【導讀】阜新王營子煤礦巷道。施工組織設計與概預算

　　

【正文】 修的難易程度，裝載機與其他設備的配套，裝載機的造價和效率等因素。鏟斗側卸式裝載機鏟取能力大，生產(chǎn)效率高，對大塊巖石、堅硬巖石適應性強；履帶行走，移動靈活，裝在寬度大，清底干凈；操作簡單省力，適用于 12 ㎡以上的雙軌巷道。因 此，王營子煤礦采用鏟斗側卸式裝載機 裝巖效率 裝巖效率指標是 m/（臺班）。單從巷道經(jīng)濟效果分析，這兩項指標越高，成本越低。從組織觀點出發(fā)，工作面同時工作內容越單一，相互干擾越少，效率越高。在裝巖工作時，根據(jù)具體要求采取下列不同措施提高裝巖效率： 1)積極推廣和研究裝巖、運輸機械化作業(yè)線，不斷提高裝載機工時利用率，縮短循環(huán)中的裝巖時間。 2)做好爆破工作。當巖石的塊度均勻、適宜、堆放集中，底板平整時，裝載機的效率較高。 3)加強裝巖調車的組織管理工作，保證重車及時推出，空車的及時到位。 阜新王營子煤礦巷道施工組織設計與概預算 4 巷道圍巖壓力計算 巷道頂壓、側壓、底壓的計算 我國有關部門推薦的圍巖壓力計算方法，是以工程模擬法為基礎，統(tǒng)計分析了我國數(shù)百公（鐵）路隧道的塌方調查資料，統(tǒng)計出圍巖豎直均布壓力計算公式。我國《公路隧道設計規(guī)范》認為，Ⅳ～Ⅵ級圍巖中深埋隧道圍巖壓力為松散荷載時，其垂直均布壓力可按下列公式計算，即 q= 2s1 ? ω 式中 q垂直均布壓力； s圍巖級別； ? 圍巖重度； ω 寬度影響系數(shù)，ω =1+i（ B5）； B隧道寬度； iB 每增加 1m 時的圍巖壓力增減率，以 B=5m 的圍巖垂直均布壓力為準，當 B﹤ 5m 時，取 i=； B﹥ 5m 時，取 i=。 王營子煤礦運輸大巷，深度為 450m，Ⅳ級圍巖。重度 r為 22KN/m3，隧道寬度 。則由上式得 q= 241 22 =。即為頂壓。 水平均布壓力按下表確定 表 41圍巖水平均布壓力（ kn/m2） Table 41 surrounding rock stress level of cloth 圍巖級別 ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 水平均布壓力 0 ﹤ （ ～ ）q （ ～ ） q （ ～ ） q 可知，水平均布壓力為（ ～ ） 即 ～ kN/m2。即為側壓。 底壓的計算根據(jù)普氏公式 XXX 大學畢業(yè)設計論文 底壓 N=???????? ?24539。00 1dtgD ? D0= ? ????????? ?????????? ??24522452239。02039。020xx 11 dd tgXtgXhX ???? 式中 N———— 沿巷道 軸線每米巷道之底壓值， kN/m； D0———— 兩側圍巖對同一側圍巖產(chǎn)生的壓力差， kN/m； ? ———— 圍巖重度， kN/m3； X0————???????????????????245124539。0439。04011ddtgtgh?? h0———— 換算高度，為 ； 39。1d?———— 底板圍巖內摩擦角， 26176。； 經(jīng)計算 X0=040040263 .4 ta n 4 52261 ta n ( 4 5 )2??????????= D0= ? ? 002 0 2 02 2 0 . 6 1 2 6 2 2 0 . 6 1 2 62 3 . 4 0 . 6 1 4 5 4 52 2 2 2tg tg? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? =。 N= tg（ 45027176。247。 2） =。 圍巖破碎半徑的計算 根據(jù)彈塑性理論計算公式，圍巖破碎半徑為 Rp=?? ? c os?? CH Hr 式中 r———— 巷道半徑， ； H———— 巷道埋深， 450m； ? ———— 圍巖容重， 22kN/m3； C、 ? ———— 圍巖粘結強度和內摩擦角，分 別為， ， 260； 阜新王營子煤礦巷道施工組織設計與概預算 經(jīng)計算得 Rp=02 2 4 5 01 . 8 0 2 2 4 5 0 0 . 2 c o s 2 6?? ? ? ?=。 5 巷道支護設計 ，在開挖后需要用結構物對開挖的巷道進行必要的支護，實踐證明煤礦巷道需要支護的情況占了絕大多數(shù)，因此支護是巷道施工的一個主要的工作支護的本質就是維護巷道圍巖使其在服務期間保持穩(wěn)定，具有需要的空間。 王營子煤礦巷道支護形式采用錨噴支護形式。 錨桿支護是把一些材料如鋼、木、竹等加工成桿狀安裝于圍巖之中，通過桿件與圍巖的結合來提供力，以保證圍 巖的穩(wěn)定的一種支護形式。噴射混凝土則是在圍巖表面噴射混凝土，待混凝土快速凝固之后而形成支護的一種支護形式。錨桿支護和噴射混凝土支護雖各有優(yōu)點，但是也有不足之處。錨噴聯(lián)合支護恰能使二者取長補短，是一種性能更好的支護形式。錨桿與其穿過的巖體形成承載加固拱，噴射混凝土層的作用則在于封閉圍巖，防止風華剝落，和圍巖結合在一起，能對錨桿間的表面巖石起到支護作用。 支護參數(shù)選擇與計算 錨桿長度 錨桿的長度 L 由錨桿錨固段長度 L軟弱巖層厚度或冒落拱高度 H 及錨桿外露長度L2三部分組成，即 L=L1+H+L2 XXX 大學畢業(yè)設計論文 圖 51按懸掛理論設計錨桿支護參數(shù) Figure 51 press suspension design theory bolt support parameters 錨桿錨固段長度 L1 通過拉拔試驗確定，為 ；錨桿外露長度 L2為 。軟弱巖層的厚度 H=。 因此，錨桿長度 L=++= 錨桿桿體直徑 錨桿桿體直徑根據(jù)桿體承載力與錨固力等強度原則估算， 然后按照直徑為14,16,18,20,22mm 等規(guī)格來選取。估算式為 d=tQ? 式中 d———— 錨桿桿體直徑， mm； Q———— 設計的錨固力， 60KN； t? ———— 桿體材料抗拉強度， 140MPa。 Q為 55KN， t? 為 。 經(jīng)過計算得 d= 60140 =，因此選用錨桿桿體直 徑為 24mm。 阜新王營子煤礦巷道施工組織設計與概預算 錨桿間、排距 表 51不同類型圍巖巷道和硐室錨噴支護參數(shù) 圍巖分類 錨噴參數(shù) 服務 10a 以上 凈跨＜ 3m 凈跨 3～ 5m 凈跨 5～ 10m 噴混凝土厚度 錨桿 噴混凝土厚度 錨桿 噴混凝土厚度 錨桿 類別 名稱 錨深 間距 錨深 間距 錨深 間距 Ⅰ 穩(wěn)定巖層 10～20 20 ～30 Ⅱ 穩(wěn)定性較好巖層 50 ～70 70～ 100 100 ～120 50 ～ 70 1400～ 1600 800 ～1000 Ⅲ 中等穩(wěn)定巖層 70 ～100 120 ～150 100 ～120 1600～1800 600 ～800 50 ～70 1400 ～1600 800 ～1000 70 ～100 1600 ～1800 800 ～1000 Ⅳ 穩(wěn)定性差巖層 70 ～100 1400 ～1600 600 ～800 100 ～120 1600 ～1800 600 ～800 120 ～150 1700～20xx 600 ～800 Ⅴ 不穩(wěn)定巖層 100～120 1600～1800 600～800 125～150 1800～20xx 600 150 ～200 20xx～2200 500 ～600 加網(wǎng) 加網(wǎng) 錨桿間距和排距可根據(jù)每根錨桿懸吊的巖石重量確定，即錨桿懸吊的巖石重量大于（等于）錨桿的錨固力，按照間、排距相等原則排列，即 a=HKQ? 式中 a———— 錨桿間、排距， m； K———— 錨桿安全系數(shù)，取 K=； ? ———— 巖體重力密度， 22KN/m3。 XXX 大學畢業(yè)設計論文 計算得 a= 80 22 ??= 根據(jù)上述計算，并且結合 51表 王營子礦巷道圍巖等級為Ⅳ級，途徑的巖石堅固系數(shù)為 f=4～ 6 服務年限在 20a，所以根據(jù)上表 根據(jù)地壓理論，巷道的凈寬 3600mm，穿過的巖石為Ⅳ級圍巖堅固系數(shù) 4～ 6 屬于中等穩(wěn)定兼有不穩(wěn)定巖石的軟巖，并且服務年限于 20a 確定錨桿長度為 米方形布置，其間距 ，選用錨固可靠、錨固力大的樹脂錨桿，桿體為直徑 24mm 的螺紋鋼 噴射混凝土的主要參數(shù) （ 1）工作風壓。工作風壓是指正常噴射作業(yè)時，噴射機工作室里的風壓。工作風壓將直接影響回彈率與混凝土噴層質量。風壓與混凝土強度、回彈率之間的關系如圖 51所示； 302010 608010012 圖 51工作風壓與回彈率和強度關系 底面是工作風壓 /MPa，左面是回彈率 /％，右面是噴混凝土抗壓強度 /％ 1—— 工作風壓與回彈率的關系曲線 2—— 工作風壓與強度的關系曲線 在施工過程中輸料管長度增加時，工作風壓也要適當加大。在對于罐式和轉子式干式噴射機水平輸料在 200m 以內時，工作風壓 =+ 輸料管長度 （ 2）水壓。水壓比風壓大 左右，以利于水環(huán)噴出的水能充分濕潤瞬間通過噴頭的拌合料。 （ 3）水灰比。水灰比適宜在（ ～ ），噴層表面平整、潮潤光澤、黏塑性好、密實。如圖 52所示 阜新王營子煤礦巷道施工組織設計與概預算 底面是水灰比，左面是回彈率 /％， 608040200. 3 0. 60. 5 0. 7152025303512 圖 52 水灰比與回彈率和混凝土強度關系 1— 水灰比與回彈 率的關系 2— 水灰比與混凝土強度的關系 （ 4）噴頭與受噴面的距離與傾角 噴頭距受噴面的距離以 ～ 為宜。噴頭與受噴面垂直時，回彈率低。因此，距離為 ，傾角為 90176。 （ 5）一次噴射厚度 若一次噴射厚度過大，由于重力作用會使混凝土顆粒間的粘結力減弱，混凝土將發(fā)生墜落；若噴層厚度太小，石子無法嵌入灰漿層，將會使回彈率增大。經(jīng)驗表明，一次噴層厚度，以墻 50～ 100mm，拱 30～ 60mm 為宜。因此噴射層厚度 T=100mm，分兩次噴射，每次各噴 50mm 厚 （ 6）噴射機具的選擇 噴射混凝土機具包括噴射機及其配套機械?；炷羾娚錂C采用轉子 Ⅱ型噴射機，配套機械使用噴射機器人，它操作簡單、動作靈活，噴射混凝土的回彈率能降低至 15﹪，省料效果明顯。 （ 7）水泥的選取 水泥是水硬性膠凝材料，即與水混合后不但能在空氣中硬化，而且能在潮濕環(huán)境和水中硬化。在巷道的支護中噴漿及噴射混凝土等要求早期強度高、凝結快的用硅酸鹽水泥和普通水泥。根據(jù)《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》（ GB5020420xx）推薦的常用水泥選用見表 51。 XXX 大學畢業(yè)設計論文 表 52 常用水泥的選用 混凝土工程特點或所處環(huán)境條件 優(yōu)先選用 不得使用 環(huán) 境 條 件 在普通氣候環(huán)境中的混凝土 普通水泥 在干燥環(huán)境中的混凝土 普通水泥 火山灰水泥、粉煤灰水泥 在高溫環(huán)境或永遠處在水下的混凝土 礦渣水泥 嚴寒地區(qū)的露天混凝土 普通水泥（標號≥ 325 號） 火山灰水泥、粉煤灰水泥 受侵蝕環(huán)境水或侵蝕性氣體作用的混凝土 根據(jù)侵蝕界面種類、濃度等具體條件按專門規(guī)定選用 工 程 特點 厚大體