第9章 硐室与交岔点施工

中国矿业大学教学课件许国安井巷工程欢迎井巷工程XuGuoanCopyrightreserved!第章中国矿业大学建筑工程学院玖硐室与交岔点施工2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安3内容提要第九章硐室与交岔点施工第一节井底车场的结构组成第二节硐室的设计与施工第三节交岔点设计与施工思考题2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安4第一节、井底车场的结构组成l－主井；2－副井；3－主排水泵硐室；4－吸水小井；5－翻笼硐室；6－斜煤仓；7－箕斗装载硐室；8－清理撤煤斜巷；9－主井井底水窝泵房；10－防火门硐室；11－调度室；12－等候室；13－马头门；14－主变电所；15－管子道；16－内水仓；17－外水仓；18－机车库及修理间；19－主要运输大巷。Ⅰ－主井重车线；Ⅱ－主井空车线；Ⅲ－副井重车线；Ⅳ－副井空车线；Ⅴ－绕道。0.6～1.2Mt/a矿井环行刀式立井井底车场立体示意图井底车场是指连接矿井主要提升井筒和井下主要运输、通风巷道的若干巷道和硐室的总称。它由主要运输线路、辅助线路、硐室及交岔点组成。是矿井井下生产系统的枢纽站。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安5第一节、井底车场的结构组成1.主要运输线路（巷道）包括存车线和行车线。2.辅助线路（巷道）通往各种硐室的巷道。如撒煤清理巷及管子道等。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安6第一节、井底车场的结构组成3.硐室按所处的位置和用途可分为副井系统硐室马头门硐室11主排水泵硐室2和主变电所5水仓3和等候室等1－副井；2－主排水泵硐室；3－水仓；4－管子道；5－主变电所；6－清理水仓绞车硐室；7－配水井；8－吸水井；9－配水巷；10－水泵房通道；11－马头门。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安7第一节、井底车场的结构组成主井系统硐室翻车机（或卸载）硐室5或胶带机头硐室井底煤仓6箕斗装载硐室7清理撒煤硐室水窝泵房9其他硐室调度室11电机车库及修理间18防火门硐室10井下火药库消防材料库2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安8第一节、井底车场的结构组成1－主井；2－副井，3,4,5－胶带输送机巷；6－圆筒煤仓；7－给煤胶带机巷；8－箕斗装载硐室；9,10－轨道运输大巷；11－副井重车线；12－副井空车线；13－清理撒煤硐室；14－副井清理斜巷；15－主变电所；16－主排水泵硐室；17－水仓；18－调度室；19－机车修理间；20－等候室；21－消防材料库；22－管子道。大巷用胶带输送机运煤的井底车场（当前主流）2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安9第一节、井底车场的结构组成目录4.交岔点2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安10Tothenextsection2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安11第二节、硐室的设计与施工一、硐室的设计（详见教材）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，根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，再根据这些设备的尺寸，安装、检修和安全运行的间隙要求以及硐室所处围岩稳定情况，确定出硐室的规格尺寸和支护结构。有些硐室还要考虑防潮、防渗、防火和防爆等特殊要求。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安12第二节、硐室的设计与施工二、硐室的施工硐室特点断面大、长度短，进出口狭窄，服务年限长，工程质量要求高，一般要求防水、防潮、防火等性能。硐室周围井巷工程多，因而硐室围岩的受力情况复杂，硐室支护困难。安装机电设备时，需要浇筑设备基础，预留管缆沟槽及安设起重梁等。硐室分类水平硐室倾斜或垂直硐室（煤仓）2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安13第二节、硐室的设计与施工水平硐室的施工1.全断面施工法适用于围岩稳定、断面高度小于5m的硐室。2.分层施工方法正台阶工作面（下行分层）施工法分层高度2～3m（why？），也可按拱基线分层分层错距2～3m。（why？上分层出矸、钻眼）优点：施工方便，利于顶板维护。缺点：使用铲斗装岩机时，上台阶要人工扒矸；上下台阶工序配合要求严格。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安14第二节、硐室的设计与施工倒台阶工作面（上行分层）施工法优点：不必人力扒矸，爆破条件好，施工效率高。缺点：上分层施工不便，下分层需要架设临时支护。适用条件稳定或中等稳定的围岩，掘进断面较大的硐室。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安15第二节、硐室的设计与施工3.导硐施工法导硐方法中央下导硐施工法顶部导硐施工法两侧导硐施工法特点减少围岩的暴露面积和时间，施工安全，易于维护。步骤多、效率低、速度慢、工期长、成本高等。适用条件用于围岩稳定性差、断面积特大的硐室。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安16第二节、硐室的设计与施工硐室施工方法的选择，主要取决于硐室的断面大小和围岩的稳定性。顶部导硐法施工2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安17第二节、硐室的设计与施工垂直硐室（煤仓）的施工煤仓基本情况煤仓位置主井井底、采区下部车场。煤仓形式垂直煤仓——圆形断面；倾斜煤仓——拱形断面，55°~70°。煤仓支护混凝土浇注，壁厚300～400mm。施工步骤先自下向上开凿小反井，而后自上向下刷大到设计断面，最后自下向上砌筑仓壁。施工方法就反井施工方法而言，有普通反井法、吊罐反井法、深孔爆破法和反井钻机法等四种。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安18第二节、硐室的设计与施工1．开凿反井普通反井法木盘（5~7m2）自下而上随掘架设。吊罐反井法在煤仓顶部煤仓中心钻绳孔(φ＞130mm)；下放钢丝绳到煤仓底部平巷并挂上吊罐；工人在保护伞下的吊罐上进行作业。木盘分隔成矸石间，提升间和梯子间。有断绳卡罐和过卷危险2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安19第二节、硐室的设计与施工深孔爆破法钻直径89mm通孔（周边装药孔与中心空孔）；装药爆破：一次装药分段起爆,中心孔吊两挤压抛渣钢弹(φ89×500mm钢管,装药1.2kg)，放在每段的上部。反井钻机法上行扩孔法：钻机在反井上部水平，先由上而下钻导向孔（φ216～311mm），再由下而上扩大，最后爆破拆除剩下的2.0m岩柱。下行扩孔法（一般不用）：钻机在反井的下部水平，先由下向上钻导向孔，再自上而下扩大断面。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安20第二节、硐室的设计与施工2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安21第二节、硐室的设计与施工2．自上而下刷大断面施工准备：上部作锁口，在其上安装封口盘，在硐室顶部安装工字钢梁并架设提升天轮，利用绞车和吊桶上下机具和下放材料。人员沿软梯上下。采用压入式通风。施工步骤：钻、爆、漏装、运、支。1－封口盘；2－提升天轮；3－提升绞车；4－风筒；5－吊桶；6－铁篦子孔盖；7－φ1.2m的反井；10－装载机；9－钢丝绳软梯。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安22第二节、硐室的设计与施工目录3．永久仓壁的砌筑①固定漏斗座的位置；②砌筑大巷拱碹；③砌筑煤仓底部圆锥形部分；④砌筑煤仓壁；⑤拆模板。1－胶带输送机机头硐室；2－封口盘；3－配煤硐室；4－煤仓；5－软梯；6－手动葫芦；7－滑模；8－滑模辅助盘；9－给煤漏斗；10－给煤机硐室；11－装载胶带输送机硐室；12－钢丝绳。滑模砌壁示意图2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安23Tothenextsection2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安24第三节、交岔点设计与施工2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安25第三节、交岔点设计与施工一、交岔点类型（按结构形式分）牛鼻子交岔点（柱墙式交岔点）较穿尖式交岔点工程量大，施工时间长，但具有受力条件好，容易维护等特点，在各类围岩的巷道中均可使用。象鼻子交岔点（穿尖交岔点）工程量小，施工时间短，通风阻力小，设计简化。但拱部承载能力小、仅适于围岩坚硬、稳定，跨度小的巷道。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安26基本轨接头基本轨牵引拉杆转辙机构岔尖曲线起点转辙中心曲线终点插入直线翼轨岔心辙岔岔心角侧轨轴线警冲标直轨轴线辙岔轴线护轨第三节、交岔点设计与施工二、窄轨道岔（道岔的类型与尺寸是设计交岔点的重要依据之一）道岔的作用把巷道交岔处的轨道相互衔接起来，使车辆能由一条线路转驶到另一条线路。道岔的构造道岔基本组成部分有：基本轨、岔尖、转辙机构、转辙曲线、护轨、辙岔（岔心和翼轨）等。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安27第三节、交岔点设计与施工岔尖作用是引导车辆向主线或岔线运行。辙岔作用是保证车轮轮缘能顺利通过。由岔心和翼轨焊接钢板而成。辙岔岔心角α（简称辙岔角）为两轨道轴线间的夹角。用其半角余切的1/2表示辙岔号码M，M越大，α角越小，道岔曲线半径R和曲线长度就愈大，车辆通过时就愈平稳。护轮轨是防止车辆在辙岔上脱轨而设置的一段内轨。转辙器作用是摆动岔尖。警冲标是表示道岔附近可以安全停车的最近标志点。即只要车辆停在一条轨道的警冲标之外，另一条轨道上的车辆就能安全通过道岔而不会撞车。另外警冲标也常作为运输线路划分区间的标志。1cot22M2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安28第三节、交岔点设计与施工道岔的类型与型号道岔的类型单开道岔（DK）对称道岔（DC）渡线道岔（DX）道岔的型号道岔的编号：DK615—4—12，DC618—3—12等。轨距：600mm、762mm（不用）、900mm。轨型：15、22、30、38和43kg/m。辙岔号码：2、3、4、5、6、7、8和10号。曲线半径：6、9、12、15、20、25、30、40、50、70m。（a）单开道岔（b）对称道岔（c）渡线道岔―转辙中心至道岔起点的距离；―转辙中心至道岔终点的距离；―道岔长度。baL2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安29第三节、交岔点设计与施工道岔选择的原则①与基本轨距相适应；②与基本轨型相适应（与基本轨同级或高一级的道岔型号，不许采用低一级的道岔）；③与行驶车辆的类型相适应（多数标准道岔允许机车通过，少数曲线半径≤9.0m，辙岔角≥18º55`30``只允许矿车通过）；④与行车速度相适应（多数在1.5～3.5m/s之间，少数≤1.5m/s）。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安30第三节、交岔点设计与施工三、交岔点设计（详见教材）包括平面尺寸设计、中间断面尺寸设计、断面形状选择、支护设计、工程量与材料消耗量计算等。四、交岔点施工方法稳定岩层采用全断面一次成巷的施工方法，随掘随支，或掘后一次支护。中等稳定岩层交岔点变断面部分起始段仍可采用全断面一次成巷施工，而在断面较大处，为了使顶板一次暴露面积不致过大，可先将一条巷道掘出，并将其边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚30~50毫米的混凝土（岩石条件差时，可加打锚杆）作临时支护，然后回过头来再刷帮、挑顶和支护。2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安31第三节、交岔点设计与施工稳定性较差的岩层先掘砌好柱墙再刷砌扩大断面部分。稳定性差的松软岩层导硐法施工。先掘砌柱墩再刷砌扩大断面的施工顺序a－正向施工法；b－反向施工法掘支2m掘支2m掘支2m交岔点导硐法施工顺序a－正向施工法；b－反向施工法目录2019/8/11第九章硐室与交岔点施工许国安32思考题1.井底车场由哪几部分组成？有哪些线路？2.主、副井系统分别有哪些硐室？3.硐室的特点是什么？有几种硐室施工方法？适于何等条件？4.煤仓有哪几种形式？如何施工垂直煤仓？5.交岔点的结构有哪两种？简述各自的特点及适用条件？6.解释道岔编号DK615—4—20的含义？7.交岔点有哪几种施工方法？目录20