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第一部分平巷断面设计[设计题目]云南某矿中段运输巷道，设计年通过能力为90万吨，中央分列式通风。
通过该巷道的涌水量为 m3/h，通过风量为 m3/S,采用架线式电机车牵引吨矿车运输，该大巷穿过岩层以细砂岩、粉砂岩为主，岩层中等稳定，岩石坚固性系数f=4～6，岩层内水文地质简单，有少量节理裂隙水，对巷道施工有一定影响，现场实测围岩松动圈为0.8m。
巷道内设两条动力电缆、三条通讯及照明电缆，敷设一趟直径为200 mm的压风管和一趟直径为100 mm的水管,该巷道主要用于通风、出矿、排水、行人，请对该巷道进行断面设计，并计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，绘制巷道断面施工图。
[设计要求]1、必须以认真的态度，独立完成。
2、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。
3、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。
4、各项技术措施要切合实际，具有针对性。
【注意事项】学号尾数为单号的同学请设计成半圆拱形，双号的同学请设计成圆弧拱形。
2015级1班设计涌水量160m3/h,通过风量40 m3/s；2015级2班设计涌水量180m3/h,通过风量35 m3/s。
一、巷道断面设计依据《采矿手册》（井巷工程卷）、《井巷工程》，国家有关矿山建设、生产、安全的规定。
二、巷道断面设计应满足的条件1、保证人员通行安全。
2、按照通过的运输设备等技术要求和《规程》的有关规定铺设轨道，以保证通过的运输设备安全运行，并合理地布置通过巷道断面的管路及电缆等。
3、巷道断面通过最大风量时，不得超过《规程》规定的最高风速。
4、按通过的水量大小，合理设置水沟。
5、巷道断面不得小于《规程》规定的最小净断面和最小净高度。
6、满足其它要求，如在巷道一侧堆放坑木、材料或安装其它设备等。
三、巷道断面形状选择考虑的主要因素1、应综合考虑巷道围岩的性质，矿压的大小和方向；2、巷道的服务年限、用途及位置；3、巷道的支护方式和支架材料。
在一般情况下，根据前两个因素决定支护方式和支架材料，再根据充分发挥其力学性能的原则，确定巷道的断面形状。
井巷工程巷道断面课程设计井巷工程是矿山、隧道等建筑工程中不可缺少的一项基础性工作，而巷道断面课程设计则是井巷工程中至关重要的一环。
巷道断面课程设计是指根据巷道使用的目的和现场条件，合理地确定巷道的断面大小、几何形状、合适的支护方式以及拱形的大小等。
巷道断面课程设计必须考虑到众多因素，比如巷道的用途、地质结构条件、巷道长度、作业状况、支护材料等，并以此为基础确定合理的断面参数。
合理的巷道断面设计不仅能够保证巷道的安全性和稳定性，还可以节省工程投资和提高经济效益。
首先，巷道的使用目的是巷道断面设计的首要考虑因素之一，不同的使用目的需要不同的断面类型和大小。
矿井通风巷道的断面应该较大，以便有效地促进矿井空气的流通和换气。
而煤矿采煤巷道的断面大小则应该根据采煤工艺和工艺参数来合理确定，通常采用优化设计的方法，从而最大程度地提高采煤效率和煤炭的回收率。
其次，地质条件也是巷道断面课程设计的受限因素之一，不同地质条件需要不同的支护方式和断面形状。
在软岩地质条件下，巷道通常应采用大断面、强支护的设计方案，以克服软弱岩层的破坏性和巷道的变形。
另外，巷道长度和作业状况也是影响巷道断面设计的要素之一。
较长的巷道通常需要更加复杂的设计和支护方案，以确保巷道的安全和稳定，同时，巷道中的作业状况也会对巷道断面设计产生影响。
例如，巷道中的运输车辆和采运设备的大小、数量和作业方式，都需要在巷道断面设计中进行考虑。
最后，支护材料也是巷道断面设计的重要组成部分，不同的支护材料适用于不同的地质环境和巷道断面类型。
例如，在地质条件恶劣的情况下，钢筋网片、锚杆和喷锚混凝土可以组合使用，并采用复合式支架来进行巷道支护。
总之，巷道断面课程设计在井巷工程中是非常重要的一环，必须考虑到众多因素，确保巷道的安全稳定并提高经济效益。
设计者应该积极地了解和利用各种技术手段，并根据实际情况进行巷道断面设计，以保证工程质量和安全。
井巷工程各种断面计算公式
在井巷工程中，断面计算是非常重要的一项工作，它能够确定井巷的
尺寸及形状，以满足工程设计要求。
井巷的断面计算往往涉及到几何形状、地质条件、支护方式等多个因素。
下面是井巷工程中常用的几种断面计算
公式。
矩形断面是井巷工程中最简单的一种断面形式，其计算公式如下：
井巷面积=井巷宽度×井巷高度
井巷周长=2×(井巷宽度+井巷高度)
圆形断面在井巷工程中较少使用，但在一些特殊情况下可能会遇到。
其计算公式如下：
井巷面积=π×(井巷直径/2)^2
井巷周长=π×井巷直径
椭圆断面常用于需要考虑井巷内部流体流动情况的工程，如煤矿井上（下）输水井、风井等。
椭圆断面的计算公式如下：
井巷面积=π×(井巷长轴/2)×(井巷短轴/2)
井巷周长≈π×(3/2×(井巷长轴+井巷短轴)-√((3×井巷长轴-井巷
短轴)×(井巷长轴+3×井巷短轴)))
不规则多边形断面是指井巷横截面的形状无规律的情况。
通常采用数
值积分或离散化的方法进行计算。
除了以上几种常见的断面形式，还有一些特殊的断面形式，如梯形、
等腰梯形等。
这些断面形式的计算公式一般相对复杂，不再一一列举。
需要注意的是，断面计算不仅仅涉及到几何形状，还需要考虑地质条件、支护方式等因素。
在实际工程中，常常需要根据具体的工程背景进行断面计算，并且结合现场勘察的初步数据进行校核和调整。
因此，在井巷工程中，断面计算往往是一个综合性的过程，需要工程师结合具体情况进行综合分析和判断。
井巷工程课程设计学院：能源与安全工程学院专业：采矿工程学号：**********姓名：***指导老师：赵延林林大能目录第一章巷道断面设计一、选择巷道断面形状二、确定巷道净断面尺寸三、确定巷道设计掘进断面尺寸和计算掘进断面尺寸四、布置水沟和管线五、计算巷道掘进工程量和材料消耗量六、绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表第二章爆破图表编制一、炮眼直径二、炮眼深度.三、炮眼数目四、单位炸药消耗量五、爆破图表的编制第三章编制循环图表一、确定日工作制度二、确立作业方式三、确定循环方式和循环进度四、计算循环时间五、循环图表的编制第四章交叉点的设计一·交叉点的设计二·设计交叉点墙高三·计算工程量参考文献某煤矿年设计生产能力180万吨，为高瓦斯矿井，采用中央分列式通风，井下最大涌水量为120m³∕h 。
采用XK8-6∕110A 蓄电池电机车牵引1.5吨矿车运输。
该大巷穿过的岩层为稳定，岩石的坚固系数ƒ=9，大巷需通过的风量为50m³∕ｓ。
巷道内敷设一趟直径为200mm 的压风管和一趟直径为100mm 的水管。
一、选择巷道断面形状年产180万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在30年以上，采用600mm 轨距双轨运输大巷，且穿过中等稳定岩层，所以选择树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。
二、确定巷道净断面尺寸（一）确定巷道净宽度B查表知XK8-6∕110A 电机车宽A 1=1054mm ，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=1003mm 、非人行道一侧宽a=643mm 。
有查表3-3（P 62）知本巷双轨中线距b=1300mm ，则两电机车之间距离为：1300 – (1054/2+1054/2)=246>200mm故巷道净宽度：B=a 1+b+c 1 = (643+1054/2) + 1300 + (1054/2+1003)= 4000mm（二）确定巷道拱高h 0半圆拱形巷道拱高h 0=B/2=2000mm 。
井巷工程巷道断面课程设计井巷工程是煤炭开采过程中非常重要的一部分，在矿山建设和生产运营中起着至关重要的作用。
而随着矿井深入和开采的复杂程度加大，巷道的断面设计也成为了一个十分关键的问题。
本文将围绕井巷工程巷道断面课程设计这一主题进行探讨。
井巷工程巷道断面课程设计，是指根据设计要求对矿井巷道的断面进行规划和设计的过程。
在实际的生产过程中，巷道的断面大小会直接影响到矿井的生产能力、煤炭输送量、通风情况等方面，因此进行科学合理的巷道断面设计非常必要。
在进行巷道断面设计时，需要考虑到巷道的用途、地质条件、煤层厚度、生产能力、通风需求、安全要求、经济效益等因素，同时还需要考虑匹配矿车、皮带机等设备的运输需求。
另外，巷道断面的设计还需要满足规范标准，在矿山生产运营中的相关法律法规和管理标准也需要被考虑进去。
针对不同矿井的实际情况进行巷道断面设计时，需要根据不同的地质条件和生产要求来选择合适的巷道断面类型。
目前，常用的巷道断面类型主要有方形断面、圆形断面、马蹄形断面等，每种类型的巷道断面都各有特点和适用范围。
例如，方形断面在矿井中应用最广泛，适用于各种地质条件；而圆形断面适用于不稳定地层和围岩较强的地质条件下；而马蹄形断面适用于主要采用细分采煤方法的采煤工作面等。
进行巷道断面设计时，还需要考虑到巷道的泄水、通风、支护等问题。
泄水是井巷工程中最关键的问题之一，因此对于不同类型的巷道断面，泄水设计需要进行相应的调整。
通风问题也非常重要，断面的大小、巷道的走向、通风管道的选择等都需要进行科学的设计和规划才能保证安全生产。
此外，支护也是井巷工程中必不可少的环节，支护设计也要与巷道断面的大小兼容，同时还需要考虑到支护材料的可获得性和经济成本等因素。
总之，井巷工程巷道断面课程设计是井巷工程中非常重要的一部分，设计师需要充分考虑到地质条件、生产要求、法律法规等多个因素，综合考虑采用合适的巷道断面类型，并进行科学规划和设计。
井巷工程课件4巷道断面设计引言井巷工程是指在地下开采煤矿等资源时所开挖的巷道或井筒。
巷道断面设计是井巷工程中非常重要的一项内容，合理的断面设计可以保证井巷的安全和有效开采，提高煤矿生产效果。
本文档将介绍井巷工程中4巷道断面设计的相关内容。
1. 4巷道断面设计的目标4巷道断面设计的目标是确保具有最佳的开采效果和最大的安全保障。
具体目标包括： - 最大限度地保留矿层资源 - 提供足够的安全通道，便于人员和设备的进出 - 降低工作面的阻力，提高矿石的产出率 - 保证巷道的稳定和安全，防止地质灾害的发生2. 4巷道断面设计的步骤4巷道断面设计的步骤包括： 1. 确定巷道的用途和功能需求：根据巷道的具体用途，如通风、供电、输送等，确定其功能需求，为后续设计提供依据。
2. 分析地质条件：对巷道所在地的地质条件进行调查和分析，了解岩层的稳定性、岩性特点以及可能存在的地质灾害，为设计提供基础数据。
3. 计算巷道断面尺寸：根据矿层的厚度、倾角以及开采强度等因素，计算出合理的巷道断面尺寸。
其中包括横向断面尺寸和纵向断面尺寸。
4. 进行巷道稳定性分析：使用相关的稳定性分析方法，对巷道断面的稳定性进行评估，确保巷道在开采过程中能够安全稳定地存在。
5. 进行路肩设计：根据巷道的用途和开采方法，设计出符合要求的路肩，提供足够的工作空间。
6. 完善细节设计：进行巷道细节设计，包括排水、支护、排风等细节，确保巷道的功能和安全要求。
3. 巷道断面设计的重要考虑因素在4巷道断面设计过程中，需要考虑以下重要因素： - 矿层的厚度和倾角：巷道的断面尺寸应根据矿层的厚度和倾角进行合理设计，以确保开采效果和安全性。
- 矿层的开采方法：不同的矿层开采方法对巷道断面的设计有不同的要求，如采煤工艺和采矿设备的选用等。
- 巷道的用途：巷道的用途决定了其功能需求，如通风、供电、输送等，需要根据功能需求进行相应设计。
- 地质条件：地质条件对巷道的稳定性和安全性有直接影响，需要进行详细的地质调查和分析。
符号示意图
A———矩形净断面长边边长度，m
A1————矩形掘进断面长边边长度，m B———矩形、拱形巷道净宽度，m
B1———矩形、拱形巷道掘进宽度，m b————壁座厚度，m
b1梯形净上宽，m
b2梯形净下宽，m
b3梯形掘进上宽，m
b4梯形掘进下宽，m
C————矩形断面短边长度，m
C1————矩形掘进断面短边长度，m D————井筒净直径，m
D1————井筒掘进直径，m
D2————壁座最大掘进直径，m d————拱顶支护厚度，m
d0————底拱厚度，m
T————墙壁支护厚度，m
δ————超过设计规定部分厚度，m
h0————净断面拱高，m
h1————自巷道掘进底板面算起的墙高，m h2————巷道净高，m
h3————巷道掘进高度，m
h4————圆形竖井壁座高度，m
K1————位于水沟侧墙基础深度，m
K2————无水沟侧墙基础深度，m
L1————两支架间横撑长度，m
L2————支架横梁长度，m
L3————支架柱腿长度，m
L4、L5————两柱腿长度，m
n————每m支架数，架
n1————两框架立柱根数，根
V A1、V C1、V L1、V L2、V L3、V L4、V L5————分别代表长度为A1、C1、L1、L2、L4、L5的木材体积，m3
注：以上计算公式只供参考，不作为科学计算依据。
（二）确定巷道拱高h 0
半圆拱形巷道的拱高h 0=B/2=3900/2=1950mm 。
半圆拱半径R= h 0 =1950mm 。
（三）确定巷道壁高h 3
1.按架线电机车导电弓子要求确定h 3
由《井巷工程》表4-4中半圆拱形巷道拱高公式得 h 3≥h 4+hc —212)(n)-(R b K +-
式中，h4------轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取h 4=2000mm ；
hc------道床总高度。
查《井巷工程》表4-9选30.0kg/m 钢轨，再查
《井巷工程》表4-11得hc=410mm,道渣高度h b =220mm ；
n-------导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm;
K-------导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm ； b-------轨道中线与巷道中线间距
b 1=B/2—a 1=3900/2—1030=920mm 。
故h 3≥2000+410—22)209360()3001950(+--=1368.8mm 2.按管道装设要求确定h 3
h 3≥h 5+h 7+h B —2
222/K -R ）（b D m +++
式中，h5-------渣面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取h 5=1800mm ；
h 7-------管子悬吊件总高度，取h 7=900mm ； m--------导电弓子距管子间距，取m=300mm ； D--------压气管法兰盘直径，D=215mm ； b 2-------轨道中线与巷道中线间距，
b 2=B/2—C 1=3900/2—1370=580mm 。
故h 3≥1800+900+200—22)5802/215300360(1950+++-=1305mm 。
3.按人行高度要求确定h 3
h 3≥1800+h b —22j)-(R -R
式中，j-------距巷道壁的距离。
距壁j 处的巷道有效高度不小于1800mm 。
一般取j=200mm 。
hb-------道渣高度220mm
故h 3≥1800+220—22)2001950(1950--=1159.8mm
综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h 3=1450mm 。
则巷道高度H=h 3—h b +h 0=1450—220+1950=3180mm 。
（四）确定巷道净断面面积S 和净周长P 由《井巷工程》表4-8得净断面积 S=B(0.39B+h2)
式中，h 2-------道渣面以上巷道壁高，h 2=h 3—h b =1450—220=1230mm 。
故S=3900×(0.39×3900+1230)=10728900mm 2
=10.8m 2
净周长P=2.57B+2h 2=2.57×3900+2×1230=12483mm=12.5m （五）用风速校核巷道净断面面积
用《井巷工程》式（4-6）校核巷道净断面面积值。
查《井巷工程》表4-4，知V max =8m/s ，已知通过大巷风量Q=40m 3
/s ，代入式(4-6)得
V=Q/S=40/10.8=3.70＜8m/s
设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。
（六）选择支护参数
本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.9m、穿过砂岩、泥岩，且以砂岩为主，即属Ⅱ类稳定性较好围岩且泥岩松动圈为0.4～0.5m属类中松动圈一般围岩、服务年限大于80a等条件，得锚喷支护参数：锚杆长1.8m，间距a=0.8m，排距a=0.8m，锚杆直径d=18mm，喷射混凝土层厚T1=100mm，锚杆外露长度T2=50mm。
故支护厚度T=T1=100mm。
（七）选择道床参数
根据本巷道通过的运输设备，已选用300kg/m钢轨，其道床参数h c、h b分别为410mm和220mm，道渣面至轨面高度h a=h c—h b=410—220=190mm。
采用钢筋混凝土轨枕。
（八）确定巷道掘进断面尺寸
由《井巷工程》表4-8计算公式得：
巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3900+2×100=4100mm。
巷道计算掘进宽度 B2=B1+2δ=4100+2×75=4250mm。
巷道设计掘进高度H1=H+h b+T=3180+220+100=3500mm。
巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3500+75=3575mm。
巷道设计掘进断面面积S1=B1(0.39B1+h3)=4100×（0.39×
4100+1230)=11598900mm 2。
取S1=11.60m
2。
巷道计算掘进断面积S2=B2(0.39B2+h3)=4250×(0.39×
4250+1230)=12274875mm2。
取S2=12.3m 2。
三、布置巷道内水沟和管线
已知通过本巷道的水量为160m 3
/h，现采用水沟坡度为0.03%，查《井巷工
程》表4-12得：水沟深400mm 、水沟宽400mm ，水沟净断面积0.16m 2
；水沟掘进断面面积0.203m 2
，每米水沟盖板用钢筋1.633kg 、混凝土0.0276m 3
，水沟用混凝土0.133m 3。
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方.
四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量
每米巷道拱与墙计算掘进体积V 1=S 2×1=12.3×1=12.3m 3
每米巷道墙脚计算掘进体积V 1=0.2×(T+δ)×1=0.2×(0.1+0.075)×1=0.04m 3
每米巷道拱与墙喷射材料消耗V 2=1.57(B 2—T 1)T 1+2h 3T 1×1=1.57(4.25—0.10)0.10+2×1.50×0.10×1=0.95m 3
每米巷道墙脚喷射材料消耗V 4=0.2T 1×1=0.2×0.10×1=0.02m 3
每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗量）V=V 2+V 4=0.95+0.02=0.97m3 每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆） N ′=
MM'
0.5a
-P 1=11.59根 式中，P 1-------计算锚杆消耗周长，P 1=1.57B 2+2h 3=1.57 ×4.25+2×
1.5=9.67m ；
M 、M ,
-------锚杆间距、排距，M = M ,
=0.8m 。
故
折合重量为11.59×[l π（d/2）2
ρ]=11.59×[2 ×3.14×(0.018/2)2×7850]=46.28kg 。
式中，l-------锚杆深度，l=2.0m ；
d--------锚杆直径，d=18mm；
ρ-------锚杆材料密度，ρ=7850kg/m3。
每排锚杆数为N×0.8=11.59×0.8≈10根。
每米巷道锚杆注孔砂浆消耗V0=l'N(Sk—Sm），其中Sk、Sm分别为锚杆孔和锚杆的断面积。
则Vo=l
N'(Sk—Sm)=11.59×1.8×（0.0422—254.34）=0.556m3。
每米巷道粉刷面积S n=1.57B3+2h2，
式中，B3-------计算净宽，B3=B2—2T=4.25—2×0.10=4.05m。
故Sn=1.57×4.05+2×1.30=8.96m 2。
五、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗量表
根据以上计算结果，按1：50比例绘制出巷道断面图，并附上工程量及材料消耗量表，如下表。
这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的设计依据。
表1-1 运输大巷特征
表1-2 运输大巷每米工程量及材料消耗量
表1-1
运输大巷特征
围岩断面面积/m^2
设计掘进尺寸
/mm
喷
射
锚杆/mm
净
周
类别净面
积
设计
掘进
宽高
厚
度
/mm
型式
外露
长度
排列
方式
间、排
距
锚杆
长
直
径
长
/m
Ⅲ11 12.7 4100 3550 100 钢筋
砂浆
50 方形800 2000 18 12.6
表1-2 运输大巷每米工程量及材料消耗
围岩类别计算掘进工程量/m^3
锚杆
数量
材料消耗/mm
粉刷面积
/m^2巷道墙脚
锚喷射材
/m^3
锚杆
钢筋/kg
树脂药卷
/个
Ⅲ13.4 0.04 11.59 0.97 46.28 24 8.96
井巷断面附图(如下)
图2-1
参考资料
吴士良东兆星等主编：《井巷工程》，中国矿业大学出版社，2004年
沈季良等：《建井工程手册》，煤炭工业出版社，1986年
《煤矿安全规程》煤炭工业出版社2004年
《煤炭工业矿井设计规范》煤炭工业出版社2000年。
