巷道断面设计
第三章巷道断面设计
• 4、每米巷道墙脚喷射材料消耗
• V3=0.2T1×1 • 5、每米巷道喷射材料消耗（不包括损失） • • V=V2+V3
• 6、每米巷道锚杆消耗
p1 0.5a • N a a • ①根 (根) • p1 ：计算锚杆消耗周长
•
p1 =1.57B2+2h3
• B2:巷道计算掘进宽度 • a a 为锚杆间距、排距，一般取800毫米 • a = a =800毫米
h5
h （单轨巷道） 3 h5 hb h7 R ( D 2 m K b1 )
2
2
• 注意 b1架线中心线（非人行道一侧）距巷道中心线的 的距离
• 3、按人行高度要求计算墙高
•
2
h3
2
h3 1800 hb R ( R j )
• （规程规定距壁j处的巷道有效高度不小于1800 毫米 ，但j≥100的范围内计算 取200毫米
h0 :拱形巷道拱高 h3 ：拱形巷道墙度
hb ：巷道内道碴高度
（一）、拱高 h0 的确定 • 半圆拱 h0 =R=B/2 （巷道的净宽度的一半） • 圆弧拱 =B/3 （巷道净宽度的1/3） h0 （二）墙高 的确定 h3 • 墙高（壁高）是指 自巷道底板至拱基线的 垂直距离 • 一般根据电机车架线， 管线装设和人行要求进 行计算（选取最大值）
③、按支护材料和习惯使 用的支护方式： ⑴、木支架、钢筋混凝土 棚子：选梯形 ⑵、锚喷支护、砖石、混 凝土支护：选拱形 • 近年来由于广泛采用 先进的锚喷支护技术， 同时考虑到设计简化的 需要，巷道多采用半圆 拱、圆弧拱，而三心拱 已被淘汰。部分煤矿比 较薄的矿井在采区巷道 往往采用梯形巷道。
第二节
巷道断面设计
（2）双轨巷道
h3 h5 h7 h6 R 2 ( K m D 2 b2 ) 2
式中 m—导电弓子与管子之间的安全间隙 （一般取m＝400～500） h5—管子吊挂的下缘高度，h5≥1800 （3）按“人行高度”要求计算
1.
二、巷道断面使用原则
1. 2. 3. 4.
安全稳定性好 满足使用技术要求 断面利用率高 巷道施工速度快、造价低
第二节 巷道断面尺寸
* 决定巷道静断面尺寸德因素有：
1. 2. 3. 4.
运输； 行人 通风 安全设施 及设备的安装、检修和施工等
* 巷道断面设计方法与步骤：
1.
2.
3.
4.
5.
首先根据运输、通风、行人、安装检修、施工和《煤矿 安全规程》 、《煤矿工业设计规范》等的规定，确定巷 道净断面的尺寸； 进行风速校验； 根据支护参数和道床参数，计算出巷道的“设计断面尺 寸”； 再按允许超挖值，计算出巷道的“掘进断面尺寸”； 最后按比例绘制包括墙角和水沟在内的巷道断面图，编 制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。
一 、梯形巷道断面尺寸的确定
（一）巷道净宽度的确定 * 梯形巷道净宽度——（1）通行车辆的梯形巷道
净宽度，是指车辆顶面水平的巷道净宽度；（2） 不通行运输设备的梯形巷道的净宽度，系指自巷 道底板起1.6m水平的巷道净宽度`。 * 对直墙和矩形巷道的净宽度——系指巷道两侧内 壁（或锚杆露出长度终端）之间的水平距离。 * 几种常用运输设备的宽度和高度，如表3－1示。 * 人行道宽度及安全间隙:
（表3－10、3－11、3－12中的示意图依次错位！）
井巷工程--巷道断面设计概述
井巷工程–巷道断面设计概述1. 简介井巷工程是指井、巷等矿山地下坑道的设计和施工。
其中，巷道是连接矿井井口与矿体的通路，对于矿井的开采和运输起着至关重要的作用。
巷道断面设计是井巷工程的一个重要环节，它影响着巷道的通行能力、工作效率以及安全性。
本文将对巷道断面设计进行概述。
2. 巷道断面设计的目标和原则2.1 目标巷道断面设计的主要目标是保证巷道的通行能力和安全性，满足矿井开采和运输的需求。
具体目标包括：•保证巷道的足够宽度，以容纳矿车和设备的正常通行；•设计合理的巷道高度，以确保作业人员的安全通行；•确保巷道的稳定性，避免因岩石崩落等地质灾害导致的事故；•考虑井巷系统的整体布局和联络巷道的需求。
2.2 原则巷道断面设计应遵循以下原则：•适应矿井的开采方式和运输需求；•根据地质条件和围岩力学性质确定巷道的稳定性参数；•考虑巷道的可持续性和长期使用性，降低维护成本；•合理选择建设材料和工程技术，提高巷道的施工质量；•根据实际情况调整和优化巷道断面设计。
3. 巷道断面设计的要素巷道断面设计涉及到多个要素，包括巷道宽度、巷道高度、支护结构以及巷道布置等。
巷道宽度是指巷道的横截面宽度。
它受到矿车和设备的尺寸限制以及开采交通的需求影响。
通常情况下，巷道宽度应略大于最宽的设备或矿车的宽度，以确保其正常通行。
3.2 巷道高度巷道高度是指巷道的纵截面高度。
根据作业人员的通行需求和地质条件的限制，巷道高度应保证工作人员的安全和舒适性，并考虑到通风设备和电缆的安装。
3.3 支护结构巷道的稳定性需要通过支护结构来保证。
常见的支护结构包括钢拱、锚杆、注浆等。
选择合适的支护结构应综合考虑岩石的力学性质、地质条件、巷道尺寸等因素。
巷道布置是指巷道在矿山中的布置方式。
巷道的布置应充分考虑矿井的开采计划和设备的布置，确保巷道能够满足开采和运输的要求。
常见的巷道布置方式包括直线巷道、弯道巷道、分支巷道等。
4. 巷道断面设计的优化方法巷道断面设计可以通过优化方法来提高设计效果和经济性。
巷道断面设计剖析
折线形：矩形、梯形和 不规则形
二.常用的断面形状
及椭圆形 稳定性顺序：h---i—g—d—e— f—b—a—c. 考虑因素：位置、岩性及地应力，用途与年限，支护方式与材料，施工与生产设备。
曲线形：拱形、圆形、马蹄形
位置及围岩性质（地压的大小和方向及围岩强度）
支护材料和支护方式
岩石巷道－锚喷支护－拱形断面 煤层巷道－锚、带、网支护或金属支架－梯形断面
一、选择巷道断面形状
第四节 巷道断面设计示例
二．确定巷道断面尺寸 ㈠ 确定巷道净宽度B 查表3-2知ZK10－6/250电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。 根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C = 840mm、非人行道一侧宽a=400mm。又查表3-3知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间距离为 t = 1300－（1060/2 + 1060/2）= 240mm 故巷道净宽度: B = a1 + b + c1 =（400 + 1060/2）+ 1300 +（1060/2 + 840）= 930 + 1300 + 1370 = 3600mm ( 或 ： B= a+2A1+t+c =400+2×1060+240+840=3600mm )
式中 j ——距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j≥100mm，
般取j=200mm。
hb ---道渣高度， hb =220mm
故 mm。
用途及服务年限（支护的形式——支护成本）
掘进的方式和设备
1
2
3
4
5
巷道断面施工图设计
第一章巷道断面施工图设计第一节、选择巷道断面形状巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过围岩的性质、作用在巷道上地压力的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式（要考虑到支护成本）、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。
根据本课程设计所给的数据及要求，本次设计选用半圆拱型双轨运输大巷图表1-1半圆拱形巷道断面第二节、确定巷道净断面尺寸《煤矿安全规程》规定：巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。
因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过他的机械、器材或运输设备的数量与规格，人行道宽的与各种安全间隙以及通过巷道的风量等。
一、巷道净宽度的确定巷道的净宽度，是指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离。
对于梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽度是指车辆顶面水平的巷道宽度；当巷道内不通行运输设备时，净宽度是指白底板起1．6m水平的巷道宽度。
运输巷道净宽度，由运输设备本身外轮廓最大宽度和《煤矿安全规程》所规定的人行道宽度及有关安全间隙相加而得。
巷道安全间隙不应小于表1-2中的规定。
表格1-2 巷道安全间隙表项目规定数值/mm人行侧从道砟面起1.6m高范围内设备与拱、壁间综采矿井1000 其他矿井800非人行侧设备与拱、壁间综采矿井500其他矿井300移动变电站或平板车上综采设备最突出部分与拱、壁间300 与输送机间700人车停车地点人行侧从道碴面起1.6m高度范围内设备与拱、壁间1000安设输送机巷道输送机与拱、壁间500两列对开列车最突出部分间200采区装载点两列车最突出部分间700电机车架空线与巷道顶或棚梁间200导电弓据拱、壁间300 矿车摘挂钩地点两列车最突出部分间1000导电弓子据管道最突出部分间300运输设备与管道最突出部分间300 设备上面最突出部分据巷道顶或棚梁间、壁间300用架空乘人装置运送人员时，蹬座中心至巷道一侧的距离700本课程设计所选用的巷道断面为半圆拱型双轨运输大巷，按下式计算：B=a+2A1+c+t （1-1）式中B——巷道净宽度，直至墙内侧的水平距离，ma——非人行侧的宽度，mA1——运输设备的最大宽度，mc——人行侧的宽度，mt——双轨运输巷中，两辆对开列车最突出部分之间的距离，m查表2．2知ZK7—9／550电机车宽A1＝1360mm、高h＝1550mm，1t矿车宽880mm、高1150mm。
井巷工程-巷道断面设计
井巷工程-巷道断面设计1. 引言井巷工程是矿山、隧道等地下工程中的重要组成部分，而巷道断面设计是井巷工程中的关键环节之一。
合理的巷道断面设计可以保证巷道的正常通行和工作环境的安全，对工程的顺利进行具有重要意义。
本文将介绍巷道断面设计的基本原则、常用方法和注意事项。
2. 巷道断面设计的基本原则巷道断面设计的基本原则是在满足工作需求的前提下，尽可能减小成本、提高施工效率和确保工作环境的安全性。
具体的原则如下：2.1 最小净宽度巷道断面设计应根据工作需求确定最小净宽度。
最小净宽度应满足工作人员和设备的通行要求，并考虑到安全疏散通道的需要。
通常情况下，最小净宽度应大于等于最宽设备的尺寸。
2.2 最大净高度巷道断面设计应根据工作需求确定最大净高度。
最大净高度应满足工作设备的运行要求，并考虑到通风、照明和安全疏散的需要。
通常情况下，最大净高度应大于等于最高设备的尺寸。
2.3 倾斜率和圆角半径巷道断面设计应考虑到工作设备的运行稳定性和安全性，合理设计倾斜率和圆角半径。
倾斜率和圆角半径的选择应根据工作设备的要求和巷道的地质条件，确保设备能够顺利通过并减小运行风险。
3. 巷道断面设计的常用方法巷道断面设计有多种常用方法可供选择，具体方法选择应根据工程的具体情况和要求。
以下是一些常用方法的介绍：3.1 矩形断面矩形断面是最常见的巷道断面设计方法之一。
其特点是设计简单、施工方便。
矩形断面的净宽度和净高度可以根据工作需求进行调整，适用于大多数工程。
3.2 圆形断面圆形断面是在特殊情况下采用的一种巷道断面设计方法。
圆形断面可以提供更好的强度和稳定性，适用于需要承受较大荷载或存在较大地质压力的情况。
3.3 椭圆断面椭圆断面是一种介于矩形断面和圆形断面之间的设计方法。
椭圆断面可以在一定程度上兼顾矩形断面和圆形断面的优点，适用于一些特殊工程。
3.4 螺旋断面螺旋断面是一种相对较新的巷道断面设计方法。
螺旋断面可以有效减小巷道的横截面积，提高土方开挖的效率，并减少施工成本。
井巷工程巷道断面设计概述
常用的水沟断面形状有对称倒梯形、半倒梯形和矩形。各种水沟断
面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护材料和断面形状等因素决定，常用
的水沟断面和尺寸见图3—6、和表3—13。
为了使巷道内不积水，巷道横向水沟的一侧也应有2‰的坡度，并在
水沟的侧面壁上每隔一定距离开设φ50㎜的泻水孔。
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一、水沟设计(续)
钢轨轨枕型号
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3．巷道设计掘进断面积
巷道净尺寸加上支架、道床参数使可得到巷道的设 计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。 半圆拱巷道：S1=B1（0.39B1+h3）； B1—拱形巷道掘进宽度；h3—墙高； 圆弧拱巷道：S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3； B—巷道净宽；T—墙厚； 梯形巷道：S1=（B3+B4）H1/2；
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2．道床参数的选择
道床参数是按选取的钢轨型号、轨忱规格和道碴厚度确定的。 ①钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。 ②轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。 ③道床：一股采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴，颗粒度以
20~40mm为宜。
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以上计算的墙高h3值，必须按只进不舍的原则， 以0.1m进级。
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三、巷道的净断面面积
1．矩形巷道净断面积：S＝BH B—巷道净宽； H—巷道净高。 2．梯形巷道净断面积：S＝(B1+B2)H/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(0.39B+h2) h2—渣面起巷道壁的高度。 4．圆弧拱巷道： S＝B(0.24B+h2)
巷道断面设计
巷道断面设计一、选择巷道断面形状本矿年产10万吨矿井的第一水平运输大巷,一般服务年限在15年以上,采用600毫米轨距单轨运输的巷道,其净宽在2. 2米左右,又穿过中等稳定的岩层,故选用钢筋砂浆锚杆与喷射混凝土支护,三心拱形断面。
二、确定巷道断面尺寸1、确定巷道净宽度B本矿ZKl. 5-6/100 电机车长L=2100mm、宽b=920mm^ 高h= 1550mm;0. 7 吨矿车宽b=1200mm、高h=1150mm0根据《金属非金属矿山安全规程》并参照标准设计,取巷道人行道宽C=70() mm、非人行道一侧宽a=300 mm。
故巷道净宽度为：B=a+b2+c=300+1200+700=2200 mm2、确定三心拱参数取拱高为巷道1/3的三心拱,其有关参数：拱高f=B∕3=2200∕3≡¾733mmR=0. 692B=0. 962X2200=1522mmr=0. 262B=0. 262×2200=576mm三、轨道参数选择根据采用的运输设备,选用12kg∕m的钢轨;采用木头轨枕。
四、确定巷道墙高h31、按架线电机车导电弓子要求确定h3已知:r=576mm; A= 1200/2÷300-900πιπι取KFOOmm,则cos β =r-A+K∕r-250=576-900+400∕576-250=0. 233< 0. 554表明导电子已进入大圆弧范围内，根据《安全规程》取Hl=2000mm故h3h3二Hl+h6-√ (R-250)2-(k+Z)2+R-f=2000+100- √ (1522-250)2-(360+200)2+1522-733=1747mmK——导电弓子宽度之半,查表取K=718/2=359,取K=360mm Z——巷道中心线与轨道中心线的间距,Z=2200∕2-(1200/2+300) =200mm2、按行人要求确定墙高h3h3= 1900+h5- √ r2-(r-100)2=1900+100- √ 5762-(576-100)2=1676mmn——导电弓子距拱壁安全间距,取n=300毫米；3、按管道装设要求确定h3根据现场实际情况布置管道,只要满足《安全规程》即可。
煤矿巷道断面和交岔点设计规范
煤矿巷道断面和交岔点设计规范一、煤矿巷道断面和交岔点设计概述煤矿巷道断面是指煤矿巷道的横截面形状，包括巷道断面的高度、宽度和深度。
煤矿巷道交岔点是指在煤矿巷道中连接两条以上巷道的地方，通常有三种类型：巷道转角、巷道交叉和巷道拐弯。
煤矿巷道断面和交岔点设计是煤矿巷道设计的重要部分，它是煤矿巷道设计的基础，也是煤矿安全生产的重要保证。
因此，煤矿巷道断面和交岔点设计必须符合国家有关规范，以保证煤矿安全生产。
二、煤矿巷道断面和交岔点设计规范（1）煤矿巷道断面煤矿巷道断面设计应符合国家规定，其中包括：1）巷道高度：巷道高度应不小于1.8米，以确保足够的空间供人员通行和使用装备；2）巷道宽度：巷道宽度应不小于2米，以便煤矿作业人员和设备进行正常行动；3）巷道深度：巷道深度应不小于2米，以便在煤矿作业的过程中得到充分保护；4）巷道斜度：巷道斜度应控制在15度以下，以便有效减少煤矿作业人员和设备的劳动强度。
（2）煤矿巷道交岔点煤矿巷道交岔点设计应符合国家规定，其中包括：1）巷道转角：巷道转角的设计应尽量减少转角的角度，以减少拐弯处的断面尺寸，使之更加紧凑；2）巷道交叉：巷道交叉的设计应尽量减少交叉点的面积，以便减少巷道交叉处的断面尺寸；3）巷道拐弯：巷道拐弯的设计应尽量减少拐弯处的断面尺寸，以减少拐弯处的断面尺寸，使之更加紧凑。
三、煤矿巷道断面和交岔点设计的重要性煤矿巷道断面和交岔点设计的重要性不言而喻。
合理的断面设计可以有效地提高煤矿巷道的安全性和可靠性，充分发挥煤矿巷道的功能。
断面设计既要考虑安全性，又要考虑经济性，以减少建设成本，提高综合效益。
此外，断面设计应考虑巷道的通风、煤层的特性、机械设备的要求和机械设备的尺寸等因素，以确保煤矿巷道断面和交岔点的安全性和可靠性。
四、结论煤矿巷道断面和交岔点设计是煤矿巷道设计的重要部分，是煤矿安全生产的重要保证。
煤矿巷道断面和交岔点设计必须符合国家有关规范，以保证煤矿安全生产。
井巷工程第三章巷道断面设计
d)按1.6m高度人行宽度要求计算
单轨： h3 1600 h b
R2
(C '
A1 2
b1)2
双轨： h3 1600 h b
R2
(C '
A1 2
b2 )2
要求自道碴面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距 C/≥800mm，即保证有800mm宽的人行道
h3 ——拱形巷道的墙高，m hb ——巷道内道碴的拱的高度常以高跨比表示。
半圆拱拱高为:
h0
R
B 2
三心拱拱高为：
h0
Bor 3
h0
2B 5
2.墙高h3的确定
墙高h3系指自巷道底板至拱基线的垂直距离。
为满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管线的需求，墙 高h3 的设计按架线电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱璧最小安全间隙 要求；按管道的装设高度要求；按人行高度要求；按1.6m高度人行宽度要求 以及按设备对上于缘架至线拱电璧机最车小运安输全巷间道隙，要一求般等按五导种电情弓况子计和算管，道并装取设其高最度大的值要。求 计算即能满足设计要求；其他如矿车运输、仅铺设输送机或无运输设备的巷 道 一般只按行人高度要求计算即可满足设计要求，但在人行道范围内1.8m以下 不得架上设述管计、算线出和的电墙缆高。h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1m进取。
1300－(1060/2 + 1060/2)=240mm
故巷道的净宽B=a1+b+c1=(400＋1060/2 )+1300+(1060/2 +840)=3600mm
Q —— 通过巷道的风量，m3 /s S —— 巷道的净断面， m2 Vmax—— 巷道允许的最大风速，m/s
井巷工程-巷道断面设计概述
井巷工程-巷道断面设计概述1. 引言井巷工程是地下工程领域中常见的一种工程类型，是指为了开采矿石、矿砂等矿产资源或进行地下交通、排水等工程需求而进行的地下巷道开挖工程。
巷道断面设计是井巷工程设计中非常重要的一部分，本文将针对巷道断面设计进行概述，包括设计原则、常用参数等内容。
2. 设计原则井巷工程中的巷道断面设计需要考虑多个方面的因素，以确保巷道的稳定性和功能满足需求。
下面列举了一些常见的设计原则：•结构稳定性：巷道断面设计应保证结构的稳定性，防止因地质变形、水压等外力导致巷道坍塌、断裂等问题。
•合理的空间利用：巷道断面设计需要考虑实际使用需求，合理分配空间，确保在有限的地下空间内满足开采、交通、排水等各种功能。
•安全考虑：设计时需考虑安全因素，如设置适当的疏散通道、防火设施、紧急避难措施等，以应对可能发生的突发情况。
•施工可行性：设计时需考虑施工可行性，确保设计方案能够在实际施工环境中实现。
3. 常用参数巷道断面设计中需要考虑的参数较多，下面列举了一些常见的参数：•巷道宽度：巷道宽度决定了巷道的通行能力，需要根据具体使用需求和使用人数来确定。
•巷道高度：巷道高度决定了巷道内部空间的利用率，也需要根据具体需求来确定。
•支护方式：根据地质条件和巷道用途的不同，选择合适的支护方式，如钢拱、喷锚网等。
•排水系统：根据地下水位、地质条件等因素，设计合理的排水系统，确保巷道内部干燥。
•通风系统：根据巷道长度、使用人数等因素，设计合理的通风系统，确保巷道内空气流通。
•照明系统：根据巷道使用需求和安全要求，设计合理的照明系统，确保巷道内有足够的照明。
4. 设计流程根据上述原则和参数，巷道断面设计通常包括以下几个步骤：1.需求分析：明确巷道的使用需求和功能要求，确定巷道用途、长度、使用人数等参数。
2.地质勘探：进行地质勘探，获取地质数据，包括地层结构、地下水位等信息。
3.初步设计：根据需求分析和地质数据，进行初步设计，确定初步的巷道断面尺寸、支护方式等。
第三章巷道断面设计
发生坠落时，不会落在轨道上，或运输设备上。电缆悬挂高度 一般为1.5-1.9m。两个悬挂点之间的距离不应大于3.0m，电 缆与运输设备之间距离不应小于0.25m。
• 四、巷道断面设计示例P68
• 问题： • 1、选择巷道断面形状应考虑哪些因素？ • 2、巷道断面设计的内容和步骤是什么？ • 3、巷道断面净宽最小要求如何规定？《规程》
• 〈2〉坡度：
•
一般取3‰-5‰或与巷道坡度相同。
• 〈3〉支护：
•
主要运输巷等服务年限长的巷道多用混凝土浇筑，
也可用砖石砌筑。
•
采区等服务年限短的巷道：不支护。
•
棚式支护巷道水沟内侧边缘距棚腿应不小于
300mm。
• 〈4〉水沟断面： • 常有倒梯形，半倒梯形，矩形等。 • 〈5〉选取 • 可根据有关技术特征表迭取﹙P69﹚页
• B、墙高h3的确定：
•
墙高指自巷底至拱基线的垂直距离。
• 对于架线电机车运输巷，按导电弓和管道装设高度和要求计算， 有矿车、输送机或无运输设备的巷道，按行人高度要求计算，但 在人行道范围内1.8m以下，不得架设管线和电缆，计算出来的 墙高h3值，按只进不舍的原则以0.1m进级。
• 具体要求：《规程》第二十一条，第356、357条
车时，指车辆顶面水平的巷道宽度，无运输设
备时，指从底板起1.6m水平的巷道宽度。
• 〈2〉巷道净宽度确定：
• A、有运输设备巷道净宽度：设备轮廓最
大宽度加人行道宽度加安全间隙等。弯道 根据运输设备相应加宽
• B、无运输设备巷道净宽度：可根据行人 及通风的需要来选取。
• 单轨矿车运输巷道净宽： B=a+A+C
锚杆，铁棚为梯形或矩形。砖石，混凝土，喷浆为拱形。
巷道断面设计
hc
ha
δ
B1 B2
hb
h3
H1
H
巷道断面内水沟设计和管线布置
一、水沟设计
二、管线布置
水沟设计
1．位置：一般布置在人行道一侧，少穿越运输线路。 2．施工要求： 平巷水沟坡度可取3‰~5‰，或与巷道的坡度相同，但一般不小 于3‰，以利于水流通畅。 运输大巷的水沟可用混凝土浇筑，也可用钢筋混凝土预制成构件，然 后送到井下铺设，服务年限短，排水量小的巷道其水沟可不用支护。 棚式支架巷道水沟一侧的边缘距棚腿距不小于300mm。 为了行人方便，主要运输大巷和倾角小于15°斜巷的水沟，应铺放钢 筋混凝上预制盖板，盖板顶面要与巷道渣面齐平。 常用的水沟断面形状有对称倒梯形、半倒梯形和矩形。各种水沟断 面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护材料和断面形状等因素决定，常用 的水沟断面和尺寸见图和表。 为了使巷道内不积水，巷道横向水沟的一侧也应有2‰的坡度，并在 水沟的侧面壁上每隔一定距离开设φ50㎜的泻水孔。
巷道净断面面积
巷道风速验算
生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还要 进行最优的风速验算： V——通过巷道的风速， V Q Vmax S Q——通过巷道的风量，
Vmax——巷道允许通风的最高风速，m／s。
《煤矿安全规程》规定 如右表，《煤炭工业矿井 设计规范》规定：矿井主 要进风巷的风速一般不大 于6m／s； 输送机巷道采区风巷一 般不大于4m／s。设计时， 应在不违反《煤矿安全规 程》的原则下，按规范要 求确定巷道断面，以留有 余地。
巷道断面净宽
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2m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3.0m。
巷道断面设计
巷道断面设计某矿运输平巷，生产能力20万吨每年，铺设单线，巷道穿过岩层f=5-6的页岩，涌水量为70立方米每小时，压风管路直径20mm，供水管路直径100mm，巷内设两条动力电缆，3条通讯电缆，通过该巷道的风量为30立方米每秒，设计该巷道断面。
1.巷道断面形状确定2.巷道断面净宽确定3.巷道断面净高确定A 、选择巷道断面该巷道生产能力为20万吨每年，且为运输平巷，服务年限较长，穿过的岩层不稳固，稳定性较差，所以选择圆弧拱F0=B0/3的断面或者是半圆拱F0=B0/3的断面。
其优缺点对比如下表格：最后选用圆弧拱B 、确定巷道经断面尺寸a 、确定巷道净宽B0根据巷道年生产能力为20万吨，且采用单轨运输，通过查表1-1确定选用架线式电机车，其型号为ZK3-6/250电机车，电机车宽(B)为1250mm，高（H）为1550mm，长（L）为2700mm，选用型号为翻斗式YFC1.10-6矿车，矿车宽（b）为980mm,高（h）为1250mm，长（l）为2400mm，两者比较取最大值，所以运输设备（电机车）宽（B）=1250mm, （电机车）高（H）为1550mm,经计算查表1-2和表1-3可以取运输设备到支架的安全间隙b1=300mm，人行道宽度b2=800mm，此时巷道的净宽度为：B0=B+b1+b2=1250+300+800=2350mmb 、确定圆弧拱参数拱高f0=B0/3=2350/3=783.3333mm,这里取f0=784mm。
半径R=0.5417B0=2350*0.5417=1272.995mm，这里取1275mm，角度α=67°23′，拱弧长P弧（B0）为1.2740。
c 、选择道床参数根据运输设备，查表1-7和表1-8，初步选择15kg/m的钢轨，采用钢筋混泥土轨枕。
底板水平面至道砟水平之间的距离h5=200mm,轨道水平至底板之间的距离h6=350mm，所以道砟水平至轨面水平之间的距离h4=h6-h5=350-200=150mm。
巷道断面设计
3）梯形巷道的净宽度
对于梯 形巷道 ，当其 内通行 矿车、 电机车 时，净 宽度系 指车辆顶 面水平 的巷道 宽度； 当其内 不通行 运输设 备时， 净 宽度系指 从底板 起1.6m水平的 巷道宽 度。
2.双轨巷道净宽度
双轨巷 道净宽 度按下 式计算 ：
（2）壁 高 的确 定 拱形巷 道的壁 高系指 自巷道 底板至 拱基线 的垂直 距离。 如图3-2-3所 示。 为了满 足行人 安全、 运输畅 通以及 安装和 检修设 备、管 缆的需 要，设 计要求 按架线 电机车 导电弓 子顶端 两切线 交点处 与巷道 拱壁间 最小安 全间隙 要求、 按管道 的装设 高度要 求；按 1.6m高度人行 道宽度 要求以 及按设 备上缘 至拱璧 最小安 全间隙 要求等 五种情 况分别 计算拱 形巷道 的 高度，并 取其最 大值。
B a 2 A1 c t
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图3-2-1 巷道净断面尺寸计算图
资7 源与安全工程学院——王昌琪
表3-2-1 巷道安全间隙表
第8页/共48页
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，应 将安全 间隙适 当加宽 ，加宽 值与车 厢长度 和弯道 半径有 关。其 加宽值 为：一 般外侧 加宽20 0mm（20t机车加 宽300mm）；内侧 加宽100mm；双轨中 线加宽 300mm。 有的设 计为了 简化计 算，采 取内侧 和外侧 均要加 宽200mm。巷道加 宽范围 ：除曲 线段外 要全部 加宽外 ，与曲 线段相 连的两 端直线 段也要 加宽， 其加宽 长度， 对于矿 车的运 输巷道 ，建议 取1.5m～3.5m；电机 车通行 的巷道 ，建议 取3m～5m；双轨曲 线巷道 ，两轨 道中线 距加宽 起 点应从直 线段开 始。其 长度建 议对机 车取5m；3t或 5t的底 卸式矿 车建议 取5～ 7m；1t矿车 可取2m。
巷道断面设计的步骤
巷道断面设计的步骤巷道断面设计就像给巷道这个“大通道”定制合身的衣服一样，得一步步来哦。
一、确定巷道的用途。
这就好比先搞清楚要给谁做衣服。
是用来走人、运煤还是通风呢？如果是走人为主的巷道，那得保证人员通行方便、安全，宽度和高度得合适，不能让人走着走着就碰头或者觉得太挤。
要是运煤的巷道，就得考虑煤流的大小，可不能让煤在巷道里堵住啦。
通风巷道呢，得保证有足够的空间让风顺畅地吹过，这样井下的空气才能保持新鲜。
二、收集相关资料。
这就像是做衣服前要量尺寸一样。
要知道巷道所在的岩石性质，是软岩还是硬岩呢？软岩的话，在设计断面的时候可能要考虑更多的支护措施，不然巷道容易变形。
还要了解矿井的生产能力，生产能力大的矿井，运输巷道可能就得设计得更宽敞些。
另外，像预计的涌水量也很重要，如果涌水量大，那排水设施得有地方放，巷道断面也得预留出空间。
三、初步确定断面形状。
这就像是挑衣服款式啦。
常见的有矩形、梯形、拱形等。
如果是在压力比较小的地层，矩形可能就够用了。
但要是压力大的地方，拱形就比较合适，它能把压力分散开，就像拱形的桥一样坚固。
梯形呢，也有它的好处，施工相对简单一些。
四、计算巷道尺寸。
这一步就开始精确“裁剪”啦。
要根据前面确定的用途、资料和形状来计算宽度、高度这些尺寸。
比如说运煤的胶带输送机巷道，要考虑胶带的宽度，两边还要留出一定的安全距离。
高度呢，要保证不会碰到运输设备，还要考虑人员在下面检修的空间。
五、进行支护设计。
这就像是给衣服加上加固的部分。
根据巷道的压力情况和岩石性质选择合适的支护方式，是锚杆支护、喷射混凝土支护还是其他的。
支护的强度要能保证巷道的稳定，不然巷道塌了可就麻烦了。
六、校验设计。
这是最后检查衣服合不合身的时候啦。
要检查通风是否满足要求，运输设备能不能顺利通过，人员行走是否安全舒适等。
如果有不合适的地方，就得回过头去修改设计，直到达到满意的效果。
巷道断面设计就是这样一个充满趣味又很严谨的过程，每一步都很重要，就像做一件精致的手工品一样。
巷道断面设计
利于安全和具有经济效益。
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
概述
《煤矿安全规程》规定：巷道净
断面必须满足行人、运输、通风和安 全设施及设备安装、检修、施工的需
求。
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
巷道 宽度
巷道 高度
巷道断 面尺寸
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
巷道 宽度
2 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
第三章 巷道断面设计
一、煤矿巷道类型与断面设计
2 巷道断面形状
拱形断面常用于服务 年限长或围岩不稳定、 地压较大的巷道
第三章 巷道断面设计
一、煤矿巷道类型与断面设计
2 巷道断面形状
梯形断面的利用率较拱 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
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
2.1 拱形巷道的净高(确定拱高和壁高) H=h0+h3-hb 式中： h0：拱形巷道的拱高； h3：拱形巷道的壁高； hb：巷道内道砟高度。
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
架线电机车
第三章 巷道断面设计
二、巷道断面尺寸确定
较长，对巷道变形与破坏有较高的要求；
(3) 为采煤工作面服务的巷道：服务年限短，受采煤工
作面动压影响显著，采前要求稳定，采后及时跨落。
第三章 巷道断面设计
一、煤矿巷道类型与断面设计
2 巷道断面形状
第三章 巷道断面设计
一、煤矿巷道类型与断面设计
4、巷道断面设计
6
（3）按人行高度要求确定h3
h3 1800 hb
，一般取j=100mm。 故
R2 ( R j)2
式中：j ——距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j≥100mm
h3 1800 200 18002 (1800 200) 2 1175 mm。
综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3 =1800mm 。 则巷道净高度H = h3－hb + h0=1800－200 + 1800 = 3400mm。
趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。试设计
运输大巷直线段的断面。
1
一、选择巷道断面形状
年产 60万t 矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年
以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m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。
V = V2 + V4= 0.96 + 0.02 = 0.98m3 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）
2( P/ 2a) 1 1 a 式中 P1 ——计算锚杆消耗周长 P1 =1.57B2= 1.57×3.95= 6.2m P 6.2 a、a’——锚杆间距、排距，a = a’= 0.8m，故 1 ，取为4 3.875 2a 2 0.8 N
21
9、爆破前，放炮员检查联线无误后，最后离开爆破地点到有 掩护的地点爆破。 10、爆破前，班长必须清点人数，确认无误方可下令爆破，放 炮员接到爆破命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5S后，才能 启动爆破器爆破。 11、爆破15分钟后，只有当工作面炮烟被吹散时，首先由班长 及放炮员及兼职瓦斯员入内巡视爆破地点，观察顶板、支架情况及 爆破效果，检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮情况，如有危险、 异常情况必须立即处理。如均无异常，其它人员方可进入工作面作 业。处理瞎炮、残炮必须按照《煤矿安全规程》第315条严格执行。 即：处理拒爆，残爆时，必须在班组长指导下进行，并应在当班处 理完毕。 如当班未能处理完毕，当班爆破工必须现场向下一班爆破 工交接清楚。 处理拒爆，残爆时，必须遵守下列规定：1)、由于连 线不良造成的拒爆，可重新连线起爆。2)、在距拒爆眼0.3m外另 打与拒爆眼平行的新炮眼，重新装药起爆。3)、严禁用镐刨或从炮 眼中取出原放置的起爆药卷或从起爆药卷中拉出电雷管。不论有无 残余炸药，严禁将炮眼残底继续加深。严禁用打眼的方法往外掏药。 严禁用压风吹拒爆，残爆炮眼。4)、处理拒爆，残爆的炮眼爆炸后， 爆破工必须详细检查炸落的煤，碎石，收集未爆的电雷管。5)、处 22 理拒爆，残爆前，严禁在该地点处理与工作无关的工作。
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第三章 巷道断面设计
△平巷断面形状
△平巷断面尺寸设计
△斜井断面设计 △竖井断面设计 △天井与溜井设计 △马头门设计
§3-1 巷道断面形状
一、概述 1、巷道断面设计的重要意义（P54） 2、断面设计的基本原则 3、断面设计的内容和步骤
二、巷道断面形状选择 1、巷道断面形状的类型 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 3、选择断面形状考虑因素
距离不得小于300mm，管子下边能满足1800mm高度的人行道。
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。 巷道净高度H0的计算式为： H0＝h3＋h0-h5 (2.6.3)
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°。
2 h3半 1800 h5 R 2－（ R 100） 1800 h5 14.1 R 50 ＝
B0
2 h3圆 1800 h5 R R 2－（ B0 / 2 100） h0
H0
3）按巷道内管路安装要求确定墙高。若架线式电机车运输巷道内 的顶部装有管路，要求导电弓子距管路的距离不得小于300mm，管路 下边有1800mm高度的人行道。
式中：h3—拱形巷道墙高；h0—拱形巷道拱高；h5—道砟厚度。
设计巷道时，若有两种以上情况，计算墙高后应取最大值，并按 10mm的倍数向上取整。 所以在进行拱形巷道净高设计时，通常主要设计工作在于确定拱形 巷道墙高（即巷道底板至拱基线之间的距离）。 通常墙高是根据电机车架线要求计算后，再按行人及管道架设等要 求验算，经比较后确定选用其中的最大值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
人行道宽度
电机车
<14t
≥800 800
≥14t
≥800
人车停车 处巷道两 侧
≥1000
矿车摘挂 钩处巷道 两侧
≥1000
表2.6.3
支 架 材
运输设备到支架的间隙
料
砖、石、混 凝土及钢筋 混凝土砌碹
≥300
不支护、木 支护、及喷 锚支护
≥300
运输设 备
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 无轨胶轮车
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。
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。
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。
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
0.5t矿车 1t 矿车 YGC1.2（6）（7） 3t矿车 平巷用人车 无轨胶 轮车 （牽引 車） （英国913BUS） （美国LS－5S －14X） （ 澳 大 利 亚 MPV－MK11）
表2.6.2
人推车 800 无轨运输
（2）巷道净高度H0的确定
② 拱形断面巷道
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2.6.5，h6和h5的选择见表2.6.6。 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
断面形状选择考虑因素2
• 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。 • 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。
1
1
2 2
3 5
4 5
9
6
7 8
6
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（a）单轨梯形巷道
（b）双轨拱形巷道
金属矿山水平巷道常用断面形状示意图
1—管缆；2—电机车架线；3—木支柱；4—片石；5—轨道；6—枕木；7— 道渣；8—水沟； 9—混凝土支护
h0 H1
b1
b
m F
b
b2
h3
S0
h6
S0
h5
B0
H0
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2.6.3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2.6.1～2.6.3。
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。
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；
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。
从上述三方面的墙高中，取其最大值定为设计的墙高。
（1）巷道净宽度B0的确定
表2.6.1
车 辆 类 型
我国电机车与矿车车辆尺寸
轨距 (㎜)
600 900 600 600 762 900 600 外 宽度 (㎜) 1060 1360 750 880 1050 1320 1020 2002 2600 2360 形 尺 高度 (㎜) 1550 1550 1100 1150 1200 1300 1450 1880 1220 1350 3450 4300 8763 8700 7100 寸 长度 (㎜) 4500 4500 1500 2000
§3-2 平巷断面尺寸设计
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）。 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 设备的数量与规格．
c）人行道宽度与各种安全间隙． d）通过巷道的风速．
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。 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 的掘进断面尺寸． e）绘图、计算工程量和材料消耗表。
• 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。 • 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2.6.4 。 表2.6.4 曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（mm）