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1、井巷与隧道工程 Drift b）巷道的净宽度（0）; c）巷道的净断面积（S）。3.2.2 考虑的主要因素： a）巷道的用途 b）存放或通过的机械，器材或运输设备的数量与规格 c）人行道宽度与各种安全间隙 d）通过巷道的风速,2020/7/23,井巷与隧道工程,20,3.2.3 尺寸确定的步骤：a）根据规程、规范和设计因素确定净断面积尺寸。（详见3.2.4）b）进行通风风速验算c）根据支架参数、道床参数、计算出巷道的设计断面 尺寸。d）并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的掘进断面 尺寸e）绘图、计算工程量和材料消耗表。,3.2 平巷断面尺寸设计,3.2.4 平巷断面设计,b运输设备的宽度,b1
2、运输设备到支架的间隙,b2人行道宽度,m两对开列车最突出部分间隙,F双轨运输线路中心线间距,轨距,拱高h0,墙高h3,巷道净高度H0,巷道净宽度B0,道砟高度h5,巷道底板到轨面高度h6,21,2020/7/23,井巷与隧道工程,22,梯形巷道净宽，无运输设备的巷道指巷道净高的12处；有运输设备的巷道，指从巷道道渣面起1.6m的高度内设备外形轮廓的最大尺寸处的宽度。 运输设备的宽度、人行道宽度、运输设备到支架的间隙可查表1-3。,（1）巷道净宽度B0的确定,拱形巷道的净宽度指直墙内侧的水平距离，可以用下面公式计算双轨运输巷道净宽度。 B02b+b1+b2+m （3.1） 或B0b+b1+b2+
3、F （3.2） 式中：b运输设备的宽度；b1运输设备到支架的间隙，从表3选取；b2人行道宽度；m两对开列车最突出部分间隙；F双轨运输线路中心线间距，在采区装载点和矿车摘挂钩地点应满足m700mm，在任何情况下均应满足m300mm。,表1 我国电机车与矿车车辆尺寸,23,表2 人行道宽度,表3 运输设备到支架的间隙,24,2020/7/23,井巷与隧道工程,25,运输平巷内一般均应设置人行道，并保证行人安全与方便；双轨运输线路之间及溜矿口(或卸矿口)一侧禁止设置人行道；人行道尽量不穿或少穿线路；在人行道侧敷设管路(架高敷设除外)时，要相应增加人行道宽度。 在标准巷道设计中，电机车运输时一般轨距为
4、600mm，两轨道中心线间距F为1300mm；对于采用900mm轨距的双轨巷道，轨道中心线间距F应为1600mm。确定巷道断面尺寸时，可先用上述尺寸设计轨道中心线间距，然后按通过运输设备的最大宽度验算两线路中心距能否满足要求。,（1）巷道净宽度B0的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,26,在设计曲线巷道时，应考虑车辆由于转弯，车缘外凸增加了车辆计算宽度，巷道需适当加宽，才能满足安全要求。曲线巷道加宽值由内侧加宽值、外侧加宽值和线路中心距加宽值三部分组成。采用电机车运输的曲线巷道，其内侧加宽值取100mm，外侧加宽值和线路中心距加宽值各取200mm。决定巷道宽度虽有上述一些规定，但在设计
5、时还要作具体分析。计算出的平巷净宽度B0，向上化为以50mm为进位的整数。 当曲线段加宽时，与曲线段连接的直线段也要加宽，其加宽长度及曲线段加宽值见表4 。,表4 曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（mm）,（1）巷道净宽度B0的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,27,有关巷道巷道高度的具体选择如下： 梯形断面巷道,（2）巷道净高度H0的确定,巷道净高度是指道砟面至拱顶内缘（或是梯形巷道顶梁下缘）的垂直距离。巷道的高度必须保证行人的方便及运输的安全。主要运输巷道和主要通风巷道的净高不得低于2m；采区(采场)内的通风巷道、出矿巷道等净高不得低于1.8m；采用木支架和钢筋混凝土预制支架的巷道应
6、考虑100mm的沉降值。,架线电机车运输时，轨面至棚梁的高度可取2200mm或2400mm，架线高则分别为2000mm或2200mm（即电机车架弓线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于200mm）；蓄电池电机车运输应不小于1900m；一般轨道上、下山及木棚支护的轨道巷可取1800mm。不设轨道的采区巷道，底板至棚梁的高度视巷道用途及巷道的倾角大小而定，一般不应小于1800mm。梯形巷道的棚腿与水平面的倾角一般为80-82,2020/7/23,井巷与隧道工程,28, 拱形断面巷道,如图2，巷道底板到轨面高度h6和道砟高度h5应与轨道类型相适应，巷道轨型选择见表5，h6和h5的选择见表6。 巷道底板到
7、拱基线高h3是根据电机车架线高度、行人和管道架设等高度的要求计算确定。当用架线电机车时，要求h3满足导电弓顶端两切线交点与拱壁间距不小于200mm；当用蓄电池电机车或其他方式运输时，h3应保证人行道在高度1800mm的范围有不小于600mm的宽度为原则。在架线电机车运输的巷道顶部安装管路，则要求导电弓距管子的距离不得小于300mm，管子下边能满足1800mm高度的人行道。,（2）巷道净高度H0的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,29,拱的高度常以与巷道净宽之比来表示，通常称高跨比。根据岩体力学原理可知，巷道顶压较大时，宜选择半圆拱形，顶压较小可选用低拱形。但拱高时，巷道断面利用不好，拱
8、高小时，断面利用率较高。一般认为拱高h0=(0.350.4)B0是合理的拱高范围。所以巷道圆弧拱和三心拱形断面多取B03，巷道围岩较稳固时可取B04甚至B05。而半圆拱拱高及拱半径均为巷道净宽之半， B02。 巷道净高度H0的计算式为： H0h3h0-h5 (2.6.3) 式中：h3拱形巷道墙高；h0拱形巷道拱高；h5道砟厚度。 设计巷道时，若有两种以上情况，计算墙高后应取最大值，并按10mm的倍数向上取整。 所以在进行拱形巷道净高设计时，通常主要设计工作在于确定拱形巷道墙高（即巷道底板至拱基线之间的距离）。 通常墙高是根据电机车架线要求计算后，再按行人及管道架设等要求验算，经比较后确定选用其
9、中的最大值。,（2）巷道净高度H0的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,30,1）按架线式电机车导电弓子顶端与巷道拱壁之间的最小安全距离n计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高h3：,（3）拱形巷道墙高h3的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,31,2）按行人要求确定巷道高度，当有矿车运输时，由于车高都低于成人身高，此时墙高应保证行人避车靠壁站时，距离墙壁100mm处的巷道有效净高不小于1800mm。此时，计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高h3：,（3）拱形巷道墙高h3的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,32,3）按巷道内管路安装要求确定墙高。若架线式电机车运输 巷道内的顶部装有管路，要求导电
10、弓子距管路的距离不得小于300mm，管路下边有1800mm高度的人行道。 从上述三方面的墙高中，取其最大值定为设计的墙高。,（3）拱形巷道墙高h3的确定,2020/7/23,井巷与隧道工程,33,1）轨道布置 巷道轨道由钢轨、轨枕和道砟三部分组成。不同巷道应从表5选择不同型号的钢轨，轨枕、道砟应与轨道类型相适应（表6）。 轨道示意图 l钢轨；2垫板；3轨枕；4道砟,（4）轨道、水沟和管线布置,2020/7/23,井巷与隧道工程,34,井下窄轨线路的木轨枕规格通常有长1200mm和上宽下宽高为120150120mm和长1200mm，上、下宽与高度为130160140mm两种，分别用于1518kg
11、m或24kgm的钢轨，轨距为600mm或900mm。为节约木材，目前我国矿井中已广泛使用钢筋混凝土轨枕。常用的钢筋混凝土轨枕的规格见表7。,表7 常用钢筋混凝土轨枕规格,（4）轨道、水沟和管线布置,2020/7/23,井巷与隧道工程,35,2）水沟布置 水沟设置应遵循下列原则：水沟一般应设置在人行道一侧，其坡度与巷道坡度相同，为3-5；水沟应加盖板，常采用钢筋混凝土预制板作盖板；当混凝土支护或不支护时，水沟侧帮坡度一般为1：0.1-1：0.25；水沟充满度取0.75；水沟中的最大流速：当混凝土支护时为5-10ms；不支护时为3-4.5ms；水沟的最小流速应满足泥砂不沉淀的要求。水沟尺寸根据通过
12、巷道的涌水量和巷道坡度选取（表8）。,水沟的断面形状：（1）对倒梯形； （2）半倒梯形； （3）矩形等,（4）轨道、水沟和管线布置,2020/7/23,井巷与隧道工程,36,表8 巷道水沟特征表,（4）轨道、水沟和管线布置,2020/7/23,井巷与隧道工程,37,3)管线布置 巷道中常需布设各种管线，如压风管、排水 管、供水管、电缆等。这些管线的布置要考 虑生产安全和工人检修操作方便。 主要运输巷道和回风道内，管线的敷设应符 合下列要求： 一般情况下管道设在人行道一侧，管道的 架设可采用管墩、托架或锚杆吊挂等方式； 动力电缆和信号电缆不宜设在同一侧，如 必须设在同一侧时，要分开悬挂，动力电缆
13、 在下，并保持300mm以上的距离；电缆与其他 管道平行敷设时，电缆要悬挂在管道上方， 并隔开300mm以上的距离； 电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不致撞 击电缆；电缆坠落时不致落在轨道上或运输 设备上。,（4）轨道、水沟和管线布置,2020/7/23,井巷与隧道工程,38,1、半圆拱:S净=B0(0.39B0+h2) h2道碴起巷道的壁高 h2 h3 h5 2、圆弧拱：S净=B0(0.24B0 + h2） 3、梯 形：S净=(B1+B2)H/2 4、矩 形：S净=BH,（5）巷道的净断面面积,2020/7/23,井巷与隧道工程,39,巷道净断面尺寸 + 支护和道床参数 = 设计掘进尺寸 半圆
14、拱：S1=B1（0.39B1+h3） 圆弧拱：S1=0.24B02+1.27B0T+1.57T2+B1h3 梯 形：S1=B1（B3+B4）H1/2 T砌璇或锚喷厚度，取100mm；,（6）巷道设计、计算掘进断面面积,巷道设计掘进断面面积,巷道计算掘进断面面积,巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值(75mm)，即为巷道计算掘进断面尺寸。 巷道设计掘进断面尺寸+掘进巷道超挖值计算掘进尺寸 半圆拱：S2=B2（0.39B2+h3） 圆弧拱：S2=0.24B02+1.27B0T+1.57T2+B2h3 梯 形：S2=B2（B3+B4）H1/2,2020/7/23,井巷与隧道工程,40,式中：
15、 巷道设计掘进宽度：B1B0+2T； 巷道设计掘进高度：H1=h3h0T； 巷道计算掘进宽度：B2B1+2； 巷道计算掘进高度：H2=H1； T砌璇或锚喷厚度，取100mm； 掘进巷道的超挖值，可取75mm 。,（6）巷道设计、计算掘进断面面积,2020/7/23,井巷与隧道工程,41,通风风速验算: =/S 低高 巷道的风速m/s 通过巷道的风量 m/s S 通过巷道的净段面积 m2 允规程允许的最高、最低风速 若计算出来的风速大于最高风速（表9） ，则要加大净面积重新调整设计尺寸。,（7）通风风速验算:,2020/7/23,井巷与隧道工程,42,3.3 斜井断面设计,斜井是地表或地下有一个
16、出口的倾斜井筒，是采用斜井开拓的大中型地下矿山最重要的咽喉工程，它承担着地表生产系统与井下生产系统或地下不同阶段生产系统之间连通的重任。 斜井常用断面一般为半圆形、三心拱形和梯形，在围岩不稳固、侧压和底压大的矿山为保护斜井安全，也采用圆形、马蹄形、椭圆形等。断面尺寸根据斜井用途、提升运输设备、管线布置、人行道、支护厚度等确定；对于通风井，其断面尺寸根据所需通风量和风速确定。,2020/7/23,井巷与隧道工程,43,3.3 斜井断面设计,斜井可采用各种提升容器（提升方式），斜井所能适应的斜井倾角可按以下原则进行选取： 串车提升，井筒倾角最好为15-20，最大不超过25。箕斗提升，一般取20-30，个别情况大于35。胶带运输机提升，一般不大于17，个别情况可达18。倾角在斜井全长内应保持不变，或变化很小，特别不允许上大下小，否则对提升、运输带来不利影响。,2020/7/23,井巷与隧道工程,4
