【學(xué)習(xí)課件】第三章巷道斷面設(shè)計

1、 第三章 巷道斷面設(shè)計精選課件 第一節(jié) 煤礦巷道類型與斷面形狀一、煤礦巷道類型1、按照巷道用途劃分（1）、為開采水平服務(wù)的巷道：運輸大巷、石門等（2)、為采區(qū)服務(wù)的巷道：采區(qū)集中巷、采區(qū)山下山等（3）、為采煤工作面服務(wù)的巷道：工作面運輸、回風(fēng)平巷等（4）、聯(lián)絡(luò)巷：連接2條或3條以上的短巷。（5）、硐室：變電所、水泵房、絞車房等（6）、交叉點精選課件精選課件2、按照巷道層位分（1）、巖石巷道（2）、半煤巖巷道 （斷面巖石的面積在1/54/5)（3）、煤層巷道（斷面煤層的面積在4/5以上)精選課件二、巷道斷面形狀 按其構(gòu)成的輪廓線分兩種 折邊形: 矩形、梯形、不規(guī)則形曲邊形 :半圓拱形、圓弧拱形、

2、三心拱形、 橢圓形、圓形精選課件精選課件三、巷道斷面形狀選擇的因素 、按作用在巷道上的地壓大小和方向：、當(dāng)頂板壓力和側(cè)壓都不大時：梯形和矩形、當(dāng)頂壓較大、側(cè)壓較?。喊雸A拱形、圓弧形、三心拱形、當(dāng)頂壓、側(cè)壓都很大，同時有底鼓嚴(yán)重時：馬蹄形、圓形、橢圓形 精選課件精選課件、按巷道的用途及服務(wù)年限： 、服務(wù)年限長的開拓巷道：一般選拱形 、服務(wù)年限10年左右的準(zhǔn)備巷道或采區(qū)巷道：一般選梯形精選課件精選課件、按支護(hù)材料和習(xí)慣使用的支護(hù)方式：、木支架、鋼筋混凝土棚子：選梯形、錨噴支護(hù)、磚石、混凝土支護(hù)：選拱形 近年來由于廣泛采用先進(jìn)的錨噴支護(hù)技術(shù)，同時考慮到設(shè)計簡化的需要，巷道多采用半圓拱、圓弧拱，而三心

3、拱已被淘汰。部分煤礦比較薄的礦井在采區(qū)巷道往往采用梯形巷道。精選課件第二節(jié) 巷道斷面尺寸一、巷道凈寬度的確定 二、巷道的凈高度三、巷道的凈斷面面積四、巷道風(fēng)速的驗算 五、巷道設(shè)計和計算掘進(jìn)斷面面積精選課件巷道斷面尺寸決定的因素 當(dāng)確定了巷道斷面形狀和支護(hù)類型后，需要考慮如下因素來確定巷道斷面的尺寸。 1、巷道中人行的要求 2、巷道中運輸設(shè)備的類型及數(shù)量 3、支護(hù)厚度 4、通過本巷道的風(fēng)量精選課件 直墻拱形巷道的凈寬度系指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長度終端之間的水平間距。 矩形巷道的凈寬度，系指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長度終端之間的水平間距。 梯形巷道，當(dāng)其內(nèi)通行礦車、電機(jī)車時，凈寬系指車輛頂面水平的

4、巷道寬度；當(dāng)其內(nèi)不通行運輸設(shè)備時，凈寬系指自底板起1.6m高水平的巷道寬度。 一、巷道凈寬度的確定精選課件 1、單軌巷道的凈寬度B=a+ +C a:非人行道的安全寬度 取a0.3 :設(shè)備的最大寬度 C：人行道的寬度，取C0.8米 10.8米 2、雙軌巷道的凈寬度B=a+2 +C+t a：非人行道的安全寬度 a0.3米 2A1 ：2倍設(shè)備的最大寬度 C：人行道的安全寬度 T：運輸設(shè)備之間的安全間隙 t 0.2米 以直墻拱形巷道為例： Ba十2A1十c十t精選課件精選課件注意： 、為了使雙軌巷道對開列車之間有足夠的安全間隙：t可按下式求出： t=（表3-2的值雙軌中心線距）-（設(shè)備寬/2+ 設(shè)備寬

5、/2） 、巷道彎道處，其設(shè)備之間的安全間隙要加寬，同時巷道不僅在彎道處要加寬兩設(shè)備之間的安全間隙，與彎道連接的直線段也要有適當(dāng)?shù)募訉捑嚯x。一般建議加寬3-5米處，但用上述計算t的辦法都解決了。即用表3-2中的軌道中心距求出兩設(shè)備之間的安全間隙，都解決了精選課件在確定曲線段巷道凈寬度時，按公式計算巷道的凈寬，要考慮礦車在彎道上運行，由于車體的中心線和線路的中心線不相吻合，發(fā)生礦車外邊角外伸和礦車內(nèi)側(cè)車幫內(nèi)移現(xiàn)象，內(nèi)側(cè)和外側(cè)均要加寬0.2m。曲線段巷道加寬范圍：除曲線段外，用礦車運輸時與曲線段兩端相聯(lián)的各長2m的直線段也要加寬；用電機(jī)車運輸時曲線兩端直線段加寬長度為3.0m。精選課件按以上公式計算

6、的巷道凈寬度B值，應(yīng)根據(jù)只進(jìn)不舍得原則以0.1m進(jìn)級。3、無軌運輸巷道的凈寬度主要根據(jù)行人和通風(fēng)的需要來確定，主要運輸巷道應(yīng)留設(shè)寬度在1.2m以上的人行道，另一側(cè)寬度應(yīng)不小于0.5m.精選課件三、巷道凈高度的確定 (A) 拱形巷道的凈高度 H= :拱形巷道拱高 ：拱形巷道墻度 ：巷道內(nèi)道碴高度 精選課件（一）、拱高 的確定 半圓拱 =R=B/2 （巷道的凈寬度的一半） 圓弧拱 =B/3 （巷道凈寬度的1/3）（二）墻高 的確定 墻高（壁高）是指自巷道底板至拱基線的垂直距離 一般根據(jù)電機(jī)車架線，管線裝設(shè)和人行要求進(jìn)行計算（選取最大值）精選課件精選課件1、按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子要求確定墻高 （ 半圓

7、拱）精選課件 ：軌面主電機(jī)車架線高度（安全規(guī)程規(guī)定1800毫米，一般取2000毫米） ：巷道底板至軌面的距離（道床總高度） 表3-7 n：導(dǎo)電弓子距拱璧的安全距離一般取300毫米。 k:架線電機(jī)車導(dǎo)電弓子寬度之半一般718/2=359毫米 b1 :軌道中心線（非人行道一側(cè)）至巷道中心線的距離（架線中心線） b1 =B/2-(a+電機(jī)車寬度/2) 電機(jī)車寬度表3-1 a:非人行道安全寬度（規(guī)程規(guī)定0.3米一般取400毫米）精選課件精選課件2、按管道安設(shè)高度要求計算墻高 ( 雙軌巷道）精選課件 :為渣面至管子底高度（安全規(guī)程一般取h5=1800毫米）（1.8米以下不得架設(shè)管路） :道碴高度 :為管

8、子懸吊線總高度（一般取0.9-1米） D：為管子直徑 K：導(dǎo)電弓子半徑取359 b2:軌道中心線與導(dǎo)電弓子中心線間距 b2=B/2-C1=B/2-(電機(jī)車寬度/2+840) 840-指規(guī)程規(guī)定巷道人行道寬度 m:導(dǎo)電弓子距管子的安全距離取300mm 精選課件（單軌巷道） 注意 b1架線中心線（非人行道一側(cè)）距巷道中心線的的距離精選課件3、按人行高度要求計算墻高 （規(guī)程規(guī)定距壁j處的巷道有效高度不小于1800毫米 ，但j100的范圍內(nèi)計算 取200毫米精選課件精選課件4、最后比較上述三值取最大者，上述計算出墻高 值，考慮一定的余量只進(jìn)不舍的原則以0.1米進(jìn)級。(B)、無軌運輸巷道的凈高度無軌運輸

9、（包括汽車運輸）巷道最小高度除滿足行人、通風(fēng)等要求外，運輸設(shè)備頂部距巷道頂部（支護(hù)）或管線下緣的距離不得小于0.6m.精選課件四、巷道凈斷面面積 1、半圓拱 2、圓弧拱 式中 :道碴面以上巷道的壁高 :拱形巷道墻高 :道碴高度 3、梯形S=（B1+B2）H/2 4、半圓拱形周長P=2.57B+2h2精選課件五、巷道風(fēng)速的驗算 生產(chǎn)礦井的巷道通常兼作通風(fēng)用，因此還要進(jìn)行最優(yōu)的風(fēng)速驗算：V通過巷道的風(fēng)速，Q通過巷道的風(fēng)量，Vmax巷道允許通風(fēng)的最高風(fēng)速，ms。煤礦安全規(guī)程規(guī)定如右表，煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井主要進(jìn)風(fēng)巷的風(fēng)速一般不大于6ms；輸送機(jī)巷道采區(qū)風(fēng)巷一般不大于4ms。設(shè)計時，應(yīng)在不違反煤

10、礦安全規(guī)程的原則下，按規(guī)范要求確定巷道斷面，以留有余地。精選課件表3-4的數(shù)值，不超過就符合規(guī)程。精選課件六、巷道設(shè)計和計算掘進(jìn)斷面面積1支護(hù)參數(shù)的確定 2道床參數(shù)的選擇3巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面 4巷道計算掘進(jìn)斷面積精選課件1支護(hù)參數(shù)的選擇 支護(hù)是影響煤礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題，長期以來，棚式支架和磚石、混凝土砌碹是支護(hù)的主要形式，近年來，金屬支架和錨噴支護(hù)得到發(fā)展。支架參數(shù)的選取，就是確定坑木的直徑、金屬和鋼筋混凝土構(gòu)件的斷面高度以及背板厚度、噴層的厚度或錨桿外露的長度，所有這些只寸的選取方法，將在第五章中介紹精選課件2道床參數(shù)的選擇 道床參數(shù)是按選取的鋼軌型號、軌忱規(guī)格和道碴高度確

11、定的。鋼軌型號是根據(jù)巷道類型、運輸方式及礦車容積來選取。其型號的選擇及技術(shù)參數(shù)見表3-5精選課件軌枕：軌枕的類型和規(guī)格應(yīng)與選用的鋼軌型號相適應(yīng)。應(yīng)大力提倡使用鋼筋混凝土軌枕。見表3-6，比木軌枕耐用，制造簡單。精選課件道床：以堅硬不易風(fēng)化的碎石或卵石做道碴，粒度20-30毫米為宜，道砟的高度在主要運輸巷不得小于100mm，并至少把軌枕1/22/3的高度埋入道砟內(nèi)，如圖3-5。道創(chuàng)寬度可按軌枕長度再加200mm考慮。精選課件精選課件3、半圓拱巷道設(shè)計掘進(jìn)斷面面積(S1)S1=B1（0.39B1+h3） B1：巷道設(shè)計掘進(jìn)寬度 h3：巷道凈高度 其中 B1=B+2T B：巷道凈寬度 2T：巷道支護(hù)

12、厚度（噴射混凝土厚度）精選課件4、半圓拱巷道計算掘進(jìn)斷面積 (S2) S2=B2（0.39B2+H3） B2：巷道計算掘進(jìn)寬度 h3：巷道凈高度其中 B2=B1+2=B+2T+2 B：巷道凈寬度 2T：巷道支護(hù)厚度 2：允許掘進(jìn)超挖值，一般取75毫米精選課件5、巷道設(shè)計掘進(jìn)高度 =H+ +T H：巷道凈高 6、巷道計算掘進(jìn)高度 = +精選課件七、半圓拱巷道掘進(jìn)工程量和材料消耗計算公式精選課件 1、每米巷道拱與墻計算掘進(jìn)體積 V1=S21 S2：掘進(jìn)斷面積 2、每米巷道墻腳計算掘進(jìn)體積 V1=0.2（T+） 1 T：噴射厚度 ：超挖值 3、每米巷道拱與墻噴射材料消耗 V2= B2：巷道計算掘進(jìn)寬

13、度 T1：噴射混凝土厚度（支護(hù)厚度T） h3：拱形巷道墻高精選課件4、每米巷道墻腳噴射材料消耗V3=0.2T115、每米巷道噴射材料消耗（不包括損失） V=V2+V3精選課件 6、每米巷道錨桿消耗 根 (根) ：計算錨桿消耗周長 =1.57B2+2h3 B2:巷道計算掘進(jìn)寬度 為錨桿間距、排距，一般取800毫米 = =800毫米精選課件折合重量 L：為錨桿深度 d/2：d為錨桿直徑 ：錨桿材料密度 每排錨桿數(shù) 0.8 （根）精選課件 7、每米巷道粉刷面積 Sn=1.57B3+2h2 h2：道碴面以上巷道的壁高 h2=h3-hb h3：巷道壁高 hb：道碴高度B3=B2-2T=B1+2-2T=B

14、+2T+2-2T=B+2 B3：計算巷道凈寬 B2：計算掘進(jìn)寬度 B： 巷道凈寬度 2：允許超挖量 取75精選課件 第三節(jié) 巷道斷面內(nèi)水溝設(shè)計和管纜布置一、水溝設(shè)計二、管線布置精選課件一、水溝設(shè)計為了排出井下涌水及其他污水，創(chuàng)造文明生產(chǎn)的環(huán)境，設(shè)計巷道斷面時，應(yīng)根據(jù)礦井生產(chǎn)時通過該巷道的排水量設(shè)計水溝。1、水溝布置 (1)、水平巷道及傾角小于16的傾斜巷道的水溝，一般布置在人行側(cè)。當(dāng)非人行側(cè)有適當(dāng)空間時，亦可布置水溝，但應(yīng)盡量避免水溝穿越軌道或輸送機(jī)。(2)、在傾角大于16 的巷道中，當(dāng)涌水量小或巷道較窄時，水溝與人行臺階可在巷道同側(cè)平行或重疊布置;當(dāng)涌水量較大或巷道較寬時，水溝和人行臺階可分

15、設(shè)在巷道兩側(cè)。(3)、專用排水巷道、中間設(shè)人行道的巷道、有底鼓的巷道和鋪設(shè)整體道床的巷道，水溝也可布置在巷道中間。(4)、巷道橫向水溝，一般應(yīng)布置在含水層的下方、上（下）山下部車場的上方、膠帶機(jī)接頭碉室的下方或出水點處。精選課件2、水溝砌筑 根據(jù)水溝服務(wù)年限，一般將水溝分為永久性水溝和臨時性水溝兩類。永久性水溝應(yīng)砌筑，臨時性水溝可不砌筑。井底車場、主要運輸大巷、上(下)山等永久性水溝均應(yīng)砌筑，一般可用混凝土現(xiàn)澆或片石砌筑，也可采用鋼筋混凝土預(yù)制3、水溝坡度和流速 礦井水溝坡度應(yīng)與巷道坡度一致，考慮到流水通暢，平巷坡度不宜小于3，巷道中橫向水溝的坡度，不宜小于2;采區(qū)膠帶機(jī)巷道、分層運輸巷道和運

16、輸煤門、采區(qū)回風(fēng)巷道和分層回風(fēng)巷道的水溝可選用5的坡度。水溝采用混凝土砌筑時最大流速為為510m/s，不襯砌的水溝為34.5m/s。水溝的最小流速，應(yīng)以不便煤泥等雜物沉淀為原則，其值一般不應(yīng)小于0.5m/s。精選課件4、水溝的斷面常用的水溝斷面形狀：對稱倒梯形、半倒梯形和矩形。各種水溝斷面尺寸應(yīng)根據(jù)水溝流量，坡度，支護(hù)材料和斷面形狀等因素決定。 常用的水溝斷面和尺寸見圖3-6、和表3-13。5、水溝的蓋板 為了行人方便，主要運輸大巷和傾角小于15斜巷的水溝，應(yīng)鋪放鋼筋混凝上預(yù)制蓋板，蓋扳頂面要與巷道渣面齊平。其規(guī)格及材料消耗見表3-13。無運輸設(shè)備的巷道、大于15上（下）山和采區(qū)巷道的水溝一般

17、不設(shè)蓋板。精選課件精選課件精選課件精選課件二、管纜布置根據(jù)生產(chǎn)需要，巷道內(nèi)需要敷設(shè)諸如壓風(fēng)管、排水管、供水管以及其他管路。此外，還有動力電纜、照明和通訊電纜等電纜。1管道布置管道的布置要考慮安全、架設(shè)與檢修的方便，一般應(yīng)符合下列要求:(1)管道應(yīng)布置在人行道一側(cè)，管道的架設(shè)一般采用托架、管墩及錨桿吊掛等方式，并要考慮檢修的方便;若架設(shè)在人行道上方，管道下部距道昨或水溝蓋板的垂高不應(yīng)小于1.8m，若架設(shè)在水溝上，應(yīng)以不妨礙清理水溝為原則。 (2)當(dāng)管道與管道呈交叉或平行布置時，應(yīng)保證管道之間有足夠的更換距離。管道架設(shè)在平巷頂部時，應(yīng)不妨礙其他設(shè)備的維修與更換。(3)管道與運輸設(shè)備之間必須留有不小

18、于0.2m的安全距離。精選課件2、電纜布置電纜布置一般要求(1)、動力電纜和通訊電纜一般不要敷設(shè)在巷道的同一側(cè)。如受條件限制設(shè)在同一側(cè)時，通訊電纜設(shè)在動力電纜上方0.lm以上的距離處，以防電磁場作用干擾通訊信號。(2)、電纜與壓風(fēng)管、供水管在巷道同一側(cè)敷設(shè)時，必須敷設(shè)在管子上方，并保持0.3m以上的距離。(3)、電纜懸掛高度應(yīng)保證當(dāng)?shù)V車掉道時不會撞擊電纜，或者電纜發(fā)生墜落時，不會落在軌道上或運輸設(shè)備上，所以電纜懸掛高度一般為1.51.9m，電纜到巷道頂板的距離一般不小于30Omm;電纜兩個懸掛點的間距不應(yīng)大于3.0m;電纜與運輸設(shè)備之間距離不應(yīng)小于0.25m;電纜同風(fēng)筒相互之間應(yīng)保持0.3m以上距離。(4)、高壓電纜和低壓電纜在巷道同側(cè)敷設(shè)時，相互之間距離應(yīng)大于0.1m以上。高壓電纜之間、低壓電纜之間的距離不得小于5Omm，以便摘掛方便。(5)有煤塵瓦斯突出煤層中的回風(fēng)巷，禁止設(shè)置動力電纜。精選課件半圓拱形巷道管纜的布置可參見下圖3-10。精選課件精選課件三、巷道斷面施工圖將已經(jīng)設(shè)計計算的巷道斷面尺寸，一般按1:50比例繪制出巷道斷面施工圖，并附上巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表。將這些施工圖表發(fā)至施工單位，作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。目前常用的不同軌距的巷道斷面施工圖的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計己由設(shè)計單位