井巷設(shè)計與施工(1.1)

1、馬念杰馬念杰 中國礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)）采礦教研室電話 ：（010）62345357（O） （010）62331888（H）Email: 1.課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)課程的性質(zhì)、目的及任務(wù) l為采礦專業(yè)本科主干課程l系統(tǒng)掌握井巷設(shè)計與施工知識與技術(shù)基本理論施工技術(shù)施工管理為巷道與峒室工程、立井井筒工程和礦井建設(shè)施工組織與管理打下良好基礎(chǔ)。2.本課程的基本要求本課程的基本要求l了解立井井筒設(shè)計、立井井筒施工、鑿井結(jié)構(gòu)物和立井井筒延伸的基礎(chǔ)知識l掌握巖石平巷、井底車場與峒室、采區(qū)巷道、斜井等設(shè)計基本理論；l能夠從事建井施工的準(zhǔn)備工作和礦井建設(shè)的管理工作。3.教材及主要參考書教材及主要參考書教材：井巷設(shè)

2、計與施工，董方庭、姚玉煌、黃初主編，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1986年第一版。主要參考書：城市地下工程及井巷工程、隧道工程l56學(xué)時學(xué)時 3學(xué)分學(xué)分4.基礎(chǔ)知識礦井開采形式 露天開采 井工開采 礦井開拓巷道布置 井筒 開拓巷道 準(zhǔn)備巷道 第一節(jié) 巷道斷面設(shè)計 一、巷道斷面形狀選擇l按其構(gòu)成的輪廓線可分為折線形 和曲線形兩大類矩形、梯 形、不規(guī)則形三心拱形、半 圓拱形、切圓拱形、馬蹄形、橢圓形、圓形等。l巷道斷面設(shè)計的基本原則滿足安全與使用要求提高斷面利用率盡量縮小斷面尺寸，降低成本有利于加快施工速l巷道斷面設(shè)計的內(nèi)容巷道斷面形狀的選擇與巷道斷面尺寸的確定支架參數(shù)與道床參數(shù)的選擇水溝設(shè)計與管線布置通

3、風(fēng)驗算繪制巷道斷面施工圖等。1.巷道所處圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、地壓的大小和方向當(dāng)頂壓和側(cè)壓均不大時，可選用矩形或梯形斷面當(dāng)頂壓較大側(cè)壓較小時，則應(yīng)選用拱形斷面當(dāng)頂壓側(cè)壓大底鼓嚴(yán)重時，就須采用封閉式斷面2.巷道的用途及其服務(wù)年限開拓巷道：拱形斷面l料石l混凝土l錨噴支護(hù)準(zhǔn)備巷道：拱形斷面l鋼筋混凝土棚子支護(hù)l現(xiàn)在采用錨噴支護(hù)回采巷道：梯、矩形斷面l木材l金屬支護(hù)l錨桿支護(hù)3.選用的支架材料和支護(hù)方式木支架和鋼筋混凝土棚于適用于梯形和矩形等折線形斷面料石和混凝土支架只適用于曲線形斷面而金屬支架、錨桿支架可適用于任何形狀的斷面，噴射混凝土支護(hù)則適用于曲線形斷面 支架承載能力低，被動承載； 不適應(yīng)多數(shù)煤

4、巷條件，支架損壞嚴(yán)重。棚式支架嚴(yán)重變形、損壞棚式支架嚴(yán)重變形、損壞金屬支架支護(hù)巷道變形嚴(yán)重金屬支架支護(hù)巷道變形嚴(yán)重金屬支架支護(hù)巷道變形嚴(yán)重金屬支架支護(hù)巷道變形嚴(yán)重4.掘進(jìn)方法、掘進(jìn)設(shè)備鉆眼爆破方法l適應(yīng)任何形狀的斷面l三心供則逐漸被淘汰掘進(jìn)機(jī)組掘進(jìn)l圓形斷面l主要運(yùn)輸巷道保證運(yùn)輸設(shè)備在巷道中暢通無阻滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定的人行和通風(fēng)要求考慮敷設(shè)于巷道中的各種管路、電纜的合理布置。l通風(fēng)巷道通風(fēng)人行按設(shè)備需要校核l掘進(jìn)機(jī)械化裝裁l鋪設(shè)臨時雙軌調(diào)車l運(yùn)輸綜采支架曲線部分l內(nèi)側(cè)和外側(cè)均加寬0.2ml曲線段巷道加寬范圍 用礦車運(yùn)輸時，取2.0 用電機(jī)車運(yùn)輸時，取3.0ml例：拱形運(yùn)輸巷道巷道凈寬度按下式

5、確定l各參數(shù)的最小值見有關(guān)圖表l當(dāng)巷道采用錨噴支護(hù)、噴體支護(hù)以及磚、石或混凝土砌碹時a 0.2m；l當(dāng)巷道采用混凝土、金屬或木支架時: a 0.5；l當(dāng)巷道內(nèi)安設(shè)輸送機(jī)時，不論何種支護(hù) a 0.4m。l一般c 0.2ml在采區(qū)裝載點或礦車摘掛鉤處c 0.7l一般b 0.7ml在入車停車地點b 1.0ml若b0.7m 可在巷道的一側(cè)設(shè)置躲避峒。兩個躲避峒間間距不得超過25m。 拱形道的高度由拱高h(yuǎn)0和壁高h(yuǎn)3兩部分組成。1拱高h(yuǎn)0的確定通常從與巷道凈寬的比來表示(稱為高跨比)半圓拱拱高為巷道凈寬的1/2；切圓拱與三心圓拱高多取巷道凈寬的1/3；個別礦為提高三心拱的受力性能，將拱高取為巷道凈寬的2

6、/5。金屬礦山由于圍巖堅固穩(wěn)定，可將三心拱拱高降低為巷道凈寬的1/41/5。一般需按以下五種情況計算，取其中最大者。 (1)按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓頂端兩切線的交點處與巷道拱壁間最小安全間距n計算。(2)按管道懸吊高度與導(dǎo)電弓和電機(jī)車最小安全間距計算。(3)按人行高度要求計算。(4)按道碴面以上16m高度內(nèi)行人寬度要求計算。(5)按運(yùn)輸設(shè)備上緣至拱壁最小安全間隙要求計算。半圓拱；l 支架參數(shù)確定依據(jù)巷道的跨度和高度圍巖的性質(zhì)支架材料本身的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)形式l支架參數(shù)確定方法計算機(jī)數(shù)值模擬分析設(shè)計工程類比現(xiàn)場應(yīng)力應(yīng)變實測參考理論計算l拱頂厚度d0巷道的跨度和高度圍巖的性質(zhì)支架材料本身的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)形式l壁厚

7、T為了施工方便，一般拱形巷道的壁厚T與拱厚d相等l道床參數(shù)鋼軌型號軌枕規(guī)格道碴厚度l鋼軌型號選?。ㄒ姳?2 ）巷道類型 運(yùn)輸方式礦車容積l 軌枕類型和道碴厚度應(yīng)與軌道型號相適應(yīng)（見表l3、圖14）l位置一般布置在入行道一側(cè)（加設(shè)蓋扳）也可設(shè)在非人行道側(cè)（可不加蓋板）有底拱的巷道，水溝一般布置在巷道中間l要求 水溝蓋板頂面與道碴面齊平水溝底板掘進(jìn)標(biāo)高應(yīng)比巷道壁基礎(chǔ)標(biāo)高高出50100mm水溝縱向坡度一般與巷道坡度相同，即為35度巷道橫向水溝側(cè)應(yīng)有0.2%的坡度水溝側(cè)面每相隔一定距離留50mm泄水孔l水溝斷面形狀矩形半倒拱形倒梯形l支護(hù)一般開拓和準(zhǔn)備巷道中的水溝均需進(jìn)行支護(hù)回采巷道中的水溝一般不予支

8、護(hù)對于巖性堅硬的巷道中的水溝也不予支護(hù)l支護(hù)材料多用現(xiàn)澆混凝土 水溝斷面尺寸，按其排水量大小來決定。l按其排水量大小來決定可以通過公式計算確定，也可以查表選用l壓風(fēng)管、排水管、供水管考慮安全和架設(shè)與檢修方便l行人l工作l腐蝕l動力電纜、電纜、照明電纜相通訊線考慮安全和架設(shè)與檢修方便l動力電纜和通訊電纜，不宜設(shè)在同一側(cè)，以防電磁場作用干擾通訊信號。l高壓電纜和低壓電纜在巷道同側(cè)敷設(shè)設(shè)，也要各自懸掛l 電纜與管道在同一側(cè)敷設(shè)時，電纜在管道上方l 電纜懸掛高度應(yīng)得到保證l一般對低沼氣礦井按下式驗算風(fēng)速l對高沼氣礦井往往不能滿足，這時，巷道凈斷面尺寸就需要根據(jù)允許的最高風(fēng)速(或經(jīng)濟(jì)風(fēng)速)要求來計算。l煤礦設(shè)計部門已提供了常用的拱形、拱形和