巷道斷面設(shè)計(jì)

1、第三章 巷道斷面設(shè)計(jì) 巷道斷面：是指垂直于巷道長軸線的橫斷面。 巷道斷面設(shè)計(jì)原則：在滿足安全和使用的前提下，力求提高斷面利用率，縮小斷面，降低造價(jià)并便于施工 。 巷道斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容：1)斷面形狀選擇和斷面尺寸的確定；2)用風(fēng)速校核凈斷面；3)選擇支架參數(shù)和道床參數(shù)；4)計(jì)算巷道的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面，并按允許加大值（超挖值）計(jì)算出巷道的計(jì)算掘進(jìn)斷面積；5)水溝參數(shù)的確定及管線布置；6)繪制斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。第一節(jié) 巷道斷面形狀 一、斷面形狀分類 按其構(gòu)成的輪廓線分為兩類： （一）折邊形：巷道斷面由若干直線段構(gòu)成的封閉多邊形。矩形梯形不規(guī)則形常用的斷面形狀為梯形多用

2、于回采巷道。（二）曲邊形：斷面為曲線或曲線與直線段構(gòu)成的封閉多邊形。其中，拱形常用于大巷、石門，頂?shù)坠坝糜诘讐捍蟮南锏?，橢圓拱、圓形用于側(cè)壓和底壓比較大的 巷道，圓形常用于立井。 二、斷面形狀選擇 巷道斷面形狀的選擇應(yīng)考慮以下因素： 1）巷道穿過巖層的性質(zhì)，礦壓的大小和方向； 2） 巷道的用途及服務(wù)年限； 3）支架材料及支護(hù)方式； 4）掘進(jìn)方法和所用設(shè)備。 由于巷道穿過巖層的堅(jiān)固性與穩(wěn)定程度的差異，不同用途、不同服務(wù)年限的巷道，應(yīng)選用不同 的支護(hù)支護(hù)和支護(hù)材料，據(jù)此，巷道斷面形狀就基本確定了。第二節(jié) 巷道斷面尺寸對斷面尺寸的要求：（1）運(yùn)輸巷道 保證運(yùn)輸設(shè)備暢通； 滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定的行人和

3、通風(fēng)要求； 各種管線布置合理。（2）通風(fēng)巷道：主要滿足通風(fēng)和行人要求。斷面尺寸確定依據(jù)：運(yùn)輸設(shè)備輪廓尺寸；軌道數(shù)量、規(guī)格；支架尺寸、管線尺寸、行人要求；通風(fēng)要求及安全間隙要求。 為了簡化斷面設(shè)計(jì)，提高效率和質(zhì)量，設(shè)計(jì)部門根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)輸設(shè)備、巷道用途及巖石堅(jiān)固性系數(shù)f，編制了600軌距和900軌距巷道斷面施工圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可供參考。 巷道斷面設(shè)計(jì)，最主要的尺寸是巷道凈寬度B、梯形巷道凈高度、拱形巷道拱高h(yuǎn)、壁高h(yuǎn)3、支架參數(shù)和道床參數(shù)。 一、巷道凈寬度的確定 1.凈寬度介定 （1）直墻和矩形巷道凈寬度是指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長度終端之間的水平距離。 （2）梯形巷道凈寬度 有運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，指運(yùn)輸設(shè)備

4、頂面的巷道寬度； 當(dāng)巷道內(nèi)不設(shè)置也不通行運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，則凈寬度是指其凈高1/2處的水平距離。 2.巷道凈寬度確定依據(jù) 有運(yùn)輸設(shè)備時(shí),取決于寬度運(yùn)輸設(shè)備寬度(表51)、人行道寬度和相應(yīng)的安全間隙， 無運(yùn)輸設(shè)備的巷道可根據(jù)通風(fēng)及行人需要確定。 巷道內(nèi)人行道的寬度和相應(yīng)的安全間隙，煤礦安全規(guī)程有明確規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按表 52的規(guī)定選用。 在運(yùn)輸巷道的側(cè)，從巷道道碴面起1.6 m的高度內(nèi)，必須留有寬0.8 m(綜合機(jī)械化采煤礦井為1 m)以上的人行道，但巷道高度在1.6 m至1.8m間，不得架設(shè)管、線、電纜。另一側(cè)的寬度：巷道采用混凝土、金屬或木支架，不得小于0.3m；巷道采用磚、石或混凝土 砌碹時(shí)不得小

5、于0.25m；巷道安設(shè)運(yùn)輸機(jī)時(shí)，運(yùn)輸機(jī)距支護(hù)砌墻之間最突出部分的距離不 得小于0.4m。 人車停車地點(diǎn)，在巷道一側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有寬1.0m的人 行道，但巷道高度在1.6m至1.8m之間，也不得架設(shè)管線和電纜。 在雙軌運(yùn)輸巷道中(包括彎道)，兩條軌道中心線之間的距離，必須使兩列車對開時(shí)列車 最突出部分之間的距離不得小于0.2m。 在雙軌運(yùn)輸巷道中，在采區(qū)裝載點(diǎn)，兩列列車車體的最突出部分之間的距離，不得小于 0.7m；在礦車摘掛鉤地點(diǎn)，兩列列車車體最突出部分的距離，不得小于1.0m，但在生產(chǎn)礦井的現(xiàn)有巷道中，不得小于0.7m。3.巷道凈寬計(jì)算(1)雙軌巷道 B=a+2A

6、+n+c式中: a非人行道一側(cè)的寬度， A運(yùn)輸設(shè)備的最大寬度； n運(yùn)輸設(shè)備最突出部分的距離； c非人行道一側(cè)的寬度。(2)單軌巷道 B=a+A+c令 ：a1= A/2 + a b1= A + n c1=A/2 + c 即: a1軌道中心線至非人行道一側(cè)的寬度， b1軌道中心線之間的距離； c1 軌道中心線至人行道一側(cè)的寬度 則：單軌巷道凈寬度 B= a1+ c1 雙軌巷道凈寬度 B= a1+ b +c1 在設(shè)計(jì)曲線段的巷道時(shí)，應(yīng)考慮車輛由于轉(zhuǎn)彎而外突，巷道需適當(dāng)加寬，加寬數(shù)值可按表53選取。共加寬范圍：用礦車運(yùn)輸時(shí)，與曲線段相聯(lián)接直線段加寬長度，建議取20m；電機(jī)車運(yùn)輸時(shí)取50m。 為使雙軌巷

7、道對開車輛之間的間隙滿足煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，兩條平行軌道的中心距可按表53選取。二、巷道凈高度的確定 矩形、梯形巷道凈高是指自道渣面或底板矩形、梯形巷道凈高是指自道渣面或底板至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度度;拱形巷道的凈高是指自道渣面至拱頂內(nèi)沿或拱形巷道的凈高是指自道渣面至拱頂內(nèi)沿或錨桿露出長度終端的高度。錨桿露出長度終端的高度。 巷道凈高度必須保證車輛運(yùn)行的安全和行人的方便。 煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程規(guī)定：規(guī)定： 主要運(yùn)輸巷道和主要風(fēng)道凈高(架線式電機(jī)車運(yùn)輸巷道除外)，自軌面起不得小于1.9m，采區(qū)內(nèi)的上下山和平巷的凈高不得小于2.0m，薄

8、煤層內(nèi)不得小于1.8m。 架空線的懸掛高度，自軌面起不得小于下列規(guī)定：有行人的巷道內(nèi)、車場內(nèi)以及人行道同運(yùn)輸巷道交叉的地方為2.0 m;不行人的巷道內(nèi)為1.8m;在井底車場內(nèi),從井底到乘人車場為2.2m。 1梯形斷面巷道凈高確定 軌面至棚梁的高度：在用架線式電機(jī)車時(shí)，可取2 200mm或2 400mm(架線高度則分別為2 000mm或2 200mm)：，用蓄電池機(jī)車運(yùn)輸，或是主要軌道上下山及用鋼筋混凝土支架支護(hù)的軌道中間巷，應(yīng)不小于1 900 mm。一般軌道上下山及用木支架支護(hù)的巷道可取1 800mm。沒有軌道的采區(qū)巷道，底板至頂板的高度視巷道用途及巷道傾角大小而定，一般也不應(yīng)小于1 800r

9、nm。梯形斷面巷道的棚腿與水平的傾角一般為800一820。 凈高計(jì)算見表3-10. 2拱形斷面巷道凈高確定 (1)拱高的確定 拱高h(yuǎn)0是指從拱基線到拱頂?shù)拇怪本嚯x。 半圓拱 拱高h(yuǎn)0為巷道寬度的12；即h0=B/2；拱半徑R= B/2。 特點(diǎn)：拱高大，能承受較大的頂壓，一般用于f3的情況。這種拱施工較易，有利于通風(fēng)，但巷道斷面利用率較低，造價(jià)高。 三心拱 拱高h(yuǎn)0一般為巷道寬度的1/3；為提高其受力性能也可將拱高加大為凈寬的2/5，金屬礦由于圍巖穩(wěn)定， h0 可降低為凈寬的1/4 1/5； 特點(diǎn)：與半圓拱相比，斷面利用率高，造價(jià)低，但受力性能差，常用于圍巖f 3 的巷道。 圓弧拱 拱高h(yuǎn)0常取

10、巷道凈寬的1/3，受力性能比半圓拱差，因只有一個(gè)半徑，地壓稍大時(shí)拱頂不易開裂。常用于圍巖較堅(jiān)固，墻高較大的大巷及硐室。 (2)巷道的墻高是依據(jù)架線的高度、人行道高以及女裝管線的要求等條件確定的。根據(jù)這些條件計(jì)算后，選用其中最大值，作為直墻的高度。 計(jì)算時(shí)參考圖3-3、3-4和表3-3。 當(dāng)采用架線式電機(jī)車運(yùn)輸時(shí)，按電機(jī)車導(dǎo)電弓子的外緣與巷道拱壁間的距離不小于200mm考慮； 當(dāng)用蓄電池機(jī)車或其他運(yùn)輸方式時(shí)，直墻高度應(yīng)保證人行道在距壁100mm處高度為1 800mm的范圍； 頂部裝設(shè)管線的主要運(yùn)輸巷道，當(dāng)采用非架線礦車運(yùn)輸時(shí)，管子最下邊緣應(yīng)滿足1 800mm的人行要求，采用架線式電機(jī)車運(yùn)輸時(shí)，還

11、要求機(jī)車的電弓與管子距離不小于300mm。二、巷道凈斷面面積計(jì)算公式見表38、 39 、 310。三、巷道斷面通過風(fēng)量的校核式中v通過巷道風(fēng)流的速度，ms； Q通過巷道的風(fēng)量，m3s； S 巷道的凈斷面積m2； vm 巷道允許通過的最高風(fēng)速ms。煤礦安全規(guī)程規(guī)定的允許最高風(fēng)速見表57。 四、支架參數(shù)和道床參數(shù)的確定 (一)支架參數(shù)的確定1.木支架的坑木直徑d的選擇查下表 2.石材支護(hù)拱厚d0和壁厚T的選擇 使用料石砌筑拱、墻時(shí)，一般采用拱、墻等厚，即拱厚d。墻厚T，可按表1選取拱、墻厚度。使用混凝土砌拱、料石砌墻時(shí)，一般拱、墻不等厚，可按表2選取拱墻厚度。拱、墻均使用混凝土砌筑時(shí)，可參照表2混

12、凝土拱厚數(shù)據(jù)選用。表13. 錨噴支護(hù)參數(shù)選擇查下表 (二)道床參數(shù)的確定 1.鋼軌 作用是引導(dǎo)列車運(yùn)行方向,支撐車輪的壓力并傳遞給軌枕. 鋼軌的型號選取見表3-5。 2.軌枕 作用：承受鋼軌傳遞的壓力并傳遞給道床 固定鋼軌。 分類：木軌枕 鋼筋混凝土軌枕 長度：一般取軌距的1.82倍。其規(guī)格見表3-6。 3.道床 作用：承擔(dān)軌枕傳來的壓力，阻止軌枕的縱向移動(dòng)，緩和車輛與鋼軌的沖擊作用，調(diào)整軌枕高度使軌面水平。 分類：道渣道床 無渣道床 固定道床 鋪設(shè)要求：主要軌道運(yùn)輸巷，軌枕下道渣厚度不得小于50，上部必須埋住軌枕高度的1/2 2/3，道床寬度為軌枕長度加200mm。 五、巷道斷面計(jì)算公式 巷

13、道斷面計(jì)算公式見表38、 39 、 310 。 六、錨噴支護(hù)巷道斷面設(shè)計(jì) （一）斷面形狀：錨噴支護(hù)巷道斷面形狀主要取決于巷道的用途及服務(wù)年限，若為主要巷道及采區(qū)集中巷道宜選用拱形，其他巷道可選用矩形、梯形或不規(guī)則形。 （二）斷面尺寸確定 巷道斷面尺寸計(jì)算與前面介紹的完全相同，但由于支護(hù)方式不同，錨噴支護(hù)巷道的凈空從錨桿外露的尾端算起，當(dāng)噴射厚度大于錨桿外露長度時(shí)，則由混凝土面算起。 1.錨噴支護(hù)巷道斷面尺寸確定 計(jì)算掘進(jìn)高度:H2=H0+C+ 計(jì)算掘進(jìn)寬度: B2=B0+2C+2.噴射混凝土巷道斷面尺寸的確定 計(jì)算掘進(jìn)高度:H2=H0+T+ 計(jì)算掘進(jìn)寬度: B2=B0+2T+第三節(jié) 巷道斷面內(nèi)

14、水溝和管線布置一、巷道內(nèi)水溝布置1.水溝位置:一般布置在人行道一側(cè)并加蓋板.若非人行道一側(cè)有較大空間,也可設(shè)在非人行道側(cè),可不加蓋板;有底拱的巷道,水溝可布置在巷道中間。2.坡度:與巷道坡度相同或0.3 0.5%。3.斷面形狀:梯形或半梯形4.水溝砌筑方法:鋼筋混凝土預(yù)制、混凝土現(xiàn)澆、不加支護(hù)（服務(wù)年限較短的回采巷）。5.水溝尺寸:根據(jù)涌水量查表3-11確定。 二、巷道內(nèi)管線布置（一）布置原則：保證安全，便于安裝和檢修。（二）布置要求： (1)在拱形巷道中，管道一般布置在人行道一側(cè)的 上部。在梯形巷道中，宜將管道布置在棚腿的下部，最 好與動(dòng)力電纜不在一側(cè)。 (2)如果管道布置在水溝上方，應(yīng)不妨礙水溝的清 理維修： (3)任何管道或電纜都應(yīng)距運(yùn)行車輛外緣有 250mm以上的間距。 (4)動(dòng)力電纜與信號電纜一般不宜布置在同一側(cè)，如必須布