巷道斷面設計

巷道斷面設計第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日巷道斷面：是指垂直于巷道長軸線的橫斷面。巷道斷面設計原則：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，降低造價并便于施工。巷道斷面設計內(nèi)容：斷面形狀選擇和斷面尺寸的確定；用風速校核凈斷面；選擇支架參數(shù)和道床參數(shù)；計算巷道的設計掘進斷面，并按允許加大值（超挖值）計算出巷道的計算掘進斷面積；水溝參數(shù)的確定及管線布置；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。第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)巷道斷面形狀一、斷面形狀分類按其構成的輪廓線分為兩類：（一）折邊形：巷道斷面由若干直線段構成的封閉多邊形。矩形梯形不規(guī)則形常用的斷面形狀為梯形——多用于回采巷道。第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日（二）曲邊形：斷面為曲線或曲線與直線段構成的封閉多邊形。其中，拱形常用于大巷、石門，頂?shù)坠坝糜诘讐捍蟮南锏溃瑱E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。第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日二、斷面形狀選擇巷道斷面形狀的選擇應考慮以下因素：

1）巷道穿過巖層的性質(zhì)，礦壓的大小和方向；

2）巷道的用途及服務年限；

3）支架材料及支護方式；

4）掘進方法和所用設備。由于巷道穿過巖層的堅固性與穩(wěn)定程度的差異，不同用途、不同服務年限的巷道，應選用不同的支護支護和支護材料，據(jù)此，巷道斷面形狀就基本確定了。第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)巷道斷面尺寸對斷面尺寸的要求：（1）運輸巷道①保證運輸設備暢通；②滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的行人和通風要求；③各種管線布置合理。（2）通風巷道：主要滿足通風和行人要求。第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日斷面尺寸確定依據(jù)：①運輸設備輪廓尺寸；②軌道數(shù)量、規(guī)格；③支架尺寸、管線尺寸、行人要求；④通風要求及安全間隙要求。為了簡化斷面設計，提高效率和質(zhì)量，設計部門根據(jù)標準化運輸設備、巷道用途及巖石堅固性系數(shù)f，編制了《600軌距和900軌距巷道斷面施工圖標準設計》，可供參考。第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日巷道斷面設計，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、壁高h3、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。

第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日（2）梯形巷道凈寬度①有運輸設備時，指運輸設備頂面的巷道寬度；②當巷道內(nèi)不設置也不通行運輸設備時，則凈寬度是指其凈高1/2處的水平距離。第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日

2.巷道凈寬度確定依據(jù)①有運輸設備時,取決于寬度運輸設備寬度(表5—1)、人行道寬度和相應的安全間隙，②無運輸設備的巷道可根據(jù)通風及行人需要確定。

巷道內(nèi)人行道的寬度和相應的安全間隙，《煤礦安全規(guī)程》有明確規(guī)定，設計時應按表5—2的規(guī)定選用。第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日

在運輸巷道的—側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有寬0.8m(綜合機械化采煤礦井為1m)以上的人行道，但巷道高度在1.6m至1.8m間，不得架設管、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、石或混凝土砌碹時不得小于0.25m；巷道安設運輸機時，運輸機距支護砌墻之間最突出部分的距離不得小于0.4m。人車停車地點，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，也不得架設管線和電纜。第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日

在雙軌運輸巷道中(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列車最突出部分之間的距離不得小于0.2m。在雙軌運輸巷道中，在采區(qū)裝載點，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，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。第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.巷道凈寬計算(1)雙軌巷道

B=a+2A+n+c式中:a—非人行道一側(cè)的寬度，

A—運輸設備的最大寬度；

n—運輸設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第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日令：a1=A/2+ab1=A+nc1=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第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日在設計曲線段的巷道時，應考慮車輛由于轉(zhuǎn)彎而外突，巷道需適當加寬，加寬數(shù)值可按表5—3選取。共加寬范圍：用礦車運輸時，與曲線段相聯(lián)接直線段加寬長度，建議取2．0m；電機車運輸時取5．0m。為使雙軌巷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5—3選取。第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日二、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至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度;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。

第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日

巷道凈高度必須保證車輛運行的安全和行人的方便。

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：①主要運輸巷道和主要風道凈高(架線式電機車運輸巷道除外)，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，薄煤層內(nèi)不得小于1.8m。②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)以及人行道同運輸巷道交叉的地方為2.0m;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。第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日

1．梯形斷面巷道凈高確定軌面至棚梁的高度：在用架線式電機車時，可取2200mm或2400mm(架線高度則分別為2000mm或2200mm)：，用蓄電池機車運輸，或是主要軌道上下山及用鋼筋混凝土支架支護的軌道中間巷，應不小于1900mm。一般軌道上下山及用木支架支護的巷道可取1800mm。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，一般也不應小于1800rnm。梯形斷面巷道的棚腿與水平的傾角一般為800一820。凈高計算見表3-10.第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日

2．拱形斷面巷道凈高確定

(1)拱高的確定拱高h0——是指從拱基線到拱頂?shù)拇怪本嚯x。①半圓拱拱高h0為巷道寬度的1／2；即h0=B/2；拱半徑R=B/2。特點：拱高大，能承受較大的頂壓，一般用于f≤3的情況。這種拱施工較易，有利于通風，但巷道斷面利用率較低，造價高。

第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日②三心拱拱高h0一般為巷道寬度的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：與半圓拱相比，斷面利用率高，造價低，但受力性能差，常用于圍巖f〉3的巷道。第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日

③圓弧拱拱高h0常取巷道凈寬的1/3，受力性能比半圓拱差，因只有一個半徑，地壓稍大時拱頂不易開裂。常用于圍巖較堅固，墻高較大的大巷及硐室。第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日

(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)這些條件計算后，選用其中最大值，作為直墻的高度。計算時參考圖3-3、3-4和表3-3。第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日①當采用架線式電機車運輸時，按電機車導電弓子的外緣與巷道拱壁間的距離不小于200mm考慮；②當用蓄電池機車或其他運輸方式時，直墻高度應保證人行道在距壁100mm處高度為1800mm的范圍；③頂部裝設管線的主要運輸巷道，當采用非架線礦車運輸時，管子最下邊緣應滿足1800mm的人行要求，采用架線式電機車運輸時，還要求機車的電弓與管子距離不小于300mm。第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日二、巷道凈斷面面積計算公式見表3—8、3—9、3—10。第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日三、巷道斷面通過風量的校核式中v——通過巷道風流的速度，m／s；

Q——通過巷道的風量，m3／s；

S——巷道的凈斷面積m2；

vm——巷道允許通過的最高風速m／s?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定的允許最高風速見表5—7。第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日四、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的選擇查下表第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日

2.石材支護拱厚d0和壁厚T的選擇使用料石砌筑拱、墻時，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，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，可參照表2混凝土拱厚數(shù)據(jù)選用。第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日表1第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日3.錨噴支護參數(shù)選擇查下表第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日

(二)道床參數(shù)的確定

1.鋼軌作用是引導列車運行方向,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：①承受鋼軌傳遞的壓力并傳遞給道床②固定鋼軌。分類：①木軌枕②鋼筋混凝土軌枕長度：一般取軌距的1.8～2倍。其規(guī)格見表3-6。第三十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日

3.道床作用：承擔軌枕傳來的壓力，阻止軌枕的縱向移動，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：①道渣道床②無渣道床③固定道床鋪設要求：主要軌道運輸巷，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。第三十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日五、巷道斷面計算公式巷道斷面計算公式見表3—8、3—9、3—10。第三十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日

六、錨噴支護巷道斷面設計（一）斷面形狀：錨噴支護巷道斷面形狀主要取決于巷道的用途及服務年限，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算與前面介紹的完全相同，但由于支護方式不同，錨噴支護巷道的凈空從錨桿外露的尾端算起，當噴射厚度大于錨桿外露長度時，則由混凝土面算起。

1.錨噴支護巷道斷面尺寸確定第三十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日計算掘進高度:H2=H0+C+δ

計算掘進寬度:B2=B0+2C+δ2.噴射混凝土巷道斷面尺寸的確定計算掘進高度:H2=H0+T+δ

計算掘進寬度:B2=B0+2T+δ第三十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)巷道斷面內(nèi)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