炉峪口煤矿9#煤层大断面交岔点设计优化及施工技术探讨(第二版)VIP免费

炉峪口煤矿9#煤层大断面交岔点设计优化及施工技术探讨申爱龙1,2（1.太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2.太原煤气化炉峪口煤矿，山西太原030024）摘要：对炉峪口煤矿9#煤层延伸开拓工程轨道暗斜井1号交岔点进行设计、施工探讨，在满足安全需求前提下，通过合理调整斜墙起点、逐渐降低墙高，减缓了巷道断面增大率，减少了工程开挖量；同时根据本地段原始岩层情况，确定合理的支护方式及参数，确保了交岔点工程的顺利施工和支护稳固。关键词岩巷；掘进；大断面；交岔点中图分类号：TD354文献标识码：A井下巷道交岔点是巷道施工中的一个重要项目，如果设计施工不合理，支护参数欠妥，会给以后的生产安全带来极大的不利因素，研究表明，施工交岔点时，会造成围岩应力的再次重新分布，两条交岔巷道两侧的支承压会相互叠加。正在开凿第一巷道时的应力集中系数比开凿前增大10%～15%；交岔点第二巷道掘进后，应力集中系数比开凿前增大40%～50%[1]。工程中常用的柱墙式交岔点（牛鼻子交岔点）因其承载能力好，服务年限长等优点得以在多数重要巷道施工时普遍采用，但其施工较为复杂，工程量较大，因此如何能够在满足使用要求的前提下尽量缩小工程开挖量，减少对围岩的扰动；并且确保其支护可靠，便成了交岔点工程中最重要的两个要求。1工程概况炉峪口煤矿首采区9#煤层开拓工程于2012年初开工建设，其中作为主要材料运输巷道的9#煤层轨道暗斜井上部平巷最先开工，施工难度也最大。根据设计，需要先施工制作一个标准柱墙式交岔点（1#交岔点），交岔点种类为单轨巷道单侧分岔点，该交岔点在原+945水平东大巷364m处开口施工，开口处为石料砌碹支护，交岔点及分岔支巷设计均为锚网喷支护。1.1交岔点斜墙斜率设计在交岔点设计中，通常是将基本轨起点作为斜墙的起始位置，事实上在某些情况下所取得的交岔点安全距离大大超出实际需求，在本例中选取了一种以道岔分岔段与交岔点斜墙垂直距离为参照标准来确定斜墙起点的方法。将道岔分岔段到斜墙的垂直间距设为c，c值的确定必须保证道岔前后及曲线段到斜墙有足够的安全间隙以保证行人运输的要求，并要依据巷道转弯时的巷道加宽值、该侧人行道宽度、所运行矿车的宽度等依据进行适当选取。将道岔分岔段b向外垂直平移一段距离c，该线记为QA线，该平行线与原交岔点主巷的一帮有一个交点Q，即可作为交岔点斜墙的起点。根据平面几何关系，可求得该类型交岔点各主要参数公式如下：；（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）；（8）（9）；（10）式中：——辙岔角（°）；——弯道半径；、、——交岔点主巷1、支巷2、支巷3的净宽；、、——交岔点主巷1、支巷2、支巷3轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离；——支巷对主巷的转角；图1斜墙斜率变更后交岔点各主要参数尺寸标记平面图1.2交岔点平面参数优化在本工程中，该交岔点各部分巷道断面均为直墙半圆拱形，其中交岔点主巷断面规格为：净宽B1＝B2＝3.6m，净高3.3m，内有两趟轨道，轨道中心距为1.25m，主巷在交岔点前后的断面规格一致；交岔点分岔支巷净宽B3＝4.3m，净高3.95m；轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离：主巷为b1＝b2＝1.1m，分岔支巷为b3＝3.05m；交岔点主、支巷均设计有水沟，支巷对主巷转角δ＝30°；交岔点处轨道弯道转弯半径为R＝12m，所用轨道轨型均为30kg/m、轨距600mm的标准矿用窄轨，交岔点轨道分岔处选用标准ZDK630/4/12单开道岔（右开），该道岔各项参数如下：表1ZDK630/4/12单开道岔各项参数一览表道岔型号道岔名称辙叉角α主要尺寸（mm）质量（kg）允许行驶机车车辆允许行驶速度（m/s）abLZDK630/4/12单开道岔14°02’10”3660364073001562≤3t矿车≤14t机车≤3.5≤3.5根据断面验算，取道岔分岔端与交叉点斜墙垂直距离c＝1600mm比较合适，再根据上述公式及原始条件，可得计算结果如下：J＝4281mm；H＝12625mm；NT＝3824mm；NM＝2150mm；TM＝8114mm；Y＝1463mm；L1＝11846mm；L2＝13996mm；L＝15996mm；故而求得交岔点斜墙斜率为i＝0.357。根据以上原始数据，以交岔点支巷分岔轨道平移线与主巷巷帮相交点为交叉点斜墙起点，将各巷道宽度、轨道位置及道岔、曲线轨道规格作为设...