井巷设计与施工(1.1)
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c ≮ 0.7
b—人行道的宽度
• 一般
b ≮ 0.7m
• 在入车停车地点
b ≮ 1.0m
• 若b＜0.7m
可在巷道的一侧设置躲避峒。两个躲避峒间间距不得 超过25m。
(二)巷道高度的确定
拱形道的高度由拱高h0和壁 高h3两部分组成。 1．拱高h0的确定
– 通常从与巷道净宽的比来表 示(称为高跨比)
• 支架参数确定方法
– 计算机数值模拟分析设计 – 工程类比 – 现场应力应变实测 – 参考理论计算
拱形巷道支护厚度的常用经验公式
• 拱顶厚度d0
– 巷道的跨度和高度 – 围岩的性质 – 支架材料本身的强度和结构形式
• 壁厚T
– 为了施工方便，一般拱形巷道的壁厚T与拱厚d相等
(四)道床参数选择
• 道床参数
第一章 岩石平巷
第一节 巷道断面设计 一、巷道断面形状选择
• 按其构成的轮廓线可分为折 线形 和曲线形两大类
– 矩形、梯 形、不规则形 – 三心拱形、半 圆拱形、切圆
拱形、马蹄形、椭圆形、圆形 等。
巷道断面设计的基本原则与主要内容
• 巷道断面设计的基本原则
– 满足安全与使用要求 – 提高断面利用率 – 尽量缩小断面尺寸，降低成本 – 有利于加快施工速
– 半圆拱拱高为巷道净宽的1/2； – 切圆拱与三心圆拱高多取巷
道净宽的1/3； – 个别矿为提高三心拱的受力
性能，将拱高取为巷道净宽 的2/5。 – 金属矿山由于围岩坚固稳定， 可将三心拱拱高降低为巷道 净宽的1/4—1/5。
2．壁高h3的确定
一般需按以下五种情况计算，取其中最大者。 (1)按架线电机车导电弓顶端两切线的交点处与巷道
– 当顶压侧压大底鼓严重 时，就须采用封闭式断 面
一、巷道断面形状选择
2. 巷道的用途及其服务年限
– 开拓巷道：拱形断面
• 料石 • 混凝土 • 锚喷支护
– 准备巷道：拱形断面
• 钢筋混凝土棚子支护 • 现在采用锚喷支护
– 回采巷道：梯、矩形断面
• 木材 • 金属支护 • 锚杆支护
一、巷道断面形状选择
a—非人行道侧宽度
• 当巷道采用锚喷支护、喷体支护以及砖、石或混 凝土砌碹时
a≮0.2m；
• 当巷道采用混凝土、金属或木支架时:
a≮ 0.5；
• 当巷道内安设输送机时，不论何种支护
a≮ 0.4m。
A—运输设备的最大宽度
c— 运输设备最突出部分之间的间隙
• 一般
c ≮ 0.2m
• 在采区装载点或矿车摘挂钩处
➢ 为巷道与峒室工程、立井井筒工程和矿井建 设施工组织与管理打下良好基础。
2.本课程的基本要求
了解立井井筒设计、立井井筒施工、 凿井结构物和立井井筒延伸的基础知 识
掌握岩石平巷、井底车场与峒室、采 区巷道、斜井等设计基本理论；
能够从事建井施工的准备工作和矿井 建设的管理工作。
3.教材及主要参考书
– 教材：《井巷设计与施工》，董方庭、姚 玉煌、黄初主编，中国矿业大学出版社， 1986年第一版。
– 主要参考书：《城市地下工程及井巷工 程》、《隧道工程》
56学时 3学分
4.基础知识
➢ 矿井开采形式
– 露天开采 ☆ ☆ – 井工开采 ☆ ☆
➢Байду номын сангаас矿井开拓巷道布置☆
– 井筒 – 开拓巷道 – 准备巷道 ☆ ☆ ☆
3. 选用的支架材料和支护 方式
– 木支架和钢筋混凝土棚 于适用于梯形和矩形等 折线形断面
– 料石和混凝土支架只适 用于曲线形断面
– 而金属支架、锚杆支架 可适用于任何形状的断 面，喷射混凝土支护则 适用于曲线形断面
棚式支架严重变形、损坏
• 支架承载能力低，被动承载； • 不适应多数煤巷条件，支架损坏严重。
地下工程
马念杰
中国矿业大学（北京校区）采矿教研室 电话 ：（010）62345357（O） （010）62331888（H） E—mail: njma@cumtb.edu.cn
绪
论
1.课程的性质、目的及任务 为采矿专业本科主干课程 系统掌握井巷设计与施工知识与技术
– 基本理论 – 施工技术 – 施工管理
– 钢轨型号 – 轨枕规格 – 道碴厚度
• 钢轨型号选取（见表1—2 ）
– 巷道类型 – 运输方式 – 矿车容积
• 轨枕类型和道碴厚度
– 应与轨道型号相适应（见表l—3、图1—4）
三、水沟断面设计
• 位置
– 一般布置在入行道一侧（加设盖扳） – 也可设在非人行道侧（可不加盖板） – 有底拱的巷道，水沟一般布置在巷道中间
• 巷道断面设计的内容
– 巷道断面形状的选择与巷道断面尺寸的确定 – 支架参数与道床参数的选择 – 水沟设计与管线布置 – 通风验算 – 绘制巷道断面施工图等。
一、巷道断面形状选择
1. 巷道所处围岩的物理力 学性质、地压的大小和 方向
– 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， 则应选用拱形断面
• 通风巷道
– 通风 – 人行
(一)巷道净宽度的确定
例：拱形运输巷道
– 巷道净宽度按下式确定
各参数的最小值见有关 图表
– 按设备需要校核
• 掘进机械化装裁 • 铺设临时双轨调车 • 运输综采支架
– 曲线部分
• 内侧和外侧均加宽0.2m • 曲线段巷道加宽范围
用矿车运输时，取2.0 用电机车运输时，取3.0m
金属支架支护巷道变形严重
金属支架支护巷道变形严重
一、巷道断面形状选择
4. 掘进方法、掘进设备
– 钻眼爆破方法
• 适应任何形状的断面 • 三心供则逐渐被淘汰
– 掘进机组掘进
• 圆形断面
凿岩机
掘进机
装岩机
二、巷道断面尺寸的确定
• 主要运输巷道
– 保证运输设备在巷道中畅通无阻 – 满足《煤矿安全规程》规定的人行和通风要求 – 考虑敷设于巷道中的各种管路、电缆的合理布置。
拱壁间最小安全间距n计算。 (2)按管道悬吊高度与导电弓和电机车最小安全间距
计算。 (3)按人行高度要求计算。 (4)按道碴面以上1．6m高度内行人宽度要求计算。 (5)按运输设备上缘至拱壁最小安全间隙要求计算。 半圆拱；
(三)支架参数的选择
• 支架参数确定依据
– 巷道的跨度和高度 – 围岩的性质 – 支架材料本身的强度和结构形式
• 要求
– 水沟盖板顶面与道碴面齐平 – 水沟底板掘进标高应比巷道壁基础标高高出50—100mm – 水沟纵向坡度一般与巷道坡度相同，即为3—5度 – 巷道横向水沟侧应有0.2%的坡度 – 水沟侧面每相隔一定距离留50mm泄水孔
b—人行道的宽度
• 一般
b ≮ 0.7m
• 在入车停车地点
b ≮ 1.0m
• 若b＜0.7m
可在巷道的一侧设置躲避峒。两个躲避峒间间距不得 超过25m。
(二)巷道高度的确定
拱形道的高度由拱高h0和壁 高h3两部分组成。 1．拱高h0的确定
– 通常从与巷道净宽的比来表 示(称为高跨比)
• 支架参数确定方法
– 计算机数值模拟分析设计 – 工程类比 – 现场应力应变实测 – 参考理论计算
拱形巷道支护厚度的常用经验公式
• 拱顶厚度d0
– 巷道的跨度和高度 – 围岩的性质 – 支架材料本身的强度和结构形式
• 壁厚T
– 为了施工方便，一般拱形巷道的壁厚T与拱厚d相等
(四)道床参数选择
• 道床参数
第一章 岩石平巷
第一节 巷道断面设计 一、巷道断面形状选择
• 按其构成的轮廓线可分为折 线形 和曲线形两大类
– 矩形、梯 形、不规则形 – 三心拱形、半 圆拱形、切圆
拱形、马蹄形、椭圆形、圆形 等。
巷道断面设计的基本原则与主要内容
• 巷道断面设计的基本原则
– 满足安全与使用要求 – 提高断面利用率 – 尽量缩小断面尺寸，降低成本 – 有利于加快施工速
– 半圆拱拱高为巷道净宽的1/2； – 切圆拱与三心圆拱高多取巷
道净宽的1/3； – 个别矿为提高三心拱的受力
性能，将拱高取为巷道净宽 的2/5。 – 金属矿山由于围岩坚固稳定， 可将三心拱拱高降低为巷道 净宽的1/4—1/5。
2．壁高h3的确定
一般需按以下五种情况计算，取其中最大者。 (1)按架线电机车导电弓顶端两切线的交点处与巷道
– 当顶压侧压大底鼓严重 时，就须采用封闭式断 面
一、巷道断面形状选择
2. 巷道的用途及其服务年限
– 开拓巷道：拱形断面
• 料石 • 混凝土 • 锚喷支护
– 准备巷道：拱形断面
• 钢筋混凝土棚子支护 • 现在采用锚喷支护
– 回采巷道：梯、矩形断面
• 木材 • 金属支护 • 锚杆支护
一、巷道断面形状选择
a—非人行道侧宽度
• 当巷道采用锚喷支护、喷体支护以及砖、石或混 凝土砌碹时
a≮0.2m；
• 当巷道采用混凝土、金属或木支架时:
a≮ 0.5；
• 当巷道内安设输送机时，不论何种支护
a≮ 0.4m。
A—运输设备的最大宽度
c— 运输设备最突出部分之间的间隙
• 一般
c ≮ 0.2m
• 在采区装载点或矿车摘挂钩处
➢ 为巷道与峒室工程、立井井筒工程和矿井建 设施工组织与管理打下良好基础。
2.本课程的基本要求
了解立井井筒设计、立井井筒施工、 凿井结构物和立井井筒延伸的基础知 识
掌握岩石平巷、井底车场与峒室、采 区巷道、斜井等设计基本理论；
能够从事建井施工的准备工作和矿井 建设的管理工作。
3.教材及主要参考书
– 教材：《井巷设计与施工》，董方庭、姚 玉煌、黄初主编，中国矿业大学出版社， 1986年第一版。
– 主要参考书：《城市地下工程及井巷工 程》、《隧道工程》
56学时 3学分
4.基础知识
➢ 矿井开采形式
– 露天开采 ☆ ☆ – 井工开采 ☆ ☆
➢Байду номын сангаас矿井开拓巷道布置☆
– 井筒 – 开拓巷道 – 准备巷道 ☆ ☆ ☆
3. 选用的支架材料和支护 方式
– 木支架和钢筋混凝土棚 于适用于梯形和矩形等 折线形断面
– 料石和混凝土支架只适 用于曲线形断面
– 而金属支架、锚杆支架 可适用于任何形状的断 面，喷射混凝土支护则 适用于曲线形断面
棚式支架严重变形、损坏
• 支架承载能力低，被动承载； • 不适应多数煤巷条件，支架损坏严重。
地下工程
马念杰
中国矿业大学（北京校区）采矿教研室 电话 ：（010）62345357（O） （010）62331888（H） E—mail: njma@cumtb.edu.cn
绪
论
1.课程的性质、目的及任务 为采矿专业本科主干课程 系统掌握井巷设计与施工知识与技术
– 基本理论 – 施工技术 – 施工管理
– 钢轨型号 – 轨枕规格 – 道碴厚度
• 钢轨型号选取（见表1—2 ）
– 巷道类型 – 运输方式 – 矿车容积
• 轨枕类型和道碴厚度
– 应与轨道型号相适应（见表l—3、图1—4）
三、水沟断面设计
• 位置
– 一般布置在入行道一侧（加设盖扳） – 也可设在非人行道侧（可不加盖板） – 有底拱的巷道，水沟一般布置在巷道中间
• 巷道断面设计的内容
– 巷道断面形状的选择与巷道断面尺寸的确定 – 支架参数与道床参数的选择 – 水沟设计与管线布置 – 通风验算 – 绘制巷道断面施工图等。
一、巷道断面形状选择
1. 巷道所处围岩的物理力 学性质、地压的大小和 方向
– 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， 则应选用拱形断面
• 通风巷道
– 通风 – 人行
(一)巷道净宽度的确定
例：拱形运输巷道
– 巷道净宽度按下式确定
各参数的最小值见有关 图表
– 按设备需要校核
• 掘进机械化装裁 • 铺设临时双轨调车 • 运输综采支架
– 曲线部分
• 内侧和外侧均加宽0.2m • 曲线段巷道加宽范围
用矿车运输时，取2.0 用电机车运输时，取3.0m
金属支架支护巷道变形严重
金属支架支护巷道变形严重
一、巷道断面形状选择
4. 掘进方法、掘进设备
– 钻眼爆破方法
• 适应任何形状的断面 • 三心供则逐渐被淘汰
– 掘进机组掘进
• 圆形断面
凿岩机
掘进机
装岩机
二、巷道断面尺寸的确定
• 主要运输巷道
– 保证运输设备在巷道中畅通无阻 – 满足《煤矿安全规程》规定的人行和通风要求 – 考虑敷设于巷道中的各种管路、电缆的合理布置。
拱壁间最小安全间距n计算。 (2)按管道悬吊高度与导电弓和电机车最小安全间距
计算。 (3)按人行高度要求计算。 (4)按道碴面以上1．6m高度内行人宽度要求计算。 (5)按运输设备上缘至拱壁最小安全间隙要求计算。 半圆拱；
(三)支架参数的选择
• 支架参数确定依据
– 巷道的跨度和高度 – 围岩的性质 – 支架材料本身的强度和结构形式
• 要求
– 水沟盖板顶面与道碴面齐平 – 水沟底板掘进标高应比巷道壁基础标高高出50—100mm – 水沟纵向坡度一般与巷道坡度相同，即为3—5度 – 巷道横向水沟侧应有0.2%的坡度 – 水沟侧面每相隔一定距离留50mm泄水孔