[發明專利]厚砂層緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度確定方法

有效

• 申請號: 201410360008.9
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104268365B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 宮守才;張百祥;谷拴成;申斌學;任建喜;王志杰;郅彬;陳彤;梁鈺;成蛟;蘇培莉;古江林
• 申請（專利權）人: 中煤西安設計工程有限責任公司;西安科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司61202
• 代理人: 劉華

技術領域

本發明涉及煤礦斜井井筒建設。具體涉及厚砂層緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度確定方法。

背景技術

采用普通法進行井筒施工時，斜井井口開挖方式分為明槽和暗硐，除在山區利用穩定的山坡地形直接進行暗硐挖掘外，一般均需采用明槽開挖，以克服井口覆蓋層薄、土質松軟、頂板不易維護的困難。目前明槽開挖長度和明槽放坡角度的確定主要根據工程經驗和工程類比法獲得，缺乏一定的理論依據。針對這一現狀，本發明通過不同設計參數指標分析及造價函數對比分析，能夠更科學合理的確定緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度，為該參數的取值提供了一定的科學依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種以斜井開挖放坡角度和開挖斜長為變量參數，分別計算得出明挖法和暗挖法的造價函數和直接費用，確定富水厚砂層緩坡斜井明挖法與暗挖法的臨界開挖長度確定方法。

針對現有理論不能科學合理地計算斜井建設時明挖法與暗挖法的臨界開挖長度，本發明的技術方案是這樣解決的：

一、明槽開挖長度理論確定方法

(1)、明槽開挖尺寸確定

①、明槽斜深H：

式中：α—斜井傾角；α'—地面坡度；α₁—明槽邊坡坡度；H_掘—井筒掘進高度；h₁—頂板安全厚度；h₂—耕作層厚度。

②、槽底寬度B₁：B₁＝B+0.6

式中：B—明槽井筒掘進寬度

③、明槽上口寬度B₂：

B₂＝B₁+2Hsinα₁

④、明槽上口長度L：

L=Hsin(α1+α)sin(α+α′)]]>

⑤、明槽底部長度l：

l=Hsin(α1-α′)sin(α+α′)]]>

⑥、總挖方量V_挖：

⑦、井筒體積V_井筒：

S—明槽段井筒掘進斷面面積。

⑧、回填土方量V_填：

V_填＝V_挖-V_井筒

(2)、明槽長度確定

在臨界坡角α₀下，明槽底長由以下公式確定：

明槽斜高：