巷道断面设计

三.净断面面积
1．矩形巷道净断面积：S＝ B—巷道净宽； H—巷道净高。
2．梯形巷道净断面积：S＝（B12）2； B1、B2—巷道顶梁、底板处净宽； H—巷道净高。
3．半圆拱巷道：S＝B（0.392） h2—道碴面起巷道壁的高度。
4．圆弧拱巷道：S＝B（0.242）
四.风速验算：
生产矿井的巷道通常兼作通风用，要进行风速验算：
定义：巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端间的平距。
梯形巷道：
通行矿车、电机车时，车辆顶面水平间的宽度。
无运输设备时，指底板起1.6m水平的宽度。
宽度的计算：按规程要求进行，无设备时根据行人和通风的需要进行计算。
拱形双轨巷道净宽度计算 B ＝ a + 2A1 + c + t ≥ 2.4m
a：非行人侧宽度，≧0.3m，（综采 0.5m）
一、选择巷道断面形状
年产 0.90 矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20 a以上，采用600 轨距双轨运 输的大巷，其净宽在3 m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用高中强度螺纹钢锚杆、 锚索和喷射混凝土支护，巷道断面为半圆拱形。
二、确定断面尺寸
1. 确定巷道净宽度B
查表4-1知10－6/250电机车宽A1=1060 、高1550 ；1.5 t矿车宽1050 、高1150 。 根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽c = 840 、非人行道一侧宽400 。又查表4-2知本巷
第二节 巷道断面尺寸
《煤矿安全规程》规定：巷道净断面必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、 检修和施工的需要。
巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量和 规格，人行道宽度和各种安全间隙以及通过巷道的风量等。
第二节 巷道断面尺寸
一. 巷道净宽度的确定
工程量及材料消耗量表。
第一节 巷道断面形状
➢按构成的轮廓线分两种： ➢折线型：矩形、梯形、不规则形； ➢曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形) ➢以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。
第一节 巷道断面形状
影响巷道断面选择的因素
➢ 巷道所处的位置及穿过的围岩性质。 ➢ 作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。 ➢ 巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。 ➢ 矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择； ➢ 掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。 ➢ 需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。
A1：运输设备的最大宽度。（见表 4-1）
c：行人侧宽度， ≧0.8m，（综采 1.0m）
t：双轨巷道两列车对开时突出部分 之间的距离。 ≧0.2m。
拱形双轨巷道净宽度计算
在确定曲线段巷道净宽度时，按公式计算巷道的净宽， 要考虑矿车在弯道上运行，由于车体的中心线和线路的 中心线不相吻合，发生矿车外边角外伸和矿车内侧车帮 内移现象，内侧和外侧均要加宽0.2m。曲线段巷道加宽 范围：除曲线段外，用矿车运输时与曲线段两端相联的 各长1.5~3.5m的直线段也要加宽；用电机车运输时曲线 两端直线段加宽长度为3~5m。
七.水沟及管线的布置
为排出井下涌水及其他污水，设计巷道断面时应根据矿井生产通过该巷道的排水量设计水 沟。
水沟位置：通常布置在人行道一侧，尽量少穿越运输线路。在特殊情况下可布置在巷道中 间或非人行道一侧。
水沟坡度：纵向3‰～5‰或与巷道坡度相同。横向2‰ 水沟形状：对称倒梯形、半倒梯形、矩形 支护：混凝土浇筑、钢筋混凝土预制、不支护 盖板：在主要运输大巷和倾角倾角小于15º的斜巷的水沟应铺放盖板，盖板顶面与道碴面齐
壁高h3的确定
一般需按以下五种情况计算，取其中最大者。 按架线电机车导电弓顶端两切线的交点处与巷道拱壁间最小安全间距，n≥200 计算。 按管道悬吊高度与导电弓和电机车最小安全间距计算，m ≥300 。 按人行高度要求，有效高度≥1800 按道碴面以上1.6 m高度内行人宽度要求计算。 按运输设备上缘至拱壁最小安全间隙计算。
巷道断面设计
1
巷道断面：是指垂直于巷道长轴线的横断面。
巷道断面设计的内容与步骤
断面形状选择和断面尺寸的确定； 用风速校核净断面； 选择支架参数和道床参数； 计算巷道的设计掘进断面，并按允许加大值
（超挖值）计算出巷道的计算掘进断面积； 水沟参数的确定及管线布置； 绘制断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道
3.确定巷道壁高h3
（1）按架线电机车导电弓子要求确定h3 由表4-8中半圆拱形巷道拱高公式得
式中：h4——轨面起电机h 车3 架 线h 高4度 ，h c 按 《煤(矿R 安 全n 规)2 程 》(K 取h 4 =b 1 2) 02 00 ；
——道床总高度。查表3-5选24 钢轨，再查表3-7得 360 ，道碴高度 200 ；
第一节 巷道断面形状
➢
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;
➢
当顶压侧压大底鼓严重时，须采
用封闭式断面
第一节 巷道断面形状
第一节 巷道断面形状
➢
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、金属支架、现在
采用锚喷支护
h 3 1 8 0 0 9 0 0 2 0 0 1 8 0 0 2 ( 3 6 0 3 0 0 3 3 5 / 2 4 3 0 ) 2 1 6 1 3 m m
平。
七.水沟及管线的布置
大巷水沟应布置在人行道同侧。水沟宜采用混凝土浇灌，并设置预制钢筋混凝土盖板。当水中 含煤泥较多、沿沟清理不便时，应在适当地点设置小型沉淀池。
七.水沟及管线的布置
管线布置 ①管（人行道一侧，1800，0.2m运输设备安全距离）、线不同侧（否则0.3m）； ②电话和信号电缆与电力电缆不同侧，否则在上方大于0.1m； ③电缆悬挂1.5~1.9m，两挂点小于3.0m，电缆与风筒0.3m，与运输设备安全距离0.25m； 具体参见P77
B1—拱形巷道掘进宽度；h3—墙高； 圆弧拱巷道：S1=0.24B2+1.271.57T21h3；
B—巷道净宽；T—墙厚； 梯 形 巷 道：S1=（B34）H1/2；
B3、B4—顶梁、底板设计掘进宽度； H1—设计掘进高度。
T
δ
4．巷道计算掘进断面积
考虑到巷道在施工内出现超挖 观象，因此，设计掘进断面尺 寸应加上允许超挖值δ，作为 计算掘进断面尺寸。如B21+2δ 并以此计算出巷道的掘进工程 量和支炉材料消耗。
2．道床参数的选择 钢轨型号选取、轨枕规格和道碴高度的确定
2．道床参数的选择
① 钢轨型号是根据巷道类型、运输方式、设备和矿车容积及轨距选用。煤矿常用11 、15 、18 、 24 、30 和33 。 表4-5
② 轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。 目前多使用钢筋混凝土轨枕，木轨枕主要用在道岔处。轨枕中心距0.7~0.8m，接头、道岔、 弯道处加密。 表4-6
1．支护参数的选择
支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题，长期以来，棚式支架和砖石、 混凝土砌碹是支护的主要形式，近年来，金属支架和锚喷支护得到发展。
根据巷道的类型、用途、服务年限、围岩性质等综合选择合理的支护形式。要求：承载能 力强、取材方便、施工简单、经济耐用、维修量小。
支护参数确定：支架的规格尺寸，锚喷支护的锚杆类型、长度、直径、间排距，喷射混凝 土的厚度、标号等。具体将在巷道支护中介绍。
V——通过巷道的风速， Q——通过巷道的风量，
V
Q S
Vmax
——巷道允许通风的最高风速，m／s。
各巷道最高风速表见表4-4。 对低瓦斯矿井一般能通过验算，高瓦斯矿井往往不能满足。
五.巷道设计和计算掘进断面积
1、支护参数的确定。 2、道床参数的选择。指钢轨型号选取、轨枕规格和道碴高度确定。 3、巷道设计掘进断面。巷道净尺寸加上支护和道床参数。 4、计算掘进断面面积。再加上允许的超挖值。
双轨巷道中心线加宽
双轨巷道对开列车车辆之间应有足够的安全间隙，两条平行轨道的中线距可按 表4-2选取；
二. 巷道净高度的确定
h0 + h3 － h0—拱高。 h3—墙高。 —道碴高度。
拱高h0的确定
通常用与巷道净宽的比来表示（称为高跨比）。半圆拱拱高为巷道净宽的1/2；圆弧拱与 三心拱拱高多取巷道净宽的1/3；个别矿为提高圆弧拱的受力性能，将拱高取为巷道净宽的2/5 ； 金属矿山由于围岩坚固稳定，可将圆弧拱拱高降低为巷道净宽的1/4～1/5 。
n——导电弓子距拱壁安全间距，取n = 300 ；
K——导电弓子宽度之半，K = 718/2 = 359，取K = 360 ；
b1——轨道中线与巷道中线间距，b1 = 2－a1 = 3600/2－930 = 870 。
故
h 3 20 3 0 6 0 (1 08 3 0 )0 2 0 (3 0 6 80 )7 2 1 0502
双轨中线距1300 ，则两电机车之间距离为：1300－（1060/2 + 1060/2）= 240 故巷道净宽度: B = a1 + b + c1 =（400 + 1060/2）+ 1300 +（1060/2 + 840）= 930 + 1300 +
1370 = 3600 。
2.确定巷道拱高h0 半圆拱形巷道拱高h0 =3600/2=1800 。半圆拱半径1800
➢
回采巷道：梯、矩形
➢
金属支架、锚杆支护
第一节 巷道断面形状
木支架和钢筋混凝土棚子适用于梯形和矩形等折线 形断面