车场行人的巷道内不应小于2.0m;不行人的巷道内不应小于1.9m;2)井底车场主要进风巷道的风速不宜大于6m/s;3)人行道设置宜减少垮线次数,曲线巷道宜设在内侧;4)井底车场内各种工程管线的敷设应紧凑、顺畅、合理。管道吊挂高度应在1.8m以上,且不应挤占人行道;5)井底车场内水沟宜布置在人行道侧,用混凝土浇灌,并设盖板,水沟坡度与巷道坡度一致;6)有机车行驶的巷道应铺设石碴道床。2.2.井底车场处人行道的布置要求:井底车场处人行道的布置要求:井底车场处人行道的布置要求:井底车场处人行道的布置要求:1)主井空、重车线均应设置单侧人行道,同时考虑电机车进入的范围