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1、第二章 巷道断面设计,第一节 巷道断面形状的选择,第二节 巷道断面尺寸的确定,一.巷道净宽度的确定 B=a+2A1+C+t2.4m(3-1)式中:B-巷道宽度,m;a-非人行道以侧的宽度,a0.3m;煤矿安全规程 A1-运输设备的最大宽度,m;井巷工程P56，井巷设计与施工P4；C-人行道的宽度,C0.8m;煤矿安全规程 t-两对开列车最突出部分之间的距离,t0.2m;规程二.巷道净高度的确定 H=h0+h3-hb(3-2)式中:H-拱形巷道的净高度,m;（道渣面至拱顶）h0-拱形巷道的拱高,m;（墙的顶面至拱顶）h3-拱形巷道的墙高,m;（巷道底板至墙顶面）hb-拱形巷道内的道渣高度,m;（
2、铺设厚度）,第二节 巷道断面尺寸,1.拱高h0的确定：直墙半圆拱形h0B/2；圆弧拱形h0B/3（2B/5）；三心拱形h0B/3（2B/5）；2.墙高h3的确定：根据拱形巷道断面墙高h3计算公式计算得出；井巷工程P5859；三.巷道的净断面面积 1.半圆拱形巷道的净断面面积:井巷工程P63，35项；S=B(0.39B+h2)(3-3)2.圆弧拱形巷道的净断面面积:S=B(0.24B+h2)(3-4)3.梯形巷道的净断面面积:S=(B1+B2)H/2(3-5),第二节 巷道断面尺寸,四.巷道风速验算 v=Q/Svmax(3-6)式中:v-通过该巷道的风速,m/s;Q-通过该巷道的风量,m/s;S
3、-巷道的净断面面积,m;vmax-允许通过该巷道的 最大风速,m/s;井巷工程 P60；,第二节 巷道断面尺寸,五.巷道设计掘进断面和计算掘进断面面积(一)巷道设计掘进断面面积 1.支护参数的确定 2.道床参数的选择 3.巷道设计掘进断面和计算掘进断面面积:(1)半圆拱形巷道设计掘进断面面积 S1=B1(0.39B1+h3)(3-7)(2)圆弧拱形巷道设计掘进断面面积 S1=0.24B+1.27BT+1.57T+B1h3(3-8)(3)梯形巷道设计掘进断面面积 S1=B1(B3+B4)H1/2(3-9)式中符号意义见图3-3,图3-4和表3-8,3-9,3-10;,第二节 巷道断面尺寸,(二)
4、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量(75mm),即可求出巷道计算掘进断面尺寸.六.拱形巷道断面尺寸计算公式:直墙半圆拱形巷道断面计算公式见表3-8;直墙圆弧拱形巷道断面计算公式见表3-9;梯形巷道断面计算公式见表3-10;,第三节 巷道断面内水沟设计和管线布置,一.水沟设计(一)水沟断面形状;见图3-6,3-7;(二)水沟坡度:3-5;(三)水沟技术特征表,见表3-11;,第三节 巷道断面内水沟设计和管线布置,二.管线布置 1.管道既可布置在人行道一侧,也可布置在非人行道一侧.管道可采用管墩,托架固定或锚杆吊挂.若管路布置在人行道一侧,其下部距水沟盖板的垂高不低于1
5、.8m.2.在架线式电机车运输的巷道内,管路不易直接置于巷道底板上,以免电流腐蚀管道.a0.2m;3.通讯电缆和电力电缆不宜设在巷道同侧.若设在同侧时,通讯电缆应该设在电力电缆上方0.1m以上的距离处.4.高压电缆和低压电缆同侧敷设时,间距应该大于0.1m以上.高压电缆之间,低压电缆之间应该保持50mm间距.5.电缆和管道同侧敷设时,电缆要悬挂在管道上方,间距应该大于0.3m以上.6.电缆悬挂高度为m,悬挂点间距不大于3.0m.电缆与运输设备间隙0.25m;,第四节 巷道断面设计示例,例题：某煤矿，年设计能力为90万吨，低沼气矿井中央分列式通风，井下最大涌水量为320 m/h。通过该矿第一水平
6、东翼运输大巷的流水量为160 m/h，采用 ZK 106/250 型架线式电机车牵引15 t矿车运输。该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数 f46，需通过的风量28 m/S。巷道内设一趟直径为200 mm 的压风管路和一趟直径为 100 mm 的水管。试设计该运输大巷直线段的断面。,第四节 巷道断面设计示例,一.选择巷道断面形状:根据煤矿设计规范的规定，年产90万吨的矿井，其运输大巷的服务年限一般在20年以上，采用600mm轨距的双轨运输大巷，其净宽在3m以上，穿过中等稳定的围岩，故 选用直墙半圆拱形断面，选用管缝锚杆（树脂锚杆、钢筋锚固剂锚杆）和喷射混凝土支护（论述理由）；二.确定巷道断
7、面尺寸:(一)确定巷道净宽度B 查表31 可知 ZK10-6/250 型电机车宽A1=1060mm,高h=1550mm;1.5t矿车宽度1050mm,高1150 mm.根据,取人行道宽度C=840mm,（自定尺寸）取非人行道一侧 间隙 a=400mm.又查表3-2知,本巷道双轨中心距 b=1300mm,则两电机车之间距为:t1300-(1060/2+1060/2)=240mm;巷道净宽为:B=a1+b+c1=(400+1060/2)+1300+(1060/2+840)=3600mm;,巷道断面设计示例,(二)确定巷道拱高ho 半圆拱形巷道拱高：h0=B/2=3600/2=1800mm;半圆拱的
8、半径Rh01800mm,第四节 巷道断面设计示例,(三)确定巷道壁高h31.按架线电机车导电弓子要求确定h3 由表3-8中公式得:h3h4+hc-(R-n)-(K+b1);式中：h3自道渣面算起到拱基线的高度，m；h4自轨面算起至架线电机车导电弓子的高度，m；（自定尺寸，不行人取19m，行人取222m；取2000）hc查表37取hc 320,hb=180,ha=140；R即净宽之半，R=B/21800 n导电弓子到拱璧的安全间隙，取n300；K导电弓子宽度之半K718/2359，取K360 b1轨道中心线与巷道中心线的间距，b1=B/2a11800（1060/2400）870；h3h4+hc-
9、(R-n)-(K+b1);2000320（1800300）（320870）23209131407 经计算得:h31407mm;,2.按管道装设要求确定h3 h3h5+h7+hb-R-(K+m+D/2+b2)式中：h3自道渣面算起至拱基线的高度，m；h5自道渣面算起至压风管底面的高度，m；根据煤矿安全规程规定，取h51800；h7管子悬吊件的高度，取h7900；hb180；R1800；K360；m导电弓子距管子的安全间隙，m300；D压气管直径，取D200；b2轨道中心线与巷道中心线间距，b2B/2c11800（1060/2+840）=1800-1370=430;h3h5+h7+hb-R-(K+
10、m+D/2+b2)18009001801800（360300100+430）288013505215295；经计算得:h3=1530mm;3.按人行高度要求确定h3 h31800+hb-R-(R-j)式中:J距壁J处的巷道有效高度，规定j100,取200；,第四节 巷道断面设计示例,h31800+hb-R-(R-j)180018018001600 19808251155；经计算得:h3=1155mm;取巷道壁高1800mm;则巷道全高:H=3400mm;,第四节 巷道断面设计示例,(四)确定巷道净断面面积S和净周长P;S=B(0.39B+h2)式中：h2自渣面算起至拱基线的高度，m；h2 h3
11、 hb S=B(0.39B+h2)3600（14041800180）10886400 经计算得:S=1089m;P=12.85 m;(五)用风速校核巷道净断面面积 已知通过大巷的风量Q=28m/S,代入公式(3-6)得:v=Q/S=2.578m/S;校核合格;(六)选择支护参数：本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3600、穿过中等稳定围岩，服务年限20年，得锚喷支护参数：管缝式锚杆长度1800，锚杆的间距取M800，排距M800，喷射混凝土厚度T100；(七)选择道床参数：根据巷道通过的运输设备，选用18Kg/m，其道床参数：hc320、hb180，道渣面至轨面高度hahchb320180140
12、。采用钢筋混凝土轨枕。,巷道断面设计示例,(八)确定巷道掘进断面尺寸:由表38公式计算得:巷道净断面宽度：3600 巷道设计掘进宽度:B1=B+2T=3800;巷道计算掘进宽度:B2=B1+2=3950;巷道净断面高度：H3400；巷道设计掘进高度:H1=H+hb+T=3680;巷道计算掘进高度:H2=H1+=3755;巷道设计掘进断面面积:S1=B1(0.39B1+h3)=3800（03938001800）124716001247m;巷道计算掘进断面面积:S2=B2(0.39B2+h3)=1319497513.2m;,第四节 巷道断面设计示例,三.布置巷道内水沟和管线 已知巷道通过水量160
13、m/h,水沟坡度3;查表311知:水沟规格为：400400 mm,其净断面面积：0.16m,其掘进断面面积：0.203m;每米水沟盖板用钢筋：1.633Kg,每米 水沟盖板的混凝土用量：0.276m;每米水沟用混凝土0.133m;管路悬吊于人行道上部；电力电缆挂在非人行道一侧,通讯电缆挂在管子上方,如图3-8所示.四.计算巷道掘进工程量 由表3-8计算公式得:,第四节 巷道断面设计示例,每米巷道计算掘进体积:V1=S21=13.2m;每米巷道墙脚计算掘进体积:V1=0.2(T+)1=02（010075）10.04m;每米巷道拱与墙喷射材料消耗:V2=157(B2T1)T1+2h3T1=【157
14、（39501）01218010.96m每米巷道墙脚喷射材料消耗:V4=0.2T11=0.20.11=0.02m;每米巷道喷射材料消耗：V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m;每米巷道锚杆材料消耗:(仅拱部打锚杆，锚杆方形布置)N=(P1/M)+1/M;式中:P1-计算锚杆消耗周长,P1=1.57B2=1573956.2m;M-锚杆间距,M=0.8m;M-锚杆排距,M=M=0.8m;,第四节 巷道断面设计示例,故:P1/M=6.2/08=7758,根;N=(8+1)/0.8=11.3 根/m;折合重量：G3141643251800780011310000000005358Kg;式中：43钻孔直径，mm；25管缝锚杆的壁厚，mm；7800锚杆材料密度，kg/m；每排锚杆数为:N0.8=11.30.89根;每米巷道锚杆注孔砂浆材料消耗:V0=N（/4D）1131800314164（435）10000000000023m；每米巷道的粉刷面积:Sn=（1.57B+2h2）1000（157360021800）100010000009252m；五.绘制巷道断面施工图,编制巷道特征表,每米巷道掘进工程量表 和材料消耗量表;巷道断面施工图按1:50绘制;附上工程量和材料消耗量表;,
