巷道断面形状的选择

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。

巷道断面形状的分类和选择3.1巷道断面的分类及适用的条件巷道是井下生产的动脉，巷道的断面形状直接影响到矿山生产的安全和经济效益。

我国矿井下使用的巷道断面形状按其轮廓线可分为折线形和曲线形两大类。

其中折线形的如矩形、梯形、不规则形，曲线形的如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱、马蹄形、椭圆形和圆形等。

常用巷道断面及其适用条件见表3.1表3.1常用巷道断面及其适用条件每一种形状的断面都有其所适应的矿山类型，开采方式，支护类型，和矿山所处的地质条件。

所以在不同的矿山地质条件，支护条件及其他条件下我们要选择不同形状的巷道断面，这样不仅可以节约矿山基建的成本，减小不必要的施工量，还能更好的服务于矿山正常的生产，完成每一年的生产任务。

3.2巷道断面选择的依据巷道断面的形状的选择主要考虑围岩的物理力学性质，矿山压力的大小和方向，巷道的用途和服务年限，支护的方式和材料，巷道的掘进方法和设备等因素。

一般情况下，在选择巷道断面形状时，首先考虑作用在巷道上地压的大小和方向，再根据地压的大小和方向选择相应的巷道断面形状。

巷道的用途和服务年限也是选择断面要考虑的重要因素。

服务时间越长选择拱形断面比较有利，反之采用梯形等折线断面的比较的多。

支护材料和矿区习惯的支护方式也是影响断面形状选择的因素。

如采用木支架，钢筋混凝土支架则一般采用举行和梯形断面的巷道；随着采矿技术的发展和支护材料的更新，尤其是锚喷支护技术的不断发展为拱形巷道的大量使用提供了条件。

在一些开采深度已达到1000米以上的矿上开始使用反拱的马蹄形及圆形巷道断面［2］。

这也是深部开采巷道断面选择的趋势。

上述选择巷道断面形状应考虑人的诸多因素，彼此密切联系而又相互制约，条件要求不同，影响因素的主次位置就发生变化。

需要具体的分析。

3.3巷道断面设计的基本原则巷道断面设计的基本原则：在满足安全和使用要球的条件下提高断面的利用率，缩小断面，降低造价并便于快速施工。

巷道断面尺寸的大小是根据通过巷道的运输设备类型和数量，运行速度，轨道数目支护材料以及结构形式来确定。

煤矿巷道断面图册说明-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1煤矿巷道断面图册说明一、巷道断面形状及支护形式根据矿区的地质特征、巷道的用途、服务年限以及各矿井巷道使用实践，矿区矿井巷道的岩巷一般采用半园拱锚（锚网）喷支护，半煤巷一般采用梯形金属支护或U型金属支护，煤巷一般采用U型金属支护。

二、巷道断面尺寸主要根据《煤矿安全规程》的有关规定、矿井目前在用运输设备尺寸（8吨蓄电池电机车，轨距600，长×宽×高=2000×880×1550；1吨固定矿车，轨距600，长×宽×高=4500×1060×1150）及未来推行采掘机械化主要设备尺寸，行人宽度和安全间隙等，并满足矿井工作面风量需要进行设计，根据实践使用经验，矿井巷道断面尺寸一般确定为：（一）岩巷1.主要运输巷：水平顶（底）运输大巷、主运输石门、采区轨道上山，巷道规格要求净高不小于2.5m，净宽不小于2.6m。

支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm和50-70mm,对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。

（见图4）2.车场及硐室：机采工作面采区上、中部车场、区段运输石门（无机车运行），巷道规格净高不小于2.5m,净宽不小于3.2m；水平运输大巷车场、采区变电所及采区下部车场（有机车运行），巷道规格净高不小于2.8m，净宽不小于3.6m；中央变电所，巷道规格净高不小于3.0m，净宽不小于4.0m。

支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm和70-100mm，对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。

（见图5、6、7）3.区段运输中巷：区段顶（底）运输巷、石门，巷道规格要求净高不小于2.4m，净宽不小于2.4m；支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm和50-70mm,对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。

（1）选择巷道断面形状。

该巷道为阶段运输大巷道，穿过的岩层（f=7~8），故采用混凝土砌碹，选用三心拱形断面，拱与墙同厚，取d0=T=300mm。

（2）确定巷道净断面尺寸。

1）经换算得两运输设备之间的间隙为：m=1600-1360=240mm 但由表得m>=250.所以m取250mm取运输设备到支架间隙b1=300mm，人行道宽度b2=800mm，此时巷道净宽度为：B0=2b+m+b1+b2=2*1360+250+300+800=4070mm2）确定三心拱参数。

取拱高为巷道净宽1/3的三心拱。

拱高f0=B0/3=1356mm，取f0=1360mmR=0.692B0=2820mmr=0.262B0=1070mm3）轨道参数选择。

根据采用的运输设备，查表得，选用30kg/m的钢轨；采用钢筋混凝土轨枕，h6=350mm，h5=200mm。

4）确定墙高。

①按架线要求确定墙高。

已知：r=1070mm；A=b/2+b1=980mm取K=400mm，则cosβ=（r-A+K）/(r-250)=0.597>0.554=1743 mm②按行人要求确定墙高。

h3=1900-√r²-（r-100）²=1698mm③按管路要求确定墙高。

根据实际情况布置管路，只要满足《安全规程》即可。

以上计算结果取最大值，即从底板算起墙高为1743mm，取1740mm。

（3）巷道净断面积与风速校核：1）巷道净断面积：S净=B0（h2+0.262B0）≈10.4㎡2）风速校核：V=Q/S净≈3.85<6m/s符合要求。

（4）水沟设计与管线布置：1)水沟坡度与管道坡度相同，为3‰。

2)根据涌水量为200m³/h，水沟采用混凝土砌碹。

经计算，水沟上宽500mm，下宽450mm，深度500mm，净断面积0.24㎡。

3)动力电缆布置在非人行道的一侧，通讯、照明电缆布置于人行道一侧，距供水管300mm。

对巷道断面及尺寸的区分和理解在煤矿采矿工程专业主干课程《井巷工程》巷道断面设计中,我们对巷道净断面、设计掘进断面、计算掘进断面及其尺寸,理解不是很好,并且难以掌握,容易混淆。

在设计时,经常会出现计算和绘图错误。

为了让我们更好的弄清概念,学以致用,我认为应从如下几方面对其进行区分和理解。

一、透彻理解巷遭断面及其尺寸的概念巷道断面及其尺寸是巷道断面设计的主要参数,是巷道掘进施工与支护的依据。

一般情况下,我国煤矿巷道的断面形状常选用矩形、梯形和直墙拱形。

巷道断面尺寸,其合理与否直接影响到煤矿生产的安全和经济效果。

在巷道断面设计中山现的巷道净断面、设计掘进断面、计算掘进断面及其尺寸的大小分别由相对应的宽度和高度确定。

(一)巷道净断面及尺寸巷道净断面是指煤矿井巷中用于满足行人、运输、通风、安装设施设备等有效的断面。

它的大小由其净宽度和净高度确定。

1.巷道净宽度矩形和直墙巷道的净宽度,是指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离。

梯形断面巷道的净宽度由下列情形确定:①当其内通行矿车、电机车时,净宽度足指车辆顶面水平的巷道宽度。

②当其内不通行运输设备时,净宽度是指底板起1.6米高水平的巷道宽度。

2.巷道净高度矩形、梯形断面巷道的净高度,是指由道渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。

拱形断面巷道的净高度,是指道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。

它是由道渣面起巷道的壁高和拱高两部分之和确定。

从概念及断面图可知,巷道的宽度和高度(断面尺寸)分别是其断面水平和垂直方向上的长度。

值得一提的是:锚喷支护巷道断面净尺寸是从锚杆外露的尾端算起,但当喷射混凝土厚度大于锚杆外露长度时,则应由喷射混凝土面算起;棚式支架支护巷道断面净尺寸,则从支架内侧算起。

(二)巷道设计掘进断面及尺寸巷道设计掘进断面是在其净断面基础上,考虑到支架及道床本身占用空间后得到的断面。

它相对应的设计掘进宽度,是巷道净宽度加上水平方向支架占用空间的尺寸,设计掘进高度是巷道净高度加上垂直方向支架和道床本身占用空间的尺寸。

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。