井底水仓、车场硐室设计规范

井底水仓、车场硐室设计规范内容摘要：

小，通风阻力会增大。 因此，马头门高度按上述因素确定后还应按通风要求进行核算，并且马头门的净高度不应小于。 马头门最大断面处高度确定后，随着向空、重车 线两侧的延伸，拱顶逐步下降至正常巷道的高度。 一般副井马头门的拱顶坡度为 10176。 ～ 15176。 ，风井马头门的拱顶坡度为 16176。 ～ 18176。 4．马头门断面形状及支护 由于马头门与井筒连接处断面大（如常村煤矿副井马头门掘进宽 ，高 14m，掘进断面积为 109m2）、地压大，所以，马头门断面形状多选用半圆拱形。 当顶压和侧压较大时，可采用马蹄形断面；当顶压、侧压及底压均较大时，可采用椭圆形或圆形所面。 马头门的支护材料多用 C20 以上混凝土。 通常围岩的坚固性系数 f = 4～ 6 时，支护厚度为 500～ 600mm，马头门上、下 加厚 100～ 200mm，以便安设金属支撑结构物。 当围岩不稳定、地压大，或马头门与井筒连接处高度和宽度均较大时，可采用钢筋混凝土支护，配筋率为 ～％。 当连接处位于膨胀性岩层时，可采用锚喷或加金属网作为临时支护，然后再砌筑永久混凝土或钢筋混凝土支护。 四、主排水泵硐室设计 主排水泵硐室由泵房主体硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道组成，见图 9－ 19。 主排水泵硐室和水仓构成了中央排水系统。 主排水泵硐室按水泵吸水方式不同，又可分为卧式水泵吸入式、卧式水泵压入式以 及潜水泵式三种。 第一种应用最为广泛，第二种为少数金属矿和煤矿采用，个别矿山采用第三种。 现以卧式水泵吸入式中央泵房为例说明其设计方法。 图 9－ 19 卧式水泵吸入式主排水泵硐室主体硐室平面布置 1－主体硐室； 2－配水巷； 3－水仓； 4－吸水小井； 5－配水井； 6－主变电所； 7－水泵和电动机； 8－轨道； 9－通道； 10－栅栏门； 11－密闭门； 12－调车转盘； 13－防火门； 14－管子道； 15－带闸门的溢水管； 16－副井井筒 1．泵房的位置 为缩短电缆和管道线路，便 于排水设备运输，提供良好的通风条件，以及有利于集中管理、维护和检修，水泵房在绝大多数情况下都设在井底车场副井附近的空车线一侧，并与主变电所组成联 合硐室。 泵房与相邻巷道的连接方式，应根据井筒位置、井底车场布置、围岩等条件具体确定。 泵房通道与井底车场巷道的运输要通过道岔直接相连接（图 9－ 20 a），或设转盘相连（图 9－ 20b）。 管子道与立井连接时，可布置在井筒出车侧（图 9－ 20 a），也可布置在井筒进车侧（图 9－ 20 b）。 图 9－ 20 主排水泵房与相邻巷道连接方式 1－主排水泵房； 2－管子道； 3－通道； 4－主变电所； 5－车场巷道； 6－副井井筒； 7－水仓； 8－密闭门； 9－防火门； 10－井底车场联络巷道 2．配水井、配水巷和吸水井的布置 配水井、配水巷和吸水井构成配水系统，三者关系见图 9－ 21。 配水井位于泵房主体硐室吸水井一侧，一般布置在中间水泵位置，与中间吸水井通过溢水管直接相连。 根据配水井上部硐室安设配水闸阀的要求，一般配水井的尺寸是平行配水巷方向长 ～ ，垂直配水巷方向宽为 ～ ，深 5～6m。 配水井井底底板标高应低于水仓底板标高。 配水巷也位于吸水井一侧，通过溢水管与配水井和吸水井相通。 为了便于施工和清理，配水巷断面为宽 ～ ，高 的半 圆拱形，其底板标高高于吸水井井底。 吸水井位于主体硐室靠近水仓一侧，断面为圆形，净径为 ～ ，深 5～ 6m。 正常情况下每台水泵单独配一个吸水井。 当每台水泵排水量小于 100m3/h 时，亦可两台水泵共用一个吸水井，但要保证两个吸水笼头之间距离不能小于吸水管直径的两倍。 有时视围岩稳定情况和排水设备性能，可以不设配水井和配水巷，只设一个大的吸水井，中间隔开，每两台水泵共用 1 个吸水井。 图 9－ 21 配水系统布置图 1－水泵及电动机； 2－吸水小井； 3－配水巷； 4－配水井； 5－水仓； 6－带闸阀的溢水管 3．水仓 水仓由主仓和副仓（或称内仓与外仓）组成，两者之间的距离视围岩稳定程度确定，一般为 15～ 20m。 当一条水仓清理时，另一条水仓能满足正常使用。 水仓一般应布置在不受采动影响，且含水很少的井底车场稳定的底板岩石中。 随着矿井设计模式的变化，水仓也有设在井底附近的 煤层中，如兖州济宁三号矿井水仓，作方格布置，容量达 40000m3。 一般情况下，水仓入口设在井底车场巷道标高的最低点，即副井空车线的终点（图9－ 22 a）。 当矿井涌水量大或采用水砂充填的矿井，水仓入口可布置在石门或运输大巷的进口处。 两条水仓入口可布置在同一地点（图 9－ 22 b），亦可分别布置在两个不同的地点（图 9－ 22 c） 这样采区来的水在井底车场外就进入水仓了，井底车场内的涌水就需要经过泄水孔流入水仓。 但由于车场中各巷道的坡度方向不同，在车场绕道处的水沟坡度与巷道 的坡度要相反（即反坡水沟），以便将车场 巷道标高最低点处之积水导入泄水孔进入水仓。 为保证一个水仓进行清理时，其一翼的来水应能引入另一水仓，所以在泄 水孔处的一段水沟应设转动挡板（图 9－ 22 d）。 由于水仓的清理为人工清仓、矿车运输，所以水仓与车场巷道之间需设一段斜巷，它既是清理斜巷又是水仓的一部分。 图 9－ 22 水仓的布置形式 水仓的容量根据《煤矿安全规程》有关规定按以下情况分别确定，当矿井正常涌水量小于或等于 1000m3/h 时，水仓有效容量按下式计算： Q＝ 8Q0 （ 9－ 5） 式中， Q 为水仓的有效容量， m3； Q0 为矿井正常涌水量， m3/h。 当矿井正常涌水量大于 1000m3/h 时，水仓有效容量按下式计算： Q＝ 2（ Q0＋ 3000）＞ 4Q0 （ 9－ 6） 式中符号意义同前。 此时水仓容量按 4h正常涌水量计算而不是 8h 计算。 因为淹井事故的发生不是因水仓容积小而造成的。 当 Q0＞ 1000m3/h 时，若按 8Q0 计算，则 Q 太大，水仓工程量太大，保安煤柱要求过大，很不合理。 水仓的长度和其断面积当其容量一定时是相互制约的。 为利于澄清水中泥砂和杂物，水仓中水的流速一般为 ～。 4．主体泵房的设备布置 （ 1）水泵 主排水泵硐室的主体硐室中，水泵一般沿硐室纵向单排布置（图 9－ 19），以减小硐室的跨度，有利于施工和维护。 当水泵数量很多，围岩又坚固稳 定时，水泵亦可双排布置。 （ 2）排水管 根据矿井正常涌水量和最大涌水量，选择排水管的直径和敷设趟数。 一般情况下要设置 2～ 3趟，其中一趟作为备用。 排水管的铺设采用 10～ 14号槽钢或工字钢制成托管架，装设于距硐室地坪 ～ 高处的硐室壁上。 （ 3）电缆与电气设备 电缆的敷设有沿墙悬挂和设电缆沟两种方式。 前者使用与检修方便，但长度增加，故采用电缆沟敷设较多。 电缆沟尺寸按敷设电缆的数量确定。 （ 4）起吊和运输设备 为便于安装、检修水泵，敷设管线，在每组水泵和电机中心处预埋两根 18～ 33号工字钢作为起吊横梁， 横梁高度为 ～ ，距拱顶为 ～。 硐室中靠近管子道的一侧铺设轮轨，与管子道和通道衔接处设转盘，完成设备运输的垂直转向。 5．主体硐室尺寸的确定（见图 9－ 23） （ 1）硐室的长度由下式确定： （ 9－ 7） 式中， L－ 主体硐室的长度， m； n－水泵台数，根据其正常涌水量和最大涌水量选用，应考虑工作、备用和检修台数； l1－水泵及其电机的基础长度， m； l2－相邻两台水泵和电机基础之间的距离，一般为 ～ ； l l4－为硐室端头两侧的基础距硐室端墙或门之间的距离，一般为 ～。 图 9－ 23 主体硐室尺寸确定图 （ 2）硐室宽度由下式确定： （ 9－ 8） 式中， B－主体硐室的宽度， m； b1－吸水井一侧，水泵基础至硐室墙之间的检修距离，一般为 ～ ； b2－水泵和电机 基础宽度， m； b3－铺设轨道一侧，水泵基础至硐室墙的距离，一般取 ～。 （ 3）硐室的高度以下式确定： （ 9－ 9） 式中， H－主体硐室高度， m； h1－水泵基础顶面至硐室地面高度，一般为 ～ ； h2－水泵的高度， m； h3－闸板阀的高度， m； h4－逆止阀的高度， m； h5－四通接头高度， m； h6－三通接头高度， m； h7－三通接头至起重梁高度，一般大于 ； h8－起重梁到拱顶的高度，一般为 ～。 根据经验，设备的基础一般埋入底板 ～ ，高出地表 ～。 6．主体硐室的断面形状及支护 主体硐室的断面形状可根据岩性和地压大小确定，一般情况下采取直墙半圆拱断面。 硐室内应浇筑 100mm 厚混凝土地面，并高出通道与井底车场连接处车场底板。 硐室多用现浇混凝土支护，并做好防渗漏工作。 当围岩坚固无淋水时，亦可采用光爆、锚网喷支护。 图 9－ 24 管子道平、剖面图 1－排水管； 2－罐笼； 3－管子道； 4－转盘； 5－支管架； 6－泵房主体硐室； 7－提运设备绞车 7．管子道与泵房通道设计 管子道平、剖面见图 9－ 24。 管子道与井筒连接处底板标高应高出硐室地面标 高7m以上，其倾角一般为 30176。 左右。 为搬运设备方便，管子道与井筒连接处应设一段 3m 左右的平台，出口对准一个罐笼，以便装卸设备、上下人员方便。 管子道应设置人行台阶、托管支架和电缆支架，以利检修。 泵房通道是主体硐室与井底车场的连接通道，断面形状可采用半圆拱，其尺寸应根据通过的最大设备外形尺寸来确定。 从通道进、出口起 5m 内， 巷道要用非燃性材料支护，并装有向外开的防火铁门。 铁门全部敞开时，不得防碍巷道交通。 铁门上要装有便于关严的通风孔，以便必要时隔绝通风。 铁门内加设向 外开的不妨碍铁门开闭的铁栅栏门。 泵房与变电 所之间应设防火铁门，墙上设电缆套管，铁门结构与通道上的密闭铁门相似。 五、井下主变电所的设计特点 井下主变电所是井下总配电站，由地面经井筒引入的高压电流经过配电、变电和整流给井下提供动力和照明之用。 由于井下主排水泵是主要用电户，为了节省电缆和一旦矿井发生突发事故时仍能延缓其工作时间，所以主变电所和主排水泵硐室通常建成联合硐室，设置于副井井筒附近。 主变电所由配电室（兼整流）、变电器室和通道组成。 其设计特点有： 1．变电所的布置形式与尺寸，主要根据所选用的变电器、高低压开关柜、整流设备以及直流配电柜等设备配 置的数量、外形轮廓尺寸、维修设备的要求和行人安全间隙等因素确定。 为节省工程量，在不妨碍通道内各种安全设施布置的前提下，常采用“ L”形布置。 2．通道内以及变电所与水泵房之间应设置容易关闭的、既能防水又能防火的密闭门。 3．变电所的地坪标高应高出通道与井底车场连接处轨面标高。 一般变电所的地坪标高还应高于水泵房的地坪标高。 4．由于地面变电所的高压电缆通常是自副井井筒经管子道引入变电所的，所以不需再设置专门的电缆通道。 在配电室内设电缆沟，电缆悬挂或架于电缆沟中的托架上。 5．变电所与主排水泵硐室 联合建造，对于大型水泵房，由于电机发热量较大，有时使两个硐室的室温超过 30℃，所以要创造良好的通风条件，采取专门的降温措施，使硐室本身的温度差不超过 10℃。 6．变电所的断面形状和支护与联合建筑的主排水泵硐室的断面形状和支护是一致的。 第三节 硐室施工 一、我国硐室施工技术的发展 随着我国煤矿井巷施工技术的发展，经过不断总结与改革，逐步形成了具有煤矿特色的一套先进的硐室施工方法。 近二十多年来，硐室施工技术的改革主要表现在以下几个方面： （ 1） 在硐室工程中成功地应用了光爆锚喷技术。 光面爆破使硐室断面成形规 整，减轻了对围岩的震动破坏，有利于提高围岩的稳定性，从而为锚喷支护创造了有利的条 件；锚喷支护能及时地封闭和加固围岩，缩短硐室围岩的暴露时间，并且锚喷支护本身刚度适宜，具有一定可缩性，它既允许围岩产生一定量的变形移动以发挥围岩 自身承载能力，同时又能有效地限制围岩发生过大的变形。 因此，光爆锚喷技术可以综合有效地提高围岩稳定性和施工作业的安全性，大大地减少硐室施工的难度。 （ 2）由于锚喷技术在硐室工程中的应用，促进了硐室施工方法的简化。 用自上向下分层施工法逐步取代了自下向上分层施工法，全断面施工逐步取代了导硐 法施工。 下行分层施工和全断面施工法具有步骤简单、效率高、进度快、安全和质量容易保证，使硐室工程的施工工期大为缩短。 （ 3） 硐室支护多采用锚、喷、网、砌复合支护形式和“二次支护”技术，即先进行一次支护，再进行二次支护。 一次支护选用具有一定可缩性的锚喷网支护型式，既起到 临时支护的作用，其本身又是永久支护的组成部分，待硐室全部掘出以后，再在一次支护的基础上进行二次支护；二次支护现多选用刚性较大的混凝土或钢筋混凝土 整体浇筑，也可用锚喷网支护。 复合支护型式和二次支护技术具有先柔后刚的特性，能较好地适应开硐后围岩 压力变化规律，是硐室支护工程中的重大革新和突破， 它不仅保证了施工的安全，而且由于。