1、第六章第六章 斜坡道设计斜坡道设计井巷工程井巷工程李俊平教授李俊平教授2015年年3月月 本章内容本章内容1）斜坡道分类）斜坡道分类2）斜坡道开拓特点及线路设计原则）斜坡道开拓特点及线路设计原则(重点重点)3）斜坡道的线路形式）斜坡道的线路形式4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定(难点难点)5）斜坡道设计实例）斜坡道设计实例u1）斜坡道分类）斜坡道分类 主斜坡道主斜坡道 分支斜坡道分支斜坡道 联络斜坡道联络斜坡道 辅助斜坡道辅助斜坡道按是否运矿石按是否运矿石：主斜坡道、辅助斜坡道，：主斜坡道、辅助斜坡道，混合斜坡道混合斜坡道按与矿体的位置按与矿体的位置：上盘斜坡道
2、、下盘斜坡：上盘斜坡道、下盘斜坡道、端部斜坡道、脉内斜坡道道、端部斜坡道、脉内斜坡道按使用性质分类按使用性质分类 本章内容本章内容1）斜坡道分类）斜坡道分类2）斜坡道开拓特点及线路设计原则）斜坡道开拓特点及线路设计原则(重点重点)3）斜坡道的线路形式）斜坡道的线路形式4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定(难点难点)5）斜坡道设计实例）斜坡道设计实例u2）设计特点和原则）设计特点和原则斜坡道的优点斜坡道的优点l开拓几乎不受地表地形的影响开拓几乎不受地表地形的影响l无提升设施及附属构筑物无提升设施及附属构筑物l矿石和人员、检修设备可以直接在地表和矿石和人员、检修设备可
3、以直接在地表和采场间运输采场间运输l开拓使用的设备，生产期间可正常使用开拓使用的设备，生产期间可正常使用l可用斜坡道布置探矿工程可用斜坡道布置探矿工程l可用分支斜坡道联系深部及边缘零星矿体可用分支斜坡道联系深部及边缘零星矿体l无轨运输线路可灵活选择无轨运输线路可灵活选择u2）设计特点和原则）设计特点和原则斜坡道的缺点斜坡道的缺点l基建工程量大。基建工程量大。是同样深度竖井工程量的是同样深度竖井工程量的36倍倍l开拓深度受坡度的限制。开拓深度受坡度的限制。因坡度因坡度1015%l一次投入大。一次投入大。机械化程度高，需大量设备，设备昂贵机械化程度高，需大量设备，设备昂贵l生产成本高。生产成本高。
4、设备维修量大，备件维修技术要求高，设备维修量大，备件维修技术要求高，因返回等设备效率发挥不够因返回等设备效率发挥不够l使用柴油等动力无轨设备，井下空气质量使用柴油等动力无轨设备，井下空气质量较差，需增加通风设备和费用较差，需增加通风设备和费用u2）设计特点和原则）设计特点和原则斜坡道设计需遵循的原则斜坡道设计需遵循的原则l 根据斜坡道的用途及运量决定线路形式。根据斜坡道的用途及运量决定线路形式。主斜坡道或主斜坡道或矿石运输量大时用折返式，运输量小或中段联络斜坡道用螺旋式矿石运输量大时用折返式，运输量小或中段联络斜坡道用螺旋式l 尽量减少开拓工程量。尽量减少开拓工程量。斜坡道自身、掘进时通风及钻
5、探等井斜坡道自身、掘进时通风及钻探等井巷工程、各中段间的水平联络道工程量巷工程、各中段间的水平联络道工程量l 根据服务年限选线路形式。根据服务年限选线路形式。服务连线长选折返式，服务年服务连线长选折返式，服务年限短用螺旋式限短用螺旋式l 根据岩层地质条件合理选择线路形式。根据岩层地质条件合理选择线路形式。l 考虑通风条件选择线路形式。考虑通风条件选择线路形式。螺旋式通风阻力大，折螺旋式通风阻力大，折返式通风阻力小返式通风阻力小 本章内容本章内容1）斜坡道分类）斜坡道分类2）斜坡道开拓特点及线路设计原则）斜坡道开拓特点及线路设计原则(重点重点)3）斜坡道的线路形式）斜坡道的线路形式4）斜坡道的断
6、面尺寸及道面参数确定）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定(难点难点)5）斜坡道设计实例）斜坡道设计实例u3）斜坡道线路形式）斜坡道线路形式分直线式、螺旋式和折返式三种分直线式、螺旋式和折返式三种l 直线式斜坡道。直线式斜坡道。线路呈直线，除倾角较缓和不铺轨外，与斜井相线路呈直线，除倾角较缓和不铺轨外，与斜井相同。同。优点：优点：运行速度快，能见度大，工程量省，施工简单；运行速度快，能见度大，工程量省，施工简单；缺点：缺点：布置布置不灵活，线路工程地质条件要求严。不灵活，线路工程地质条件要求严。l 螺旋式斜坡道。螺旋式斜坡道。有圆柱或圆锥螺旋，可设计成规则或不规则螺旋有圆柱或圆锥螺旋，可设计成规则或
7、不规则螺旋线状；线状；不规则螺旋的斜坡道曲率半径和坡度是变化的不规则螺旋的斜坡道曲率半径和坡度是变化的；每隔一定距离设；每隔一定距离设置缓坡段。置缓坡段。优点优点：线路短，与垂直平巷配合时通风、出渣方便，分段水：线路短，与垂直平巷配合时通风、出渣方便，分段水平开口集中，布置灵活；平开口集中，布置灵活；缺点缺点：测量与外侧抬高施工要求高，视距小，：测量与外侧抬高施工要求高，视距小，由于内外轨多处差速运行致使轮胎磨损增加，道路维护工作量大由于内外轨多处差速运行致使轮胎磨损增加，道路维护工作量大l 折返式斜坡道。折返式斜坡道。直线段变高程，曲线段变方向。直线段变高程，曲线段变方向。 优点优点：施工容
8、：施工容易，能见度大，行驶速度较螺旋大，线路便于与矿体保持固定距离，线易，能见度大，行驶速度较螺旋大，线路便于与矿体保持固定距离，线路便于维护；路便于维护；缺点缺点：线路长，需有通风和出渣的垂直井巷配合，斜坡道：线路长，需有通风和出渣的垂直井巷配合，斜坡道布置较螺旋的灵活性差布置较螺旋的灵活性差 本章内容本章内容1）斜坡道分类）斜坡道分类2）斜坡道开拓特点及线路设计原则）斜坡道开拓特点及线路设计原则(重点重点)3）斜坡道的线路形式）斜坡道的线路形式4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定(难点难点)5）斜坡道设计实例）斜坡道设计实例u4）斜坡道断面尺寸确定）斜坡道断面
9、尺寸确定a)断面尺寸大小的决定因素断面尺寸大小的决定因素l 设备外形尺寸。设备外形尺寸。对联合斜坡道，还要考虑带式输送机的尺寸；对对联合斜坡道，还要考虑带式输送机的尺寸；对直通地表的斜坡道，还要考虑运入井下的大型破碎设备的外形尺寸。直通地表的斜坡道，还要考虑运入井下的大型破碎设备的外形尺寸。l 单线或双线行车。单线或双线行车。l 风筒、风管等布置方式。风筒、风管等布置方式。l 安全间隙安全间隙。单线斜坡道安全间隙为单线斜坡道安全间隙为11.5m，在转弯处断面加宽值，在转弯处断面加宽值为为0.61m；确定高度应考虑行车速度、路面质量及设备行走的垂直波；确定高度应考虑行车速度、路面质量及设备行走的
10、垂直波动，高度的安全间隙也为动，高度的安全间隙也为0.61ml 巷道支护形式巷道支护形式l 路面条件及通风量需求等路面条件及通风量需求等u4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定斜坡道的断面尺寸及道面参数确定b）斜坡道设计一般注意事项）斜坡道设计一般注意事项l 根据地面选厂、工业场地的总体布置确定斜坡道位根据地面选厂、工业场地的总体布置确定斜坡道位置和出口单线或双线行车置和出口单线或双线行车l 主或辅斜坡道通过石门与采场或盘区的分段或分层主或辅斜坡道通过石门与采场或盘区的分段或分层巷道联系时，必须考虑回采的方便性巷道联系时，必须考虑回采的方便性l 根据矿体的走向长短和储量情况，还需设计一些采根据矿体
11、的走向长短和储量情况，还需设计一些采准辅助斜坡道，确保掘进工程量小准辅助斜坡道，确保掘进工程量小l 折返式主斜坡道沿矿体走向布置时，联通矿体的阶折返式主斜坡道沿矿体走向布置时，联通矿体的阶段石门应布在矿体中部，以减少阶段运距段石门应布在矿体中部，以减少阶段运距斜坡道设计一般注意事项（斜坡道设计一般注意事项（续续）l 用盲斜坡道开拓深部或零星矿体时，入口应靠近破用盲斜坡道开拓深部或零星矿体时，入口应靠近破碎站卸矿溜井碎站卸矿溜井l 直线或主斜坡道通常沿矿体走向布置在脉外，若矿直线或主斜坡道通常沿矿体走向布置在脉外，若矿体倾角变换时，也可沿矿体倾斜方向布置在脉内体倾角变换时，也可沿矿体倾斜方向布置
12、在脉内l 折返式斜坡道很少布置在矿体侧翼，一般沿矿体走折返式斜坡道很少布置在矿体侧翼，一般沿矿体走向布置向布置l 螺旋式主斜坡道的线路布置比较灵活，通向矿体的螺旋式主斜坡道的线路布置比较灵活，通向矿体的阶段或分段石门可阶段或分段石门可大致与大致与阶段、分段巷道等高阶段、分段巷道等高l 单线行车的斜坡道，为了确保安全，每间隔单线行车的斜坡道，为了确保安全，每间隔150 200 m应设一错车道，并设有信号闭塞装置应设一错车道，并设有信号闭塞装置u4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定斜坡道的断面尺寸及道面参数确定c)断面尺寸确定方法断面尺寸确定方法l 类比法类比法 根据设备尺寸及根据设备尺寸及安全规程
13、安全规程确定断面尺寸。确定断面尺寸。设备每侧设备每侧加宽不小于加宽不小于0.6m，设备最大高度距斜坡道顶距，设备最大高度距斜坡道顶距e不小于不小于0.6ml 计算法计算法 无轨设备和人员通行的斜坡道，人行道宽无轨设备和人员通行的斜坡道，人行道宽a不小于不小于1.0m。行。行车密度不大，可设避车硐室车密度不大，可设避车硐室 有人行道的净宽度有人行道的净宽度 B=A+a+b；A=d+8001000m；d为设备为设备最大宽度；最大宽度；b为设备至道壁的最小距离，取为设备至道壁的最小距离，取600mm 无行人道无行人道的净宽度的净宽度 B=A+2b 斜坡道的净高斜坡道的净高 H=c+e，c为设备的最大
14、高度为设备的最大高度u4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定斜坡道的断面尺寸及道面参数确定d)道面参数道面参数l 坡度坡度 运送矿石的斜坡道坡度不大于运送矿石的斜坡道坡度不大于10%，运送材料的不大，运送材料的不大于于15%，服务期短的斜坡道，坡度可适当加大，服务期短的斜坡道，坡度可适当加大l 弯道半径弯道半径 R=v2/127(+i) 横向推力系数，地面公路取0.15，露天矿取0.20.22，地下斜坡道取不大于0.15 i 道路横向坡度，一般取26%；转弯半径小、行车速度大、或路面较潮湿时，横向坡度可超高到1020%曲线超高曲线超高 大型无轨设备通行的斜坡道R大于大于20m，其联络斜坡道不小于，
15、其联络斜坡道不小于15m 中小型中小型无轨设备通行的斜坡道R应大于应大于10m道面参数（道面参数（续续）l 曲线加宽曲线加宽 一般每侧加宽取一般每侧加宽取0.40.7m，建议取，建议取1.0m P109表表5-3，不同设备各异，不同设备各异l 弯道超高和加宽段渐变到正常值的缓和切线长度弯道超高和加宽段渐变到正常值的缓和切线长度Ls 一般取46m，可按下式计算： Ls =Bri3/i2道路宽度道路宽度 超高横向坡度超高横向坡度 外缘超高外缘超高缓和切线长度纵坡与线路设计坡度差缓和切线长度纵坡与线路设计坡度差 2%l 斜坡道竖曲线斜坡道竖曲线 斜坡道较短而变坡点多、行车速度快时，斜坡道较短而变坡点
16、多、行车速度快时，在离心力作用下在转弯点产生颠簸，但在凸形转坡点时，司在离心力作用下在转弯点产生颠簸，但在凸形转坡点时，司机视距受影响，因此要采用机视距受影响，因此要采用竖向平滑曲线作为变坡点的连接竖向平滑曲线作为变坡点的连接曲线曲线，竖曲线弧长一般不小于，竖曲线弧长一般不小于20m ，P109表表5-4u4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定斜坡道的断面尺寸及道面参数确定e)路面结构路面结构足够的强度和稳定性，路面反光好、平整、密实且粗糙适当足够的强度和稳定性，路面反光好、平整、密实且粗糙适当l路面一般要求路面一般要求 尽可能采用冷铺方式，铺设简便、快速尽可能采用冷铺方式，铺设简便、快速 路面抗
17、涌出的腐蚀水及膨胀路面抗涌出的腐蚀水及膨胀 满足使用要求，满足使用要求，服务长和服务短的斜坡道要求有所不同服务长和服务短的斜坡道要求有所不同 铺路机械简便，适合井下有限空间操作铺路机械简便，适合井下有限空间操作 路面铺设后路面铺设后12天应允许行车天应允许行车 损坏的露面可用简便方式修补损坏的露面可用简便方式修补 短、中等年限短、中等年限冷沥青碎石冷沥青碎石 长、短、腐蚀长、短、腐蚀冷沥青混凝土冷沥青混凝土的斜坡道，服务长的斜坡道，服务长混凝土混凝土适用挖完适用挖完 见表见表5-5u4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定斜坡道的断面尺寸及道面参数确定e)躲避硐室躲避硐室 在曲线段间距不超过在曲线段
18、间距不超过15m，直线段不超过，直线段不超过30m。高度不小于。高度不小于1.9m，深度和宽度不小于，深度和宽度不小于1.0mf)会车道及水沟会车道及水沟 两会车道间距两会车道间距150200m 会车道长度一般为会车道长度一般为15m 宽度视无轨设备最大外形尺寸确定，长度视错车时间确定宽度视无轨设备最大外形尺寸确定，长度视错车时间确定f)斜坡道水沟斜坡道水沟 水沟一般采用敞开式，并要定期清理，一般布置在非行人侧水沟一般采用敞开式，并要定期清理，一般布置在非行人侧 本章内容本章内容1）斜坡道分类）斜坡道分类2）斜坡道开拓特点及线路设计原则）斜坡道开拓特点及线路设计原则(重点重点)3）斜坡道的线路形式）斜坡道的线路形式4）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定）斜坡道的断面尺寸及道面参数确定(难点难点)5）斜坡道设计实例）斜坡道设计实例
