巷道断面设计0

有关巷道巷道高度的具体选择如下：
① 梯形断面巷道
架线电机车运输时，轨面至棚梁的高度可取2200mm或2400mm，架线 高则分别为2000mm或2200mm（即电机车架弓线和巷道顶或棚梁之间的距 离不得小于200mm）；蓄电池电机车运输应不小于1900m；一般轨道上、 下山及木棚支护的轨道巷可取1800mm。不设轨道的采区巷道，底板至棚 梁的高度视巷道用途及巷道的倾角大小而定，一般不应小于1800mm。梯 形巷道的棚腿与水平面的倾角一般为80°-82°
格． c）人行道宽度与各种安全间隙． d）通过巷道的风速．
2019/10/24井巷与隧道工程19来自§3.2 平巷断面尺寸设计
3.2.3 尺寸确定的步骤： a）根据规程、规范和设计因素确定净断面积尺寸。 （详见3.2.4） b）进行通风风速验算． c）根据支架参数、道床参数、计算出巷道的设计断面
尺寸。 d）并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的掘进断面
井巷与隧道工程
Drift & Tunnel Engineering
主讲人：任高峰
第三章 巷道断面设计
△ 3.1 巷道断面形状 △ 3.2 平巷断面尺寸设计 △ 3.3 斜井断面设计 △ 3.4 竖井断面设计 △ 3.5 天井与溜井设计 △ 3.6 马头门设计
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§3.1 巷道断面形状
m≥700mm，在任何情况下均应满足m≥300mm。
梯形巷道净宽，无运输设备的巷道指巷道净高的1／2处；有运输设
备的巷道，指从巷道道渣面起1.6m的高度内设备外形轮廓的最大尺寸处
的宽度。
运输设备的宽度、人行道宽度、运输设备到支架的间隙可查表1-3
。
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表1 我国电机车与矿车车辆尺寸
车辆类型
7t或8t架线电机车 (或8t蓄电池机车) 10t架线或8t蓄电池机车
轨距 (㎜)
600 900
外 宽度 (㎜)
1060
形尺 高度 (㎜)
1550
寸 长度 (㎜)
4500
1360 1550 4500
0.5t矿车
600
750
1100
1500
1t 矿车
600
880
1150
2000
YGC1.2（6）（7）
§3.1 巷道断面形状
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧 压都小，服务年限短的巷道。
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§3.1 巷道断面形状
梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故
梯形断面常用于服务年限不长、断面较小或围岩稳定、地压 不大的巷道。
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• 巷道的用途和服务年限也是考虑选择断面形状不可缺少 的因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用各种拱 形断面比较有利；服务年限短的采准巷道采用梯形、矩 形或折线型断面的较多。
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3.1.3 断面形状选择考虑因素
• 支护材料和矿区习惯的支护方式也是影响断面形状选 择的一个因素。梯形或矩形断面巷道一般采用木支架、 钢筋混凝土支架或金属支架支护，一些矿井常用工字 钢或废钢轨作为支架材料。为克服矩形断面承受侧压 性能差的缺点，我国也有一些矿井采用片石砌墙加钢 梁的矩形断面作为主要运输大巷的断面形状。在巷道 侧压小、顶板岩石较好的条件下，为避免挑顶破坏顶 板的完整性，也可用锚杆支护的梯形、矩形及折线形 断面。马蹄形、椭圆形和圆形等断面多采用料石、砌 块砌碹或现浇混凝土支护，拱形断面除此之外，多采 用锚网喷支护、U形钢支护。
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§3.1 巷道断面形状
沿矿体走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，根据矿体 赋存情况，将巷道开成各种不规则形状。
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§3.1 巷道断面形状
拱形断面则常用于服务年限长（如一、二十年或更长） 或围岩不稳定、地压较大的巷道。
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§3.1 巷道断面形状
• 当曲线段加宽时，与曲线段连接的直线段也要加宽，其加宽长度 及曲线段加宽值见表4 。
表4 曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（mm）
运输方式 内侧加宽 外侧加宽 线路中心距加宽 直线加宽长度
电机车
100
人推车
50
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200
200
100
100
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3000~5000 1500~3500
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常用巷道断面及其适用条件
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3.1.3 断面形状选择考虑因素
• 一般情况下，作用在巷道上的地压的大小和方向，在选 择巷道断面形状时起主要作用。当顶压和侧压均不大时， 可选用矩形或梯形断面；当顶压较大、侧压较小时，可 选用直墙拱形断面；当顶压、侧压都很大，尤其是有底 压时，可采用封闭曲线形断面——圆形、马蹄形或椭圆 形等封闭式断面，它们的结构稳定，能承受多向压力。
可知，巷道顶压较大时，宜选择半圆拱形，顶压较小可选用低拱形。但拱高时，
巷 道 断 面 利 用 不 好 ， 拱 高 小 时 ， 断 面 利 用 率 较 高 。 一 般 认 为 拱 高 h0=(0.35 ～ 0.4)B0是合理的拱高范围。所以巷道圆弧拱和三心拱形断面多取B0／3，巷道围 岩较稳固时可取B0／4甚至B0／5。而半圆拱拱高及拱半径均为巷道净宽之半， B0／2。
762
1050 1200
3t矿车
900
1320 1300 3450
平巷用人车
600
1020 1450 4300
无轨胶 轮车
（牽引 車）
（英国913BUS） （美国LS－5S （ 澳－1大4X）利 亚 MPV－MK11）
2002 2600 2360
1880 1220 1350
8763 8700 7100
四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆形；
四周压力均匀时，可采用圆形。
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§3.1 巷道断面形状
在松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都
很大时，可采用曲墙拱形（把墙也作成曲线形）；底鼓严重
时，可用带底拱的封闭拱形；
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§3.1 巷道断面形状
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3.1.3 断面形状选择考虑因素
• 掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一 定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方 法占主导地位，它能适应任何形状的断面。近年来， 由于锚喷支护广泛应用，为了简化设计和有利于施工， 巷道断面多采用半圆拱和圆弧拱，三心拱逐渐被淘汰。 在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷中，选用圆形断 面无疑更为合适，而断面利用率低就不再视为一个严 重的缺点。
3）断面设计的内容和步骤
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§3.1 巷道断面形状
3.1.2 巷道断面形状选择 1）巷道断面形状的类型（图1） 折边形：矩形、梯形、不规则形 曲边形：三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形 封闭拱形、椭圆形、圆形
2）各种形状断面的适用性讨论
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表2 人行道宽度
人推车 800
无轨运输 ≥800
电机车 <14t ≥14t 800 ≥800
人车停车 处巷道两
侧
≥1000
矿车摘挂 钩处巷道
两侧
≥1000
支
运输设 备
表3 运输设备到支架的间隙
架材料
固定式矿车及小于 3.5m3
的侧卸式矿车 大于或等于3.5m3 的侧卸式(底卸式)
矿车
砖、石、混 凝土及钢筋 混凝土砌碹
池电机车或其他方式运输时，h3应保证人行道在高度1800mm的 范围有不小于600mm的宽度为原则。在架线电机车运输的巷道
顶部安装管路，则要求导电弓距管子的距离不得小于300mm，
管子下边能满足1800mm高度的人行道。
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（2）巷道净高度H0的确定
拱的高度常以与巷道净宽之比来表示，通常称高跨比。根据岩体力学原理
• 在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力小的断面 形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济
效益。
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§3.2 平巷断面尺寸设计
3.2.1 主要尺寸 a）巷道的净高度（H0）; b）巷道的净宽度（Ｂ0）; c）巷道的净断面积（S）。
3.2.2 考虑的主要因素： a）巷道的用途． b）存放或通过的机械，器材或运输设备的数量与规
木材、金属能抗压、抗弯；石材的抗压强度大，抗弯性能很 差，梯形断面常用于木材、金属支架等棚式支架的巷道；拱形 断面则常用于砖石、混凝土砌碹或金属拱形支架的巷道。
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§3.1 巷道断面形状
木棚子可具有较大的可缩性；金属棚子虽可缩性差，但 可多次回收复用；而石材支架很难具有可缩性。
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§3.1 巷道断面形状
受采动影响大的回采巷道、准备巷道、常采用梯形；不受 或受采动影响很小的开拓巷道、准备巷道，常采用拱形。
若使用可缩性金属拱形支架，即使是回采巷道也可以采用 拱形。
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≥300
≥300
不支护、木 支护、及喷
锚支护
≥300
≥300～350
无轨胶轮车
≥300
≥300
（1）巷道净宽度B0的确定
• 运输平巷内一般均应设置人行道，并保证行人安全与方 便；双轨运输线路之间及溜矿口(或卸矿口)一侧禁止设 置人行道；人行道尽量不穿或少穿线路；在人行道侧敷 设管路(架高敷设除外)时，要相应增加人行道宽度。
尺寸． e）绘图、计算工程量和材料消耗表。
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3.2.4 平巷断面设计
m—两对开列车最突出部分间隙
b1—运输设备到支架的间隙
拱高h0
h0
巷道 底板 到轨 面高 度h6
h6
H1
h5 H0
b—运输设备的宽度 b2—人行道宽度
b1
b
m
b
b2
F—双轨运输线路中心线间距 F
巷
道
墙高h3
净 高
度
h3
H0
S0
S0
轨距
巷道净宽度B0 B0
道砟高度h5
（1）巷道净宽度B0的确定
拱形巷道的净宽度指直墙内侧的水平距离，可以用下面公式计 算双轨运输巷道净宽度。
B0＝2b+b1+b2+m
（3.1）
或B0＝b+b1+b2+F
（3.2）
式中：b—运输设备的宽度；b1—运输设备到支架的间隙，从表3选 取；b2—人行道宽度；m—两对开列车最突出部分间隙；F—双轨运 输线路中心线间距，在采区装载点和矿车摘挂钩地点应满足
3.1.1 概述 1）巷道断面设计的重要意义
巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状和确定尺寸大小， 它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。设计出的巷道断面直接 作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程概预算的依据。因 此，巷道断面设计合理与否，直接影响矿山生产的安全和经济效 益。
2）断面设计的基本原则
在满足安全和使用要求的条件下，力求提高断面利用率，缩 小断面，降低造价，便于快速施工。
• 在标准巷道设计中，电机车运输时一般轨距为600mm，两 轨道中心线间距F为1300mm；对于采用900mm轨距的双轨 巷道，轨道中心线间距F应为1600mm。确定巷道断面尺寸 时，可先用上述尺寸设计轨道中心线间距，然后按通过 运输设备的最大宽度验算两线路中心距能否满足要求。
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（1）巷道净宽度B0的确定
• 在设计曲线巷道时，应考虑车辆由于转弯，车缘外凸增加了车辆 计算宽度，巷道需适当加宽，才能满足安全要求。曲线巷道加宽 值由内侧加宽值、外侧加宽值和线路中心距加宽值三部分组成。 采用电机车运输的曲线巷道，其内侧加宽值取100mm，外侧加宽 值和线路中心距加宽值各取200mm。决定巷道宽度虽有上述一些 规定，但在设计时还要作具体分析。计算出的平巷净宽度B0，向 上化为以50mm为进位的整数。
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（2）巷道净高度H0的确定
② 拱形断面巷道
如图2，巷道底板到轨面高度h6和道砟高度h5应与轨道类 型相适应，巷道轨型选择见表5，h6和h5的选择见表6。
巷道底板到拱基线高h3是根据电机车架线高度、行人和管 道架设等高度的要求计算确定。当用架线电机车时，要求h3满 足导电弓顶端两切线交点与拱壁间距不小于200mm；当用蓄电
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（2）巷道净高度H0的确定
巷道净高度是指道砟面至拱顶内缘（或是梯形巷道顶梁下缘）的 垂直距离。巷道的高度必须保证行人的方便及运输的安全。主要运输 巷道和主要通风巷道的净高不得低于2m；采区(采场)内的通风巷道、 出矿巷道等净高不得低于1.8m；采用木支架和钢筋混凝土预制支架的 巷道应考虑100mm的沉降值。