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1、山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第1页,任务2 施工准备,教学目标能力目标1.能选择施工所需要的设备、材料和工具，配备相应的人员；2.能完成安全检查项目。知识目标1.知道施工现场安全检测的内容与方法；2.知道所需的掘进设备、机具、材料、人员；3.知道掘进施工设备与材料布置要求、方法。素质目标1.强调做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证；2.在培养过程中注重人文精神的熏陶；3.培养优秀的职业道德、正直、富有责任感。4.使学生具有较强的实践操作能力.,5.培养学生发散思维的创新能力,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,20
2、23/8/30,第2页,硐室施工特点,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。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第3页,硐室围岩的稳定性分析,1硐室围岩稳定性的力学分析方法 当围岩应力没有超过岩体的强度时，围岩处于弹性变形阶段，围岩是稳定的；当围岩应力超
3、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：,剪切面与最大主应力的夹角为：,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:,c1 结构面的摩擦角。1结构面的摩擦角。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第4页,2硐室围岩稳定性的地质分析方法 1）产状平缓的薄层或与中厚层相间存在时，顶板处的薄层极易塌落（图8-31）。如果垂直于层面的节理发育更会扩大塌落的范围（图8-32）。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第5页,如岩层由平缓变为倾斜产状时，在垂直于层面
4、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）。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第6页,以上几种塌落方式取决与层面的连结强度和节理的发育程度。根据层面，节理情况可以圈定不稳定岩体的大致范围，一般来说这类岩体尚属稳定，只要施工注意，并及时支护，就不会引起围岩的过多塌落。在这类岩层中采用锚喷支护是很有效的。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第7页,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
5、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。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第8页,3）断层破碎带及其它大型软弱结构面一般容易形成高的塌落拱。结构面的走向与硐室轴向平行或接近平行时，两条倾向相反、连续性强的断层或裂隙将形成“”型塌落拱（8-36）。,两组高倾角裂隙或断层虽不相交、但被另一
6、组缓倾角的结构面所穿割时，可能形成不同形状的“”形塌落拱(图8-36),山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第9页,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皮有关。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)。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第10页,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。,山西煤炭教育基金会资
7、助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第11页,以地质分析为基础的硐室围岩稳定性的判断方法，适用在岩体强度由结构面及其组合关系所决定的坚硬岩体。对软弱岩体或经受强烈地质构造运动作用的破碎岩体，由于岩体本身强度不高，结构面的作用已居于次要地位，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。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第12页,3围岩松动圈支护理论对围岩的稳定性分析 巷道开挖后，围岩受力状态由三向变成了近似两向，造成岩石强度较大幅度地下降。如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状
8、态，围岩自行稳定，不存在支护问题；如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态为止，此时围岩中出现了一个破裂带。把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈。用围岩松动圈的实测数值确定硐室的支护参数，则称围岩松动圈支护理论。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第13页,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8-50所示。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第14页,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第15页,山西煤炭教
9、育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第16页,按支护方式不同交岔点可分为简易交岔点和碹岔式交岔点。,碹岔式交岔点按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖交岔 点两类,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第17页,井下窄轨线路的基本知识,曲线线路 1.最小曲线半径：最小曲线半径R应根据车辆运行速度V以及车辆轴距SB大小来确定。1.5m/s，R不小于10 SB；V3.5m/s，R不小于15 SB；90 R大于（1015）SB如为列车运行，则应以机车或矿车的最大轴距来计算，取以米为单位的整数值。R常用值：9m、12m、15m、20m、25m
10、、30m、35m、40m 等。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第18页,2曲线的轨距加宽 1）轨距 是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离SP,2）轮距 两车轮轮缘外侧工作边的 距离SW3）X 轨距、轮距之间的距离，一般为10,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第19页,4）轨距加宽 图8-52是车辆在直线和曲线线路上运行状态图。,曲线的轨距加宽值,轨距加宽的方法是，外轨不动，将内轨向曲线中心移动,逐渐加宽或逐渐减小的直线段距离（也称缓和线）为d1=（100300）,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20
11、099号）,2023/8/30,第20页,3.曲线的外轨抬高 当车辆在曲线轨道上运行时，如果内、外轨仍在同一平面上，由于存在着离心力，作圆周运动的车辆通过车轮轮缘就要向外轨挤压；增加了钢轨磨损和运行阻力，严重时车辆就要向外翻或出轨。,图8-54为外轨抬高计算示意图。,外轨抬高的方法是垫厚外轨下面的道渣。值。外轨抬高的渐变段距离d2（100300）h,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第21页,4双轨曲线线路轨中心距的加宽,当车辆在曲线段运行时，为防止双向行驶的车辆相撞，双轨曲线线路的轨道中心距应适当加宽，如图8-55所示为曲线段车体的外伸 和内移。,L车
12、辆长度，m；SB车辆轴距，m；R曲线半径，m。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第22页,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第23页,窄轨道岔1道岔的构造 道岔的构造如图8-56所示，它主要有岔尖、基本轨、辙岔、护轮轨、转辙器等部件构成。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第24页,岔尖是道岔的最重要的零件，它的作用是引导车辆向主线或岔线运行。辙岔是道岔的另一个重要零件，其作用是保证车轮轮缘能顺利通过。它是由岔心和翼轨焊接钢板而成，辙岔岔心角（简称辙岔角）是道岔的最重要参数
13、。用它的半角余切的1/2表示道岔号码M，即,窄轨道岔的号码M分为2、3、4、5和6号五种，按（8-24）式可求得其相应的辙岔角应分别为280420、185530、1415、112516和93138。可见，M越大，越小，道岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第25页,2道岔的类型、系列和型号 道岔的类型按其分岔型式可分成单开道岔、对称道岔和渡线道岔三大类型。分别以拼音字母“DK”、“DC”和“DX”表示。巷道交岔点使用的道岔是单开道岔与对称道岔，其技术特征和适用条件见表8-1。,道岔的每一种类型由按规矩和轨型不同
14、共有五个系列，即615、618、624、918和924。其中第一个数字6或9表示轨距为600或900；而后两个数字表示轨型为15kg/m或18kg/m或24kg/m。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第26页,表8-1 单开、对称道岔技术特征及适用条件,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第27页,道岔的每一个系列按辙岔号码M和道岔的曲线半径不同又分成55个型号，如DK615-4-12、DC618-3-12、DX924-4-1519（左）等。,在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。,图8-57 窄轨道岔结构
15、与计算简图对照图（a）单开道岔；（b）对称道岔；a辙岔中心至道岔起点的距离；b辙岔中心至道岔终点的距离；L道岔长度,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第28页,（c）渡线道岔,DX924-4-1519（左）,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第29页,3道岔的选择原则 1）与基本轨的轨距相适应。2）与基本轨的轨型相适应。3）与行驶车辆的类别相适应。4）与行车速度相适应。,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字20099号）,2023/8/30,第30页,煤仓施工准备 煤仓按倾角可分垂直式和倾斜式，垂直式一般是圆形断面，而倾斜式一般是拱形断面，其倾角在6070以上。无论垂直式或倾斜式煤仓，其下口均要收缩成适合安装闸门的断面。采区煤仓永久支护一般采用料石砌碹或用混凝土浇筑，壁厚300400mm，也可采用喷射混凝土，喷厚一般在50mm左右。煤仓位于稳定坚固的岩层中时，也可以不支护，但下部漏煤口斜面应采用混凝土浇筑。特点：1.煤仓作业难度大，临时材料消耗多；2.煤仓施工危险性高，工程质量不易控制；3.施工方法特殊，不能一次成巷，成像速度慢；4.施工组织复杂，外界干扰因素多；需要安装配套设备。,
