单击此处编辑母版文本样式,,,,1. 安全〔确定保证〕,,设计原则 2. 有用〔先进有用〕,,3. 经济〔合理有利〕,,,内容与步骤,1. 外形与支护(年限、用途、岩性〕、净断面尺寸〔设备、安全间隙、行人〕、风速验算；,,2. 设计掘进断面尺寸、计算掘进断面尺寸；,,3. 布置水沟、管缆；,,4. 绘制施工图、特征表、工程量及材料表第三章 巷道断面设计,,,,巷道用途：,行人、运输、通风、设备安装、安全、施工、检修,施工、使用、修理,矿井系统示意图,,,第一节 巷道类型与断面外形,,一、巷道类型,,1、按用途分类：,,〔1)为开采水平效劳: 大巷、石门、井底车场〔2)为采区效劳：采区上下山巷道、采区石门、车场〔3)为回采面效劳：顺槽〔轨道、皮带、回风〕、切眼2、按层位分：,,〔1〕岩石巷,,〔2〕半煤岩巷 〔岩石面积大于1/5、小于4/5〕,,〔3〕煤巷,二. 常用的断面外形,,折线形：矩形、梯形和,,不规章形,,曲线形：拱形、圆形、马蹄形,,及椭圆形,,稳定性挨次：h---i—g—d—e— f—b—a—c.,,考虑因素：位置、岩性及地应力，用途与年限，支护方式与材料，施工与生产设备。
⑴ 位置及围岩性质〔地压的大小和方向及围岩强度〕,,,,⑵ 用途及效劳年限〔支护的形式——支护本钱〕,,,,⑶ 支护材料和支护方式,,,,⑷ 掘进的方式和设备,,,岩石巷道－锚喷支护－拱形断面,,,煤层巷道－锚、带、网支护或金属支架－梯形断面,二,.,断面的选择,其次节 巷道断面尺寸,,巷道净宽度确定,,1. 梯形巷道净宽度确实定,,净宽度的含义：运输设备(运输巷〕顶面或距地板1.6m高(行人巷〕水平宽度B ＝ a + 2A1 + n+ c ≥ 2.0m,,① a非人行侧 > 0.3m，安设输送机时a >0.5m；,,② A1运输设备宽度--〔表3－1〕；,,③ n设备安全间隙≥ 0.2m，采区装载点≥0.7m， 在摘挂钩点≥1.0,,④c人行道宽度 ≥ 0.8m〔道碴面起1.6m高度〕在人车停靠点c ≥ 1.0m；,,,2. 拱形巷道净宽度确实定,,净宽度的含义：指直墙内侧的水平宽度,,B ＝ a + 2A1 + t+ c ≥ 2.0m,,① a非人行侧 > 0.3m，安设输送机时a >0.5m；,,② A1运输设备宽度--〔表3－1〕；,,③ t设备安全间隙≥ 0.2m，采区装载点≥0.7m， 在摘挂钩点≥1.0,,④c人行道宽度 ≥ 0.8m〔道碴面起1.6m高度〕在人车停靠点c ≥ 1.0m；,《煤矿安全规程》其次十二条 建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道渣面起1.6m的高度内，必需留有宽0.8m〔综合机械化采煤矿井为1.0m〕以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m；巷道另一侧的宽度不得小于0.3m〔综合机械化采煤矿井为0.5m〕。
巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m；输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和修理的需要，并不得小于0.7m巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出局部，与巷帮支护的距离不得小于0.3mZ-,直流，,k-,矿用，,7-,吨位，,6-600,轨距，,250-,额定电压，,x-,蓄电，,A-,安全,二. 净高度确实定,,1 .矩形、梯形巷道净高度：道碴面〔地板〕起至顶梁或锚杆终端的垂直高度计算公式见表3-4,《煤炭安全规程》要求 巷道净断面必需满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要，并符合以下要求：,,〔一〕主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m〔二〕采区上山、下山和平巷,净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m第三百五十六条 自轨面算起，电机车架空线的悬挂高度应符合以下要求：,,〔一〕在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道穿插的地方不小于2.0m；在不行人的巷道内不小于1.9m〔二〕在井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2m2. 拱形巷道净高度确实定,,h = h0 + h3 － hb,,h0—拱高：半圆拱 h0＝B/2；,,圆弧拱 h0＝B/3,,h3—墙高，只进不舍，,,并按0.1m进级,,hb ---道渣高度 ，见表3-5,,壁高h3应满足巷道内①电机车架线、 ②管道铺设、 ③行人高度和④宽度以及⑤运输设备上缘距拱壁的安全间隙要求，P59表3－3。
对于架线电机车运输的巷道，一般按其中架线电机车导电弓子和管道装设高度要求计算即能满足设计要求；其他如矿车运输、仅铺设输送机或无运输设备的巷道，一般只按行人高度要求计算即可满足设计要求，但在人行道范围内1.8m以下，不得架设管、线和电缆①按架线电机车导电弓子要求确定――导电弓子外缘与拱璧间距n≥200mm〔300mm〕,《施工与验收标准》第条 架线电机车的导线吊挂高度，应符合以下数值：导线距巷道顶或棚梁之间不得小于200mm，距金属管线之间不得小于300mm②按管道的安设要求确定－－导电弓子外缘与管子间距m≥300mm〔300mm〕,k,③按行人高度要求确定――距壁j处有效高度≥1800mm，j≥200mm〔200mm〕,三. 净断面面积 表3－8〔半圆拱〕，3－9〔圆弧拱〕P63,,半圆拱： S = B〔0.39B + h2〕 圆弧拱： S = B〔0.24B + h2〕,,四. 风速验算－《煤矿安全规程》规定,,必要性：风速大——扬起煤尘、身心安康、工作效率、煤尘爆炸,,,五. 巷道设计掘进断面积,,=净断面面积＋支护面积＋道床面积,,〔一〕支护参数确定：锚喷、砌碹、支架,,〔二〕道床参数：,,钢轨〔表3－5〕：型号〔15、18、22、24、30、38 kg/m 〕；,,轨枕〔表3－6〕：开拓巷道——〔预应力〕钢筋混凝土轨枕,,采准巷道和回采巷道——木轨枕,,道床: 厚度不小于100mm， 道床参数的选择(表3-5〕,,,,,,〔三〕巷道设计掘进断面积,,半圆拱： S1 = B1(0.39B1 + h3),,圆弧拱： S1 = 0.24B2 + 1.27BT + 1.57 T2 + B1h3,,梯形： S=〔B1+B2〕H/2,,六、 巷道的计算掘进断面积,,考虑 超挖值 δ= 75mm,,半圆拱： S2 = B2〔0.39B2 + h3〕,,圆弧拱： S2 = 0.24B2 + 1.27BT + 1.57 T2 + 0.24T+0.1B+0.01+B1h3,,,第三节 水沟及管线的布置,一. 水沟,,① 位置：,,② 坡度：,,纵向：3‰～5‰,,横向：2‰,,③ 外形：,,④ 支护：,《设计标准》第条 大巷水沟应布置在人行道同侧。
水沟宜承受混凝土浇灌，并设置预制钢筋混凝土盖板当水中含煤泥较多、沿沟清理不便时，应在适当地点设置小型沉淀池二. 管线的布置,,①管〔人行道一侧，1800mm，0.2m运输设备安全距离〕、线不同侧〔否则0.3m〕；,,② 和信号电缆与电力电缆不同侧，否则在上方大于0.1m；,,③电缆悬挂1.5~1.9m，两挂点小于3.0m，电缆与风筒0.3m，与运输设备安全距离0.25m；,三、绘制巷道断面施工图,(1∶50),、绘制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表,,巷道断面图与工程量及材料消耗量表统称为,巷道断面施工图,这些施工图，发至施工单位，作为指导施工的设计依据目前常用的不同轨距的巷道断面施工图的标准设计已由设计单位编出第四节 巷道断面设计例如,某煤矿，年产设计力气为90万t，矿井属低瓦斯矿井，中心分列式通风，井下最大涌水量为 320m3/h通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为 160m3/h，承受 ZK10－6/250架线式电机车牵引1.5t矿车运输该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石牢固性系数 f = 4～6，大巷需通过的风量为48m3/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。
试设计运输大巷直线段的断面一、选择巷道断面外形,,年产 90万t 矿井的第一水平运输大巷，一般效劳年限在20年以上，承受600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，应选用左旋螺纹钢锚杆和喷射混凝土支护，巷道断面为半圆拱形二．确定巷道断面尺寸,,㈠ 确定巷道净宽度B,,查表3-2知ZK10－6/250电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm依据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C = 840mm、非人行道一侧宽a=400mm又查表3-3知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间距离为,,t = 1300－〔1060/2 + 1060/2〕= 240mm,,故巷道净宽度: B = a1 + b + c1 =〔400 + 1060/2〕+ 1300 +〔1060/2 + 840〕= 930 + 1300 + 1370 = 3600mm,,( 或 ： B= a+2A1+t+c =400+2×1060+240+840=3600mm ),㈡ 确定巷道拱高h0,,半圆拱形巷道拱高h0 =3600/2=1800mm。
半圆拱半径R=1800mm㈢ 确定巷道墙高h3,,1．按架线电机车导电弓子要求确定h3,,由表3-6中半圆拱形巷道拱高公式得,,,,式中 h4——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取h4 = 2023mm；,,hc——道床总高度查表3-10选30kg/m钢轨，再查表3-7得hc= 410mm，道碴高度hb= 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；,,b1——轨道中线与巷道中线间距，b1 = B/2－a1 = 3600/2－930 = 870mm (a1 =a+A1/2=400+1060/2=930〕,,故 mm,2.,按管道装设要求确定,h,3,,,式中,h,5,——,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——,压风管,(200mm),法兰盘直径，,D = 335mm,；,,,b,2,——,轨道中线与巷道中线间距，,b,2,,= B/2,－,C,1,= 3600/2,－,1370 = 430mm,。
C,1,= A,1,/2+C=1060/2+840=1370,),,故,mm,,,3．按人行高度要求确定h3,,,式中 j ——距壁j处的巷道有效高度不小于1800mmj≥100mm，,,一 般取j=200mmhb ---道渣高度， hb =220mm,,故 mm综上计算，并考虑确定的余量、确定本巷道壁高为h3 =1820m 则巷道净高度H = h0+h3－hb =1800+1820－220= 3400mm㈣ 确定巷道净断面积S和净周长P,,由表3-7得净断面积,,式中h2—道碴面以上巷道壁高，h2 = h3－hb= 1820－220 = 1600mm故 =10814400 mm2 = 10.8 m2,,净周长 P = 2.57B + 2h2 = 2.57×3600 + 2×1600 = 12500mm = 12.5m,,㈤ 用风速校核巷道净断面积,,用式〔3-6〕校核：,,查表3-4，知vmax= 8m/s；《煤炭工业设计标准》 vmax= 6m/s，取vmax= 6m/s。
通过大巷风量Q =48m3/s，代入式〔3-9〕得,,m/s,,设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用㈥ 选择支护参数,,本巷道承受锚喷支护，依据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、效劳年限大于20年等条件，得锚喷支护参数：锚杆长2.0m，间距a = 0.78≈0.8m，排距a’=0.8m，锚杆直径d = 18mm，托板为8×150×150mm钢板，喷射混凝土层厚T1 = 100mm故支护厚度T = T1 = 100mm㈦ 选择道床多数,,依据本巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为410和220mm，道渣面至轨面高度ha= hc－hb= 410－220 = 190mm来用钢筋混凝土轨枕㈧ 确定巷道掘进断面尺寸,,由表3-7计算公式得：,,巷道设计掘进宽度B1= B + 2T = 3600 + 2×100 = 3800mm,,巷道计算掘进宽度B2= B1 + 2δ = 3800 + 2×75 = 3950mm,,巷道设计掘进高度H1= H + hb + T = 3400 + 220 + 100 = 3720mm,,巷道计算掘进高度H2= H1 +δ = 3720 + 75 = 3795mm,,巷道设计掘进断面面积,,S1= B1〔0.39B1 + h3〕= 3800〔0.39×3800 + 1820〕= 12547600mm2,,取S1= 12.55 m2,,巷道计算掘进断面积,,S2= B2〔0.39B2 + h3〕= 3950〔0.39×3950 + 1820〕= 13273975mm2,,取S2= 13.27 m2,三．布置巷道内水沟和管线,,通过本巷道的水量为160m3/h，现承受水沟坡度为3‰，查表3-12得：水沟深400mm、水沟宽400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。
管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方四．计算巷道掘进工程量及材料消耗量,,由表3-8计算公式得：,,每米巷道拱与墙计算掘进体积V1= S2×1 =13.27×1=13.27m3,,每米巷道墙脚计算掘进体积V1= 0.2〔T +δ〕×1 = 0.2〔0.1 + 0.075〕×1 = 0.04m3,每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2 = [1.57〔B2－T1〕T1 + 2h3T1]×1,,= [1.57〔3.95－0.10〕0.10 + 2×1.82×0.10]×1= 0.968m3,,每米巷道墙脚喷射材料消耗V4 =0.2T1×1 = 0.2×0.10×1= 0.02m3,,每米巷道喷射材料消耗〔不包括损失〕,,V = V2 + V4= 0.968 + 0.02 = 0.988m3,,每米巷道锚杆消耗〔仅拱部打锚杆〕,,,式中 ——计算锚杆消耗周长,,=1.57B2+2 h3 =1.57×3.95+2×1.82= 9.84m,,,a、a’——锚杆间距、排距，a = a’= 0.8m， ，,,故 根 根,,折合重量为：,,,kg,,式中,l,——,锚杆长度，,l,= 2.0m,；,,,d,——,锚杆直径，,d,= 18mm,；,,,ρ,——,锚杆材料密度，,ρ,= 7850kg/m,3,。
每排锚杆数为：,N×0.8 = 14.75×0.8=11.8≈12,根,,每排树脂药卷数量：,M×0.8=29.5×0.8=23.6≈24,支,,每米巷道粉刷面积：,S,n,= 1.57B,3,+ 2,h,2,,式中,B,3,= B,2,－,2 T = 3.95,－,2×0.10 = 3.75m,,,故,S,n,= 1.57×3.75 + 2×1.60 = 9.1m,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及材料消耗量,,,,依据以上计算结果，按1︰50比例绘制出巷道断面图〔图3－11〕，并附上工程量及材秒消耗量表3－13及表3－14这些施工图表发至施工单位、作为指导施工的设计依据作业一：,,巷道断面设计,,某煤矿，年设计生产力气150万吨，属低瓦斯矿井，承受中心并列式通风，井下最大涌水量为180m3/h，风量为 36 m3/s ；承受 ZK10-9/250 直流架线电机车 牵引 1.5 t 矿车运输巷道内铺设一趟φ200mm的压气管和一趟φ100mm的供水管大巷穿过较稳定岩层试设计运输大巷直线段的断面，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。
作业要求：,,①统一用A4纸，钢笔书写；,,③ 统一封面〔题目，班级、姓名、日期等〕；,,④计算步骤、公式、图表要全，用铅笔按比例绘图单号：半圆拱，药卷规格,φ,32mm×100g×150mm,,,1,：,3 t,矿车,,,1,、,3,、,5,：,ZK10—9/250 3,：,1.5 t,矿车,,,5,：,1 t,矿车,,,7,：,3 t,矿车,,7,、,9,、,11,：,ZK10—6/550—7c 9,：,1.5 t,矿车,,,11,：,1 t,矿车,,,13,：,3 t,矿车,,13,、,15,、,17,：,ZK10—6/250 15,：,1.5 t,矿车,,,17,：,1 t,矿车,,,19,：,3 t,矿车,,19,、,21,、,23,：,ZK14—9/550 21,：,1.5 t,矿车,,,23,：,1 t,矿车,,,25,：,3 t,矿车,,25,、,27,、,29,：,ZK7—6/250 27,：,1.5 t,矿车,,,29,：,1 t,矿车,,,,,,双号：圆弧拱，药卷规格,φ,35mm×150g×170mm,,2,：,3 t,矿车,,2,、,4,、,6,：,ZK10—9/250 4,：,1.5 t,矿车,,,6,：,1 t,矿车,,,8,：,3 t,矿车,,8,、,10,、,12,：,ZK10—6/550—7c 10,：,1.5 t,矿车,,,12,：,1 t,矿车,,,14,：,3 t,矿车,,14,、,16,、,18,：,ZK10—6/250 16,：,1.5 t,矿车,,,18,：,1 t,矿车,,,20,：,3 t,矿车,,20,、,22,、,24,：,ZK14—9/550 22,：,1.5 t,矿车,,,24,：,1 t,矿车,,,26,：,1 t,矿车,,26,、,28,、,30,：,ZK7—6/250 28,：,1.5 t,矿车,,,30,：,3 t,矿车,,,,,,作业要求：,,统一用A4纸，钢笔书写；,,图、表、公式统一编号；,,用铅笔按比例画图；,,统一封面〔题目，姓名，班级、学号、指导教师、日期等〕；,1,班：水量,160m,3,/h,，风量,40 m,3,/s,。
2,班：水量,200m,3,/h,，风量,35 m,3,/s,3,班：水量,180m,3,/h,，风量,30 m,3,,4,班：水量,240m,3,/h,，风量,500 m,3,本章要求,,1．简述巷道断面设计的原则和步骤2．巷道断面设计的根本原则是什么？巷道断面尺寸应满足哪些要求？,,3．拱形巷道的墙高受哪些因素的制约？,,4．在确认巷道净断面规格时，为什么必需验算风速？,,5．净断面、设计掘进断面和计算掘进断面有何区分？巷道超挖和欠挖的后果是什么？,,6．依据什么原则选择水沟断面？对水沟的坡度有何要求？,。