2 巷道断面设计 (2)

巷道断面及布置巷道断面及布置一、巷道断面形状我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形管称拱形），其次是矩形。

只是在某些特定的岩层或地压情况下，才选用不规则形（如半梯形）、封闭拱形、椭圆形和圆形。

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，如侧压大，两帮支架将发生移动或被坏。

梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，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。

拱形断面则常用于服务年限长或围岩不稳定、地压大的巷道。

在特别松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用曲拱形;底膨严重时，可用带底拱的封闭拱形;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。

沿煤层掘进巷道时，为了不破坏顶板，常根据煤层赋存情况，将巷道开掘成各种不规则形。

巷道断面形状往往取决于矿区富有的支架材料和习惯采用的支护方式。

木棚子和钢筋混凝土棚子适用于梯形和矩形等断面;料石和混凝土砌碹适用于拱形、圆形等曲线形断面;而金属支架、锚杆支护适用于任何形状断面。

二、巷道断面尺寸巷道断面尺寸主要依据用途来决定的，并用所需通过风量来校正，以人员通过方便为原则，《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。

巷道开掘出后不加支护的断面称为荒（毛）断面，支护后的断面称为净断面。

巷道断面尺寸主要考虑巷道的净高和净宽。

（一）巷道的净宽度矩形巷道（直墙巷道）的净宽度，是指巷道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。

对梯形巷道，当巷道内通行矿车、电机车时，净宽度指车辆顶面水平的巷道宽度。

当巷道内设置运输机械时，净宽度指从巷道底板起1.6m高水平的巷道宽度;当巷道不放置和不通行运输设备时，净宽指净高的二分之一处的水平距离。

巷道净宽主要取决于运输设备本身的宽度，人行道宽度和相应的安全间隙，无运输设备的巷道可根据通风及行人的需要来选取。

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。

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。

(例题)某煤矿，年设计能力为60万吨，低沼气矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m 3/小时。

通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m 3/小时，采用ZK7－6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=4～6，需通过的风量为28m 3/秒。

巷道内敷设一趟200mm 的压风管和一趟100mm 的水管。

试设计运输大巷直线段的断面。

解：一、选择巷道断面形状年产60万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，故选用钢筋砂浆锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。

二、确定巷净道断面尺寸（一）确定巷道净宽度B查表5－1知ZK7－6/250电机车宽A1=1060mm 、高h=1550mm ；1.5吨矿车宽1050mm 、高1150mm 。

选较大的电机车宽a 1=1060mm 、高h=1550mm 。

根据《煤矿安全规程》并参照标准设计，取巷道人行道宽C=840mm 、非人行道一侧宽a=400mm 。

又查表5－3知本巷双轨直线段，中线距b=1300mm ，则两电机车之间距离为：1300－(1060/2+1060/2)=240mm ＜200mm.故巷道净宽度B=a 1+b+c 1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840) =930+1300+1370=3600mm（二）确定巷道拱高h 0半圆拱形巷道拱高h 0=B/2=3600/2=1800mm 。

半圆拱半径R=h 0=1800mm 。

（三） 确定巷道壁高h 31. 按架线电机车导电弓子要求确定h 3h 3≥h 4＋h0－212)()(b K n r ---由表5－4中半圆拱形巷道壁高公式得：h 4——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》188页，第365条，取h 4=2000mm ；h c ——道床总高度。