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1.2平巷断面形状与尺寸的确定
地下开采的矿山,无论是建井时期还是生产时期,井巷工程占有很重要的地位。在新建矿山的大量井巷工程中,巷道掘进的工程量最大,其速度快慢直接影响到矿山的投产时问;在生产矿山,为了保证三级矿量平衡和实现高产,开拓、探矿、采准切割的巷道工程量也是很大的,一般中型矿山每年的井巷工程量都在万米以上。因此,不断提高平巷掘进速度,确保施工质量,对促进矿山生产建设的发展具有十分重要的意义。
1.2.1平巷断面形状的选择
矿山平巷的种类很多,诸如平硐、.石门、阶段运输巷道、回风平巷、电耙道、出矿通道等。这些平巷的断面形状和尺寸,有的只根据某一主要因素(如矿车尺寸、出矿设备等)进行确定,其方法比较简单,而有些平巷,如平硐、石门、阶段运输平巷等主要巷道,则需要根据多种因素确定断面,其方法比较复杂。
1.2.1.1断面形状
金属矿山常用的平巷断面形状是梯形和直墙拱形(如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形等,简称拱形)。在特殊条件下,也有采用梯形、多角形、马蹄形、椭圆形的,如图l―1所示。
图1―1巷道断面形状
(a)梯形巷道;(b)多角形巷道;(c)拱形巷道;
(d)圆形巷道;(e)马蹄形巷道;(f)椭圆形巷道
1.2.1.2断面形状选择时主要考虑的因素
A地压大小
梯形或方形断面仅适用于巷道顶压和侧压均不大时;而拱形断面则适用于顶压较大、侧压较小时;当顶压侧压均大,可采用曲墙拱形(把墙也做成曲线形,如马蹄形);当顶压侧压均 大,同时底鼓严重时,就应采用封闭式(带底拱的马蹄形、椭圆形或圆形)断面。在巷道围岩坚固稳定、地压和水不大、不易风化的岩层中,可采用不支护的自然拱形断面(设计时按圆弧拱或三心拱考虑)。
B巷道的用途及服务年限
巷道的用途和服务年限往往决定了选用何种支架材料。通常服务年限长达数十年的主要开拓巷道,其断面形状以选用拱形为好,与其相应的支架材料,常用混凝土或喷锚支护;服务年限10年左右的采准巷道,断面仍采用拱形或梯形,目前多用喷锚支护;服务年限很短的回采巷道,由于有动压,须用可缩性支架,其断面形状常用梯形或矩形,材料常用木材和钢材,另外此类巷道也有采用锚杆支护的。
C支护材料与方式
支护材料与方式也直接影响断面形状的选择。木材和钢筋混凝土棚子,仅适用于梯形和方形断面;砖、料石、混凝土与喷射混凝土,多适于拱形断面;而金属棚子和锚杆可适于任何形状的断面。
D巷道掘进方式
巷道的掘进方式,对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前巷道施工主要采用凿岩爆破方式,它能适应各种断面形状。由于光面爆破、喷锚支护的广泛使用,拱形断面中的三心拱断面多被圆弧拱断面所代替,以简化设计和有利于施工。采用全断面掘进机掘进巷道所形成的只能是圆形断面。
E通风阻力
在通风量大的矿井中,选择通风阻力小的断面形状(曲线形)和支护材料也不应忽视。
上述五个因素密切相关,前两个因素起主导作用,但在实际应用中一定要综合考虑,合理选择。
1.2.2平巷净断面尺寸的确定
不同用途的巷道,其断面尺寸的确定方法也不同。大多数巷道,依据通过巷道中运输设备的类型和数量,按《冶金矿山安全规程》(以下简称安全规程)规定的人行道宽度和各种安全间隙,并考虑管路、电缆及水沟的合理布置等来确定净断面尺寸。然后用通过该巷道的允许风速来校核,合格后再选择支护形式及结构尺寸,绘制施工图(图1―2)和工程量表。
专为通风或行人用的巷道断面尺寸,只要满足通风或行人的要求即可。为减少平巷断面规格的类型和数量,往往按净断面的要求,选择标准断面即可,如需设计可按设计程序进行。
图1-2三心拱巷道断面尺寸图
1.2。3道管工安全操作规程
(1)作业前必须检查处理一切不安全因素,确认安全后再作业。
(2)搬运、铺设、安装、维修道管时,切勿触及机车架线,并应注意来往车辆、行人和周围人员的安全。
(3)风管路和水管路(简称风水管路)的架设应于井巷一侧。水平巷道管子与电缆平行铺设时,管子应在下部,与电缆相互距离不小于0.3m。竖井架设风水管路时,应隔一定距离使用托管,并全部使用对盘接头,管夹必须固定好。天井安装风水管路时,禁止人员上下,作业前必须清除井框毛石,上下运输工具管子材料时,必须联系好,工作台板必须牢固。
(4)安装风水管路必须牢固,以免振动脱落伤人。
(5)接换风水管路必须先停风、水后再进行。接管时严禁面对管口,防止被风、水击伤,接好后先用风吹出(Tk冲出)管内杂物,再接上风、水阀门。
(6)保证工作质量,风水管不漏风水、不脱扣、不落架、不放炮,发现有损坏情况应及时处理。
(7)割、焊管道时,须严格遵守焊工安全技术操作规程。
(8)经常检查轨道和道岔,发现有变形、损坏以及道夹板和螺栓松动时,及时维修调整,除掘进时的临时活道外,所有道岔必须安装扳道器。
(9)永久性铁道应随巷道掘进及时敷设,临时陛铁道的长度不得超过l5m。永久性铁道路基应铺以碎石或砾石道碴,轨枕下面的道碴厚度应不小于90mm,轨枕埋入道碴深度应不小于轨枕厚度的2/3。
(10)倾角大于l0。的斜井,应设置轨道防滑装置,轨枕下面的道碴厚度不得小于50mm。
(11)铁道的曲线半径,应符合下列规定:行驶速度小于l.5m/s时,不得小于列车最大轴距的7倍;行驶速度大于l.5m/s时,不得小于最大轴距的10倍;铁道弯道转角大于90。时,不得小于最大轴距的10倍。 。
(12)铁道曲线段轨道加宽和外轨超高,应符合运输技术条件的要求。坑内铁道的轨距误差不得超过-F5mm和一2mm,平面误差不得大于5mm,钢轨接头间隙不得大于5mm。
(13)维修线路时,应在工作地点前后不小于80ram处设置临时信号,维修结束后应予撤除。