井巷工程_第8章硐室及交岔点设计.pdf

1 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 井巷工程井巷工程 第八章第八章硐室及交岔点设计硐室及交岔点设计 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 2 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 第二节井下主要硐室设计 第三节硐室施工 第四节 平巷交岔点设计与施工 第八章硐室及交岔点设计第八章硐室及交岔点设计 第一节概述 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 3 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 第一节概述 硐室是井底车场的重要组成部分。硐室是井底车场的重要组成部分。 一、主井系统硐室一、主井系统硐室 1.推车机、翻车机硐室或卸载硐室推车机、翻车机硐室或卸载硐室 2.煤仓煤仓 3.箕斗装载硐室箕斗装载硐室 4.主井清理撒煤硐室主井清理撒煤硐室 5.井底水窝水泵房井底水窝水泵房 1.马头门马头门 2.中央水泵房和变电所中央水泵房和变电所 3.管子道管子道 4.水仓水仓 5.井底水窝水泵房井底水窝水泵房 二、副井系统硐室二、副井系统硐室 1.调度室调度室 2.电机车库及电机车电机车库及电机车 修理间硐室修理间硐室 3.防火门硐室防火门硐室 三、其他硐室三、其他硐室 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 4 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 5 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 第二节井下主要硐室设计第二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围岩稳定 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 6 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 一、箕斗装载硐室与井底煤仓的设计一、箕斗装载硐室与井底煤仓的设计 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 小的倾斜煤仓直接连接的布置形式（图8- 1）； 大型矿井，多采用一个直立煤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，往往采用多个直立煤仓通过一条或两条 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）。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 7 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 8 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 9 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 10 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 箕斗装载硐室箕斗装载硐室 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 ； PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 11 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 12 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 13 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 14 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 15 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 4箕斗装载硐室的支护箕斗装载硐室的支护 箕斗装载硐室的支护，有素混凝土支护及钢筋混凝土 支护两种。其支护厚度取决于硐室所处围岩的稳定性和地压 的大小。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 16 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 17 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 井底煤仓设计井底煤仓设计 1煤仓的形式及断面形状 倾斜煤仓 直立煤仓 随着矿井开拓布置的改革， 出现了水平煤仓。 煤仓的断面形状有圆形、矩形及 半圆拱形等三种。 2容量计算 16 2 . 115. 1 d h Q Q××= Qd矿井平均日产量； 1.15为矿井生产不均衡系数； 1.20提升能力富裕系数； 16每日提升时间，h。 3煤仓支护 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 18 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 二、推车机翻车机硐室与卸载硐室二、推车机翻车机硐室与卸载硐室 推车机翻车机硐室推车机翻车机硐室 1硐室的位置 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 19 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 推车机推车机 翻车机翻车机 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 20 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2硐室的形式与布置硐室的形式与布置 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。 非通过式右侧进车 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 21 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3硐室断面形状及支沪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2430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100200厚。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 22 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 卸载硐室的设计卸载硐室的设计 1卸载卸载站站的的结构结构 i= 2%0 1 2 3 7 4 5 6 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- 支承托辊 8- 支承钢梁 8 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 23 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2卸载原理 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 24 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3硐室的布置形式硐室的布置形式 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。 4硐室尺寸硐室尺寸确定确定 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 25 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 马头门马头门通常指通常指副井井副井井筒筒与井底车场与井底车场连接连接部分的一部分的一段段断断 面面扩大扩大部分的部分的巷巷道道，是副井系统的主要硐室是副井系统的主要硐室之之一。一。 三、副井马头门三、副井马头门 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 26 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 马头门形式马头门形式 双双面面斜顶斜顶式式（a） 双双面面平顶平顶式式（b） 马头门马头门平平面尺寸面尺寸 马头门马头门平平面尺寸面尺寸包括长包括长度和度和宽宽度。度。 马头门的马头门的长长度度通常指通常指井井筒两侧对称筒两侧对称道岔道岔基本轨起基本轨起点点之之间的间的 距离距离。 马头门的马头门的宽宽度度，主要主要取决于取决于井井筒筒装装备备及及选用选用的的罐笼罐笼布置布置方方 式和式和两侧人行两侧人行道道宽宽度。度。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 27 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 1马头门长度的确定 feecbbaL2+= 2马头门宽度的确定 B=S+2A PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 28 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 29 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3马头门马头门高高度的度的确定确定 tgWLH=sin min 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,W=0.9D ; D井筒净直径，m； 下放材料时，材料与水平面的夹 角，其值按下式计算： 3 arccos L W = 4马头门断面形状及支护马头门断面形状及支护 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 30 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 四四、中央水泵房的设计、中央水泵房的设计 中央水泵房中央水泵房由由泵房主泵房主体体硐室、硐室、配配水井、水井、吸吸水井、水井、配配水水巷巷、 管子道及管子道及通通道组成。中央水泵房和水仓道组成。中央水泵房和水仓构构成成了了中央中央排排水系统水系统。 吸入吸入式中央水泵房设计式中央水泵房设计 1泵房的泵房的位位置置 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 31 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2配配水井、水井、配配水水巷巷和和吸吸水井的布置水井的布置 配水井、配水巷和吸水井构成配配水系统水系统 。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 32 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3主主体体硐室的设硐室的设备备布置布置 1）水泵 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 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 33 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 4.主主体体硐室尺寸的硐室尺寸的确定确定 1）硐室长度的确定 4321 ) 1(llnlnlL+= 1）硐室长度的确定 2）硐室宽度的确定 321 bbbB+= 3）硐室高度的确定 87654321 hhhhhhhhH+= 4）设备基础的尺寸 BL G h Q = 2 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 34 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 5主主体体硐室断面形状及支护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管子道与管子道与通通道设计要道设计要求求 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 35 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 压入压入式水泵房的设计式水泵房的设计特特点点 潜潜水泵水泵房水泵水泵房(泵井泵井) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 36 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 五五、水仓设计、水仓设计 水仓的水仓的位位置与布置形式置与布置形式 1水仓的水仓的位位置置 2水仓的布置形式水仓的布置形式 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 37 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 水仓水仓容量容量、长长度和断面尺寸的度和断面尺寸的确定确定 1容量容量的的确定确定 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， 0 8QQ= 容 Q容主要水仓的有效容量，m3； Q0矿井正常的涌水量，m3/h； 2）当矿井正常涌水量大于1000m3/h时 00 4)3000(2QQQ+= 容 2长长度和断面的度和断面的确定确定 水仓的长度可按下式计算： S Q L 容 = PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 38 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 水仓水仓纵纵断面的计断面的计算算 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=0.0010.002的坡度。斜向竖曲线半径R取912m。 3斜巷倾角=1820°为宜。 4曲线半径R，一般取为912m。 5水仓终点的底板标高最多只能比水泵房底板标高低4.55.0m，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 2 tan Ri PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 39 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 水仓的纵断面参数可按下式计算： l水仓终点A与水仓最低点B的高差 ctg i ctgHtgRL h + = 1 2 1 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=912m； 清理斜巷的倾角，一般为820°； i水仓的坡度，一般为0.0010.002； H水仓的起点与终点的标高差，m。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 40 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 水仓起点C与水仓最低点B的水平投影长度 ctghHl+=)( 12 水仓断面形状及支护 ctgi ctgHtgRL l + = 1 2 1 水仓终点A与水仓最低点B的水平投影长度 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 41 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 第二节硐室第二节硐室施工施工 一、硐室一、硐室施工特施工特点点 1硐室的断面大而且变化多， 长度则比较短，使得大 型施工机械在此难以施展。 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 42 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 二、硐室二、硐室围岩围岩的的稳定性稳定性分分析析 1硐室硐室围岩稳定性围岩稳定性的的力力学分学分析方法析方法 当围岩应力围岩应力没有超过岩体岩体的的强强度度时，围岩处于弹性变形 阶段，围岩是稳定的；当围岩应力超过岩体强度时，围岩开 始破坏失去稳定性。 根据莫尔强度理论各向同性均质岩体的不稳定条件： sin 2 31 31 + ctgc 剪切面与最大主应力的夹角为： 2 90 + = 岩体具有结构面时，其破坏取决于结构面的产状特征， 此时不稳定的条件为: 0cos)cos(sin)sin(cos 111311 +c c1结构面的摩擦角。1结构面的摩擦角。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 43 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2硐室硐室围岩稳定性围岩稳定性的的地质地质分分析方法析方法 1）产）产状状平缓平缓的的薄层薄层或与中或与中厚层相厚层相间间存在时，顶板处存在时，顶板处的的薄薄 层极易塌落（图层极易塌落（图8- 31）。如果垂直如果垂直于层于层面的节理面的节理发育更会发育更会扩扩 大塌落大塌落的的范范围（图围（图8- 32）。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 44 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 如岩层由平缓变为倾斜产状时，在垂直于层面的节理作 用下，顶板塌落的范围变大，此时还可能引起两帮岩体的塌 落（图8- 33） 。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 45 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 以上几种以上几种塌落方塌落方式式取决取决与与层层面的面的连结强连结强度和节理的度和节理的发发 育育 程程度。度。根据根据层层面、节理面、节理情况可以圈情况可以圈定定不不稳定岩体稳定岩体的的大大致范致范 围，围，一一般来说这类般来说这类岩体岩体尚属尚属稳定，稳定，只只要要施工施工注意注意，并并及及时时 支支 护护，就不会引就不会引起围岩起围岩的的过多过多塌落塌落。在在这类这类岩层岩层中中采采用用锚喷锚喷 支支 护是护是很有效很有效的。的。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 46 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2）平缓厚层状岩体在构造应力作用下水平面上山现X 型节理或断裂的情形（图8- 34）。 平缓岩层发展到倾斜状态时，沿平面X型断裂还会发育 一组张性断裂，其走向大体上与硐室轴线平行，在侧面也还 会产生X型断裂，其走向大体上与硐室轴线垂直(图8- 35)。 从以上两种情况可以看出硐壁、特别是硐顶分离体是否出现 以及可能出现的形状等均取决于构造节埋的延展性，连续性和密 集程度。延展大、连续性强的断层和大型裂隙对硐室围岩隐定性 的影响极为显著，它往往是硐室失稳的主要原因。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 47 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3）断断层层破碎带破碎带及其及其它它大大型软弱型软弱结构结构面面一一般般容易容易形成形成高高的的 塌落塌落拱拱。 结构结构面的面的走向走向与硐室与硐室轴向轴向平行平行或或接接近近平行时，两平行时，两条倾向条倾向 相相反反、连连续续性强性强的断的断层层或或裂隙将裂隙将形成形成“”型型塌落塌落拱拱（8- 36）。 两两组组高高倾角裂隙倾角裂隙或断或断层层虽不虽不相相交、交、但被另但被另一组一组缓缓倾角倾角的的 结构结构面所面所穿割穿割时，时，可可能形成能形成不同不同形状的形状的“”形形塌落塌落拱拱(图图8- 36) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 48 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 4）两组倾向相反的结构面互相切割在拱顶也会出现分 离体，但因裂隙不互相贯通，故限制了它的发展。塌落拱的 高度与裂隙面的紧密程度有关。这种顶板局部落石的破坏方 式，在硐室中是大量出现的(图8- 37)。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 49 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 5） 硐壁的滑移也是造成硐室失稳的原因之一，其稳 定性主要受高倾角的软弱结构面所控制。图8- 38所示的是硐 壁岩体在两组裂隙作用下所出现的分离体的形状。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 50 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 以地质分析为基础的硐室围岩稳定性的判断方 法，适用在岩体强岩体强度度由结构由结构面及其组面及其组合关合关系所系所决定决定 的的坚硬坚硬岩体岩体。 对对软弱软弱岩体岩体或或经受经受强强烈烈地质构地质构造运动作造运动作用用的的破破 碎碎岩体，由于岩体本岩体，由于岩体本身身强强度度不不高，结构高，结构面的面的作作用用已已 居居于于次次要要地位地位，决定此种岩体的变形和破坏特征可 按散体介质处理。通常岩石f23时，即可视为软 弱岩体。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 51 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3围岩围岩松动圈松动圈支护理支护理论论对围岩对围岩的的稳定性稳定性分分析析 巷巷道道开挖后开挖后，围岩，围岩受受力力状状态态由由三三向向变成变成了了近似近似两两向向，造造 成成岩岩石石强强度度较较大大幅幅度度地地下下降降。如果如果围岩围岩中中集集中的中的应力应力值小值小于于 下下降降后后的的岩岩石石强强度度，围岩处于，围岩处于弹塑弹塑性性状状态态，围岩，围岩自自行稳定行稳定， 不不存在存在支护支护问题；问题；如果如果相相反反，围岩，围岩将发将发生生破破坏坏，这种破这种破坏从坏从 周边逐渐周边逐渐向向深深部部扩扩展展，直直至达到新至达到新的三的三向向应力平应力平衡衡状状态态为为 止止，此此时围岩时围岩中中出现出现了了一一个个破裂带破裂带 。把把这这个个由于应力由于应力作作用产用产 生生的的破裂带破裂带称称为为围岩围岩松动圈松动圈。 用围岩用围岩松动圈松动圈的的实测数值实测数值确定确定硐室的支护硐室的支护参数参数，则则称围称围 岩岩松动圈松动圈支护理支护理论论。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 52 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 53 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 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040之间的，属稳定围岩 围岩松动圈在40100之间的，属较稳定围岩； 围岩松动圈在100150之间的，为一般围岩； 围岩松动圈在150200之间的，属不稳定围岩； 围岩松动圈在200300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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 54 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 三、硐室三、硐室施工方法施工方法 全全断面一断面一次次掘进掘进法法 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45m为宜。 台阶台阶工工作作面面施工法施工法 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23层，每层的高度 以1.82.0m为宜，最大不要超过3m。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 55 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2倒台阶倒台阶工工作作面面(上上行行分分层层)施工法施工法 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 56 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 导导硐硐施工法施工法 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。 1中央下中央下导导硐硐 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）。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 57 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 2两侧两侧导导硐硐施工法施工法 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)。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 58 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 3顶顶部部导导硐硐施工法施工法 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7。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 59 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 四四、与井、与井筒相连筒相连的主要硐室的的主要硐室的施工施工 马头门的马头门的施工施工 1当井筒掘进到马头门上方510m 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。 1 2 3 44 10 5 6 7 8 99 1 10 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 60 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 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。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 61 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 箕斗装载硐室箕斗装载硐室施工施工 1箕斗装载硐室与井筒同时施工 2箕斗装载硐室在井筒掘砌全部结束后进行施工 3箕斗装载硐室和地面永久建筑工程平行作业施工 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 62 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn 第第四四节节平巷平巷交岔点设计与交岔点设计与施工施工 一、交岔点的类型 交岔点是指巷道相交或分岔的地点，其类型如图所示。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 63 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐学锋能源学院 徐学锋 13782896698 xxfhpu.edu.cn PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 www.fineprint.cn 64 第页 2013- 03- 04 能源学院 徐