巷道断面设计ppt.pptx

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1、会计学 1巷道断面设计ppt23 巷道断面设计 n n 重点与难点：重点与难点：巷 道 断 面 形 状；巷 道 断 面 尺 寸；巷 道 断 面 内 巷 道 断 面 形 状；巷 道 断 面 尺 寸；巷 道 断 面 内水沟和管线布置；巷道断面设计示例。水沟和管线布置；巷道断面设计示例。n n 技能要求：技能要求：识记：常用的巷道断面形状；识记：常用的巷道断面形状；领 会：巷 道 断 面 尺 寸 确 定 及 巷 道 断 面 内 水 沟 和 管 线 的 布 置 领 会：巷 道 断 面 尺 寸 确 定 及 巷 道 断 面 内 水 沟 和 管 线 的 布 置原则；原则；综合应用：巷道断面设计。综合应用：巷

2、道断面设计。山东科技大学资源与环境工程学院第1 页/共65 页33.1 巷道断面形状(1)(1)选择巷道断面形状一般考虑的因素 选择巷道断面形状一般考虑的因素 巷道断面承载能力、围岩性状、地压大小与方向；巷道断面承载能力、围岩性状、地压大小与方向；断面利用率；断面利用率；巷道类别用途、位置及服务年限；巷道类别用途、位置及服务年限；巷道支护方式及支架材料等。巷道支护方式及支架材料等。n n 常用断面形状 常用断面形状：有直墙半圆拱形、直墙圆弧拱、不规则梯：有直墙半圆拱形、直墙圆弧拱、不规则梯形、不规则矩形等。此外，三心拱、椭圆拱等均有使用。形、不规则矩形等。此外，三心拱、椭圆拱等均有使用。(2)

3、(2)巷道断面使用原则 巷道断面使用原则 安全稳定性好；安全稳定性好；满足使用技术要求；满足使用技术要求；断面利用率高；断面利用率高；巷道施工速度快、造价低。巷道施工速度快、造价低。山东科技大学资源与环境工程学院第2 页/共65 页4巷道断面形状第3 页/共65 页53.1 巷道断面形状(3)(3)巷道断面选择依据 巷道断面选择依据作用在巷道上的 作用在巷道上的 地压 地压 大小和方向 大小和方向 在选择巷道断面 在选择巷道断面形状时起主要作用。形状时起主要作用。巷道用途 巷道用途 和服务年限 和服务年限 也是选择巷道断面形状不可 也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。缺少的重要因素。矿区的

4、 矿区的 支架材料和 支架材料和 习惯使用的 习惯使用的 支护方式 支护方式，也直接，也直接影响巷道断面形状的选择；影响巷道断面形状的选择；掘进方法和掘进设备 掘进方法和掘进设备 对于巷道断面形状的选择也 对于巷道断面形状的选择也有一定影响。有一定影响。需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支 需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。护方式，有利于安全和具有经济效益。第4 页/共65 页6第5 页/共65 页7第6 页/共65 页8一、巷道净宽度B 的确定 二、巷道的净高度H 三、巷道的净断面面积S 四、巷道风速v 验算五、巷道设计和计算掘进断面面积3.2

5、 3.2 巷道断面尺寸巷道断面尺寸第7 页/共65 页9一、净宽度确定n n 决定巷道净断面尺寸的因素 决定巷道净断面尺寸的因素：运输；行人；通风；安全：运输；行人；通风；安全设施及设备的安装、检修和施工等。设施及设备的安装、检修和施工等。n n 巷道断面设计方法与步骤 巷道断面设计方法与步骤：山东科技大学资源与环境工程学院第8 页/共65 页10 直墙拱形巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。矩形巷道的净宽度巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。梯形巷道，1）当其内通行矿车、电机车时，净宽系指车辆顶面水平的巷道宽度；2）当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1

6、.6m 高水平的巷道宽度。一、净宽度确定第9 页/共65 页11 以直墙拱形巷道为例：B a十2A1十c 十tA1运输设备的最大宽度(表2-1)，m；a非人行道侧宽度；c人行道的宽度；t运输设备最突出部分之间的间距。（具体数值见煤矿安全规程）第10 页/共65 页12煤矿安全规程煤矿安全规程第二十二条 第二十二条 运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突 运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突出部分之间的距离，应符合下列要求：出部分之间的距离，应符合下列要求：(表 表2.1 42 2.1 42 页 页)（一）新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴（一）新建矿井、生产矿井新掘运

7、输巷的一侧，从巷道道碴面起 面起1.6m 1.6m 的高度内，必须留有宽 的高度内，必须留有宽0.8m 0.8m（综合机械化采煤矿井为（综合机械化采煤矿井为1m 1m）以上的人行道，管道吊挂高度不得低于）以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m 1.8m；巷道另一侧；巷道另一侧的宽度不得小于 的宽度不得小于0.3m 0.3m（综合机械化采煤矿井为（综合机械化采煤矿井为0.5m 0.5m）。）。（二）巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小（二）巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于 于0.5m 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；输送机机头和机尾处与

8、巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要，并不得小于 查和维修的需要，并不得小于0.7m 0.7m。（三）巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分，（三）巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分，与巷帮支护的距离不得小于 与巷帮支护的距离不得小于0.3m 0.3m。（四）在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起（四）在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起1.6m 1.6m的高度内，必须留有宽 的高度内，必须留有宽1m 1m 以上的人行道，管道吊挂高度不得低 以上的人行道，管道吊挂高度不得低于 于1.8m 1.8m。第11 页/共65 页13煤矿安全规程煤矿安全规程第二十三

9、条：第二十三条：在双轨运输巷中，在双轨运输巷中，2 2 列列车最突出部分之间的距离，列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于 对开时不得小于0.2m 0.2m，采区装载点不得小于，采区装载点不得小于0.7m 0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于，矿车摘挂钩地点不得小于1m 1m。车辆最突出部分与巷道两侧距离，必须符合本规程 车辆最突出部分与巷道两侧距离，必须符合本规程第二十二条的要求。第二十二条的要求。第12 页/共65 页14一、净宽度确定第13 页/共65 页15在确定曲线段巷道净宽度时，按公式计算巷道的净宽，要考虑矿车在弯道上运行，由于车体的中心线和线路的中心线不相吻合，发生矿车外边角外伸

10、和矿车内侧车帮内移现象，内侧和外侧均要加宽0.2m。曲线段巷道加宽范围：除曲线段外，用矿车运输时与曲线段两端相联的各长2m的直线段也要加宽；用电机车运输时曲线两端直线段加宽长度为3.0m。第14 页/共65 页16双轨巷道中线距加宽 双轨巷道中线距加宽 双轨巷道对开列车车辆之间应有足够的安全间隙，两条平行轨道的中线距可按表1-2 选取；表2-3 45 页第15 页/共65 页17巷道净宽的总体规定巷道净宽的总体规定n n 1 1）拱形断面：）拱形断面：n n(1)(1)主要运输巷道：综采：主要运输巷道：综采：3.0m 3.0m；其它：；其它：2.2m 2.2m。n n(2)(2)其它巷道：其它

11、巷道：2.0m 2.0mn n 2)2)矩形断面：矩形断面：2.0m 2.0mn n 3)3)梯形巷道：梯形巷道：1.8m 1.8m（顶部）（顶部）n n 梯形巷道净宽：标准顶梁尺寸 梯形巷道净宽：标准顶梁尺寸+立柱斜角 立柱斜角 净宽。净宽。n n 4)4)自道渣面起 自道渣面起1.6m 1.6m 范围内，人行道宽度 范围内，人行道宽度 0.8m 0.8m。n n 5 5）只进不舍，）只进不舍，0.1m 0.1m 进级。进级。第16 页/共65 页18无轨巷道n n 主要根据通风、行人选取。主要根据通风、行人选取。n n 1 1）主要运输巷道：）主要运输巷道：n n(1)(1)人行道：人行道

12、：1.2m 1.2m；另外一侧：；另外一侧：0.5m 0.5m。n n(2)(2)列车对开：列车对开：0.5m 0.5mn n 2)2)其它巷道：其它巷道：人行道：人行道：0.8-1.0m 0.8-1.0m；另外一侧：；另外一侧：0.3-0.3-0.5m 0.5m。n n 3)3)转弯和交叉处，根据列车转弯半径、运输间 转弯和交叉处，根据列车转弯半径、运输间距确定。距确定。第17 页/共65 页19 二、巷道的净高度二、巷道的净高度 1 1）矩形、梯形巷道 矩形、梯形巷道：自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。锚杆露出长度终端的高度。表 表 2

13、.4 2.42）拱形巷道净高：自渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。主要是确定净拱高和自底板起的墙高。H=h0+h3-hb H 拱形巷道净高；h0拱形巷道拱高；h3拱形巷道墙高；hb巷道内道碴高度。第18 页/共65 页20煤矿安全规程煤矿安全规程第二十一条 第二十一条 巷道净断面必须满足 巷道净断面必须满足 行人、运输、通风和安 行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工 全设施及设备安装、检修、施工 的需要，并符合下列 的需要，并符合下列要求：要求：（一）主要运输巷和主要风巷的（一）主要运输巷和主要风巷的 净高 净高，自，自 轨面 轨面 起不得低 起不得低于 于2m 2m。架线电

14、机车运输巷的净高必须符合本规程第三。架线电机车运输巷的净高必须符合本规程第三百五十六条和第三百五十七条的有关要求。百五十六条和第三百五十七条的有关要求。（二）采区（包括盘区，以下各条同）内的（二）采区（包括盘区，以下各条同）内的 上山、下山 上山、下山和平巷的净高不得低于 和平巷的净高不得低于2m 2m，薄煤层内的不得低于，薄煤层内的不得低于1.8m 1.8m。采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等的净 采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等的净断面或净高，由煤矿企业统一规定。断面或净高，由煤矿企业统一规定。巷道净断面的设计，必须按 巷道净断面的设计，必须按 支护最大允许变形后 支护最

15、大允许变形后 的断面 的断面计算。计算。第19 页/共65 页2122）拱形巷道净高）拱形巷道净高（1）拱高h0 常与巷道净宽的比来表示（高跨比）：半圆拱：h=R=B/2；圆弧拱：h=B/3、0.4B。（2）墙高h3 自巷道底板至拱基线的距离。第20 页/共65 页22(2)(2)拱形巷道壁高 拱形巷道壁高设计要求：设计要求：(1)(1)架线电机车 架线电机车 导电弓子顶端两切线交点处与巷道拱壁 导电弓子顶端两切线交点处与巷道拱壁间最小安全间隙 间最小安全间隙n n；(2)(2)管道的装设 管道的装设m m；(3)(3)人行高度要求 人行高度要求j j；(4)(4)1.6m 1.6m 高度人行

16、道宽度 高度人行道宽度C C；(5)(5)设备上缘至拱壁间最小安全间隙 设备上缘至拱壁间最小安全间隙C C。计算壁高 计算壁高h h3 3，然后取大值。，然后取大值。“只进不舍，只进不舍，0.1m 0.1m 进级 进级”第21 页/共65 页23(2)(2)拱形巷道壁高 拱形巷道壁高h h3 3 半圆拱形巷道的壁高 半圆拱形巷道的壁高h h3 3(见 见 图 图2-3 2-3)。(1)(1)按 按“架线电机车导电弓子高度 架线电机车导电弓子高度”要求计算：要求计算：式中，式中，h4 h4 电机车导电弓子高度；电机车导电弓子高度；2.0m 2.0m（行人），（行人），1.9m 1.9m（不行人）

17、，井底车场（不行人），井底车场 2.2m 2.2m。（。（356 356 条）条）hc hc 道床总高度；道床总高度；R R 半圆拱半径；半圆拱半径；n n 导电弓子外缘与拱壁之间的安全间隙 导电弓子外缘与拱壁之间的安全间隙(一般取 一般取300)300)；K K 导电弓子宽度之半；导电弓子宽度之半；b1 b1 轨道中心线与巷道中心线间隙。轨道中心线与巷道中心线间隙。第22 页/共65 页24(2)(2)拱形巷道壁高 拱形巷道壁高h h3 3（4 4）按 按“1.6m 1.6m 高度人行宽度 高度人行宽度”要求 要求n n 双轨巷道 双轨巷道：n n 单轨巷道 单轨巷道：式中，式中，C C-运

18、输设备上缘和拱璧间距 运输设备上缘和拱璧间距(一般大于等于 一般大于等于700mm)700mm)；（5 5）按 按“设备上缘距拱璧的最小安全间隙 设备上缘距拱璧的最小安全间隙”要求计 要求计算：算：双轨：双轨：单轨：单轨：非人行侧：非人行侧：第23 页/共65 页25架线电机车 架线电机车管道安装 管道安装行人 行人人行宽度 人行宽度设备上缘 设备上缘第24 页/共65 页26单轨巷道壁高 单轨巷道壁高第25 页/共65 页27第26 页/共65 页281 1）矩形巷道净断面积 矩形巷道净断面积：S S BH BH B B 巷道净宽；巷道净宽；H H 巷道净高。巷道净高。2 2）梯形巷道净断面

19、积：梯形巷道净断面积：S S(B(B1 1+B+B2 2)H/2)H/2；B B1 1、B B2 2 巷道顶梁、底板处净宽；巷道顶梁、底板处净宽；H H 巷道净高。巷道净高。3 3）半圆拱巷道 半圆拱巷道：S S B(0.39B+h B(0.39B+h2 2)h h2 2 渣面起巷道壁的高度。渣面起巷道壁的高度。4 4）圆弧拱巷道 圆弧拱巷道：S S B(0.24B+h B(0.24B+h2 2)三、巷道的净断面面积三、巷道的净断面面积第27 页/共65 页29 矩形巷道第28 页/共65 页30梯形巷道第29 页/共65 页31半圆拱形巷道第30 页/共65 页32圆弧拱形巷道第31 页/共

20、65 页33四、巷道风速验算四、巷道风速验算 生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还要进行最优的风速验算：V通过巷道的风速，Q通过巷道的风量，Vmax巷道允许通风的最高风速，m s。第32 页/共65 页34四、巷道风速验算四、巷道风速验算 n n 煤矿工业设计规范 煤矿工业设计规范 规定：矿井主要进风巷的风速 规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于 一般不大于6m/s 6m/s；输送机巷道采区风巷一般不大于；输送机巷道采区风巷一般不大于4m/s 4m/s。煤矿安全规程 第33 页/共65 页35五、巷道设计和计算掘进断面积五、巷道设计和计算掘进断面积 1 支护参数的选择 2 道床参数的选择3 巷

21、道设计掘进断面积 4 巷道计算掘进断面积 第34 页/共65 页36（一）支护参数的选择（一）支护参数的选择支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题。支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题。支护形式 支护形式 过去：棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要形式。过去：棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要形式。近来，金属支架和锚喷支护。近来，金属支架和锚喷支护。支架参数 支架参数 是各种支架的规格尺寸，锚喷支护的锚杆类型、长度 是各种支架的规格尺寸，锚喷支护的锚杆类型、长度直径、间距、排距、喷层厚度及标号等。直径、间距、排距、喷层厚度及标号等。如 如 坑木的直径、金属和钢筋

22、混凝土构件的断面高度以及 坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度 背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度。第35 页/共65 页37（二）道床参数的选择（二）道床参数的选择道床参数：道床参数：钢轨型号 钢轨型号、轨枕规格 轨枕规格 和 和 道碴厚度 道碴厚度。钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积和 钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积和轨距来选取。轨距来选取。每米长度的质量来表示。每米长度的质量来表示。15 15、22 22、30 30、38kg/m 38kg/m 轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适 轨枕：轨枕的类型和规格应与选用

23、的钢轨型号相适应。应。道床：一般采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵 道床：一般采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴，颗粒度以 石做道碴，颗粒度以2030mm 2030mm 为宜。为宜。第36 页/共65 页38（二）道床参数的选择（二）道床参数的选择第37 页/共65 页39钢轨型号 钢轨型号表2.9 58 页第38 页/共65 页40轨枕规格 轨枕规格表2.10 58 页第39 页/共65 页41常用道床参数 常用道床参数表2.11 59 页第40 页/共65 页42（三）巷道设计掘进断面积（三）巷道设计掘进断面积 巷道净尺寸加上支架、道床参数 巷道净尺寸加上支架、道床参数 使可得到巷

24、道的设 使可得到巷道的设计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。半圆拱巷道：半圆拱巷道：S S1 1=B=B1 1（0.39B 0.39B1 1+h+h3 3）；）；B B1 1 拱形巷道掘进宽度；拱形巷道掘进宽度；h h3 3 墙高；墙高；圆弧拱巷道 圆弧拱巷道：S S1 1=0.24B=0.24B2 2+1.27BT+1.57T+1.27BT+1.57T2 2+B+B1 1h h3 3；B B 巷道净宽；巷道净宽；T T 墙厚；墙厚；梯形巷道：梯形巷道：S S1 1=（B B3 3+B+B4 4）H H1 1/2/2；B B3 3、B B4 4 顶梁

25、、底梁设计掘进宽度；顶梁、底梁设计掘进宽度；H H1 1 设计掘进高度。设计掘进高度。第41 页/共65 页43（四）巷道计算掘进断面积（四）巷道计算掘进断面积 考虑到巷道在施工内出现超挖观象，因此，设 考虑到巷道在施工内出现超挖观象，因此，设计掘进断面尺寸应加上允许超挖值 计掘进断面尺寸应加上允许超挖值(矩形、梯 矩形、梯形棚子 形棚子)，作为计算掘进断面尺寸。，作为计算掘进断面尺寸。并以此计算出巷道的掘进工程量和支炉材料消 并以此计算出巷道的掘进工程量和支炉材料消耗量。耗量。第42 页/共65 页443.2 巷道断面尺寸五、巷道断面尺寸计算公式n n 梯形巷道断面尺寸和工程量、材料消耗计算

26、公式，梯形巷道断面尺寸和工程量、材料消耗计算公式，如表 如表2.4 2.4 所示。（所示。（47 47 页 页）n n 半圆拱巷道断面尺寸和工程量、材料消耗计算公 半圆拱巷道断面尺寸和工程量、材料消耗计算公式，如表 式，如表2.6 2.6 所示。所示。（52 52 页 页）n n.圆弧巷道断面尺寸和工程量、材料消耗量计算公 圆弧巷道断面尺寸和工程量、材料消耗量计算公式，如表 式，如表2.7 2.7 所示。所示。（54 54 页 页）第43 页/共65 页453.3 巷道断面内水沟和管线布置3.3.1 3.3.1 排水沟布置设计 排水沟布置设计(1)(1)排 水 沟 断 面 系 根 据 矿 井

27、生 产 时 通 过 该 巷 道 的 排 水 量 设 排 水 沟 断 面 系 根 据 矿 井 生 产 时 通 过 该 巷 道 的 排 水 量 设计。计。(2)(2)排 水 沟 一 般 布 置 在 人 行 道 一 侧，并 尽 量 少 穿 越 运 输 线 排 水 沟 一 般 布 置 在 人 行 道 一 侧，并 尽 量 少 穿 越 运 输 线路。路。(3)(3)平 巷 排 水 沟 的 坡 度 一 般 取 平 巷 排 水 沟 的 坡 度 一 般 取35(35(或 与 巷 道 坡 度 相 或 与 巷 道 坡 度 相同 同)。3.3.2 3.3.2 巷道管线布置 巷道管线布置(设计 设计)(1)(1)巷道内

28、管线布置的原则 巷道内管线布置的原则“保证安全、便于检修 保证安全、便于检修”。(2)(2)电力电缆与管道应布置在巷道的不同侧。电力电缆与管道应布置在巷道的不同侧。(3)(3)电话和信号电缆应布置在电力电缆的另一侧。电话和信号电缆应布置在电力电缆的另一侧。山东科技大学资源与环境工程学院第44 页/共65 页46第45 页/共65 页47 3.4 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例 已知条件：已知条件：某煤矿，年设计能力为 某煤矿，年设计能力为90 90 万 万t t，低瓦斯矿井，中央分列式通，低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为 风，井下最大涌水量为320m 320m3 3/h/

29、h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为 通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m 160m3 3/h/h，采用 采用ZK10-6/250 ZK10-6/250 架线式电机车牵引 架线式电机车牵引1.5 1.5 吨矿车运输 吨矿车运输.该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数 该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f f=4=4 6 6，需，需通过的风量为 通过的风量为48m 48m3 3/s/s。巷道内敷设一道直径为 巷道内敷设一道直径为200mm 200mm 的压风管和一趟直径为 的压风管和一趟直径为l00mm l00mm的水管。的水管。试设计运输大巷直线段的断面。试设计运输大巷

30、直线段的断面。第46 页/共65 页48 3.4 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例 一、选择巷道断面形状 一、选择巷道断面形状n n 年产 年产90 90 万 万t t 矿井的第一水平运输大巷，一水平服 矿井的第一水平运输大巷，一水平服务年限在 务年限在20 20 年以上，采用 年以上，采用 600mm 600mm 轨距双轨运输 轨距双轨运输的大巷，其净宽在 的大巷，其净宽在3m 3m 以上，又穿过中等稳定的 以上，又穿过中等稳定的岩层。岩层。n n 故选用螺纹钢树脂锚秆与喷射混凝土支护，半圆 故选用螺纹钢树脂锚秆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。拱形断面。n n 锚杆支护参数表（页）。

31、锚杆支护参数表（页）。第47 页/共65 页49 二、确定巷道断面尺寸 二、确定巷道断面尺寸 确定巷道净宽度 确定巷道净宽度B B 查表 查表2-2 2-2（45 45 页）知 页）知ZK10-6/250 ZK10-6/250 电机车宽 电机车宽A A1 1=1060=1060，高，高h=1550 h=1550；1.5 1.5 吨矿车宽 吨矿车宽1050 1050，高，高1150 1150。根据 根据 煤矿安全规程 煤矿安全规程，取巷道人行道宽，取巷道人行道宽C=840 C=840，非人，非人行道一侧宽 行道一侧宽a=400 a=400。又查表。又查表2-3 2-3 知本巷双轨中心线 知本巷双

32、轨中心线b=1300 b=1300，两电机车之间的距离为：两电机车之间的距离为：1300-1300-（1060/2+1060/2 1060/2+1060/2）=240=240 故巷道净宽度 故巷道净宽度B=a B=a1 1+b+c+b+c1 1=a+2A=a+2A1 1+C+t=400+21060+240+840=3600+C+t=400+21060+240+840=3600。确定巷道拱高 确定巷道拱高h h0 0 半圆拱巷道拱高 半圆拱巷道拱高h h0 0=B/2=3600/2=1800=B/2=3600/2=1800；半圆拱半径 半圆拱半径R=h0=3600/2=1800 R=h0=360

33、0/2=1800。3.4 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例第48 页/共65 页50 3.4 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例 二、确定巷道断面尺寸 确定巷道净宽度B=3600。确定巷道拱高h0=B/2=3600/2=1800 确定巷道壁高h31）按架线电机车导电弓子要求确定h3由表2.5 中半圆拱巷道壁高公式得第49 页/共65 页51 2 2）按管道装设要求确定）按管道装设要求确定h h3 3 3.4 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例 3）按人行高度要求确定h3综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1820。则巷道高度H=h3-hb+h0=1820-22

34、0+1800=3400。第50 页/共65 页52 确定巷道净断面面积 确定巷道净断面面积S S 和净周长 和净周长P P 由表 由表2.6 2.6 得净断面面积 得净断面面积 S=B S=B（0.39B+h 0.39B+h2 2）式中：式中：h h2 2为道碴面以上巷道壁高，为道碴面以上巷道壁高，h h2 2=h=h3 3-h-hb b=1820-220=1600=1820-220=1600。故，故，S=3600 S=3600（0.393600+1600 0.393600+1600）=10.8m=10.8m2 2；净周长 净周长 P=2.57B+2h P=2.57B+2h2 2=2.5736

35、00+21600=12.5m=2.573600+21600=12.5m。3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第51 页/共65 页53 用风速校核巷道净断面面积 用风速校核巷道净断面面积查表 查表2.8 2.8，知，知V Vmax max=8m/s=8m/s，已知通过大巷风量，已知通过大巷风量Q=48m Q=48m3 3/s/s，计算得：，计算得：3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。第52 页/共65 页54 选择支护参数 选择支护参数（180 180 页，表 页，表6.6 6.6）本巷道采用锚喷支护

36、，根据巷道净宽 本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m 3.6m、穿过中等、穿过中等稳定岩层即属 稳定岩层即属 类围岩、服务时间大于 类围岩、服务时间大于l0 l0 年等条件，得：年等条件，得：锚喷支护参数；锚喷支护参数；锚杆长 锚杆长2.0m 2.0m，间距，间距a=0.8m a=0.8m，排距，排距a a=0.8m=0.8m，锚杆直径，锚杆直径18 18；喷射混凝土层厚 喷射混凝土层厚T T1 1=l00mm=l00mm，而锚杆露出长度，而锚杆露出长度T T2 2=50mm=50mm故支护厚度 故支护厚度T=T T=T1 1=100=100。3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计

37、示例(续 续)第53 页/共65 页55 选择道床参数 选择道床参数 根据本巷道通过的运输设备，选用 根据本巷道通过的运输设备，选用30kg/m 30kg/m 的钢轨，的钢轨，其道床参数 其道床参数hc hc、hb hb 分别为 分别为410 410 和 和220 220，道渣至轨，道渣至轨面高度 面高度ha=hc-hb=410-220=190 ha=hc-hb=410-220=190。采用钢筋混凝土轨枕。采用钢筋混凝土轨枕。3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第54 页/共65 页56 确定巷道掘进断面面积 确定巷道掘进断面面积巷道设计掘进宽度 巷道设计掘进宽度B1=

38、B+2T=3600+2100=3800 B1=B+2T=3600+2100=3800。巷道计算掘进宽度 巷道计算掘进宽度B2=B1+2=3800+275=3950 B2=B1+2=3800+275=3950。巷道设计掘进高度 巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3400+220+100=3720 H1=H+hb+T=3400+220+100=3720。巷道计算掘进高度 巷道计算掘进高度H2=H1+=3720+75=3795 H2=H1+=3720+75=3795。巷道设计掘进断面面积 巷道设计掘进断面面积S1=B1 S1=B1（0.39B1+h3 0.39B1+h3）=3800=3800（0.

39、393800+1820 0.393800+1820）=12547600=12547600 2 2，取，取S1=12.55 S1=12.55。巷道计算掘进断面面积 巷道计算掘进断面面积S2=B2 S2=B2（0.39B2+h3 0.39B2+h3）=3950=3950（0.393950+1820 0.393950+1820）=13273=13273975 975 2 2，取，取S2=13.27 S2=13.27。3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第55 页/共65 页57三、布置巷道内水沟和管线 三、布置巷道内水沟和管线（一）水沟（一）水沟 已知通过本巷道的水量为 已知

40、通过本巷道的水量为160m 160m3 3/h/h，采用水沟坡度为，采用水沟坡度为0.3%0.3%，查表，查表2.12 2.12（62 62 页 页）得：）得：水沟深 水沟深400 400、水沟宽、水沟宽400 400，水沟净断面面积，水沟净断面面积0.16 0.16；水；水沟掘进断面面积 沟掘进断面面积0.203 0.203，每米水沟盖板用钢筋，每米水沟盖板用钢筋1.633kg 1.633kg、混凝土 混凝土0.0276m 0.0276m3 3，水沟用混凝土，水沟用混凝土0.133m 0.133m3 3。（二）管缆（二）管缆 管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通 管子悬吊在人行

41、道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方，如图 信电缆挂在管子上方，如图2-10 2-10（69 69 页 页）所示。）所示。3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第56 页/共65 页58四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量 四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道拱与墙计算掘进体积：每米巷道拱与墙计算掘进体积：V1=S21=13.271=13.27m V1=S21=13.271=13.27m3 3；每米巷道墙脚计算掘进体积：每米巷道墙脚计算掘进体积：V3=0.2(T+)1=0.2(0.1+0.075)1=0.04m V3=0.2(T+)1=0.2(0.1

42、+0.075)1=0.04m3 3；每米巷道拱与墙喷射材料消耗：每米巷道拱与墙喷射材料消耗：V2=1.57(B2-T1)T1+2h3T11 V2=1.57(B2-T1)T1+2h3T11=1.57(3.95-0.10)0.10+21.820.101=0.968m=1.57(3.95-0.10)0.10+21.820.101=0.968m3 3；每米巷道墙脚喷射材料消耗：每米巷道墙脚喷射材料消耗：V4=0.2T11=0.20.11=0.02m V4=0.2T11=0.20.11=0.02m3 3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）：每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）：V=V2+V4=0.968+

43、0.02=0.988 m V=V2+V4=0.968+0.02=0.988 m3 3；3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第57 页/共65 页59 3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量 四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道锚杆消耗 每米巷道锚杆消耗折合质量式中，P1 为计算锚杆消耗周长，P1=1.57B2+2h3=1.573.95+21.82=9.84m；M、M 为锚杆间距、排距，M=M=0.8m。故，第58 页/共65 页60 3.4 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)四、计算巷道掘进

44、工程量和材料消耗量 四、计算巷道掘进工程量和材料消耗量每米巷道锚杆消耗 每米巷道锚杆消耗每排锚杆数：每排锚杆数：N N0.8=14.750.8=11.8=12 0.8=14.750.8=11.8=12 根 根每米巷道粉刷面积：每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2 Sn=1.57B3+2h2式中，式中，B3 B3 计算净宽 计算净宽，B3=B2-2T B3=B2-2T=3.95-20.10=3.75m=3.95-20.10=3.75m所以，所以，Sn=1.573.75+21.60=9.1m Sn=1.573.75+21.60=9.1m2 2。第59 页/共65 页613.4 3.4 巷道

45、断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)五、绘制巷道断面施工图 五、绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每 编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量和材料消耗量表。米巷道掘进工程量和材料消耗量表。根据以上计算结果，按 根据以上计算结果，按1 1：50 50 比例绘制出巷道断 比例绘制出巷道断面图（图 面图（图2.10 2.10），并附上工程量及材料消耗量），并附上工程量及材料消耗量表，如表 表，如表2.15 2.15 及表 及表2.16 2.16。这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的 这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的依据。依据。第60 页/共65 页62第61 页/共65 页63 3.4

46、 3.4 巷道断面设计示例 巷道断面设计示例(续 续)第62 页/共65 页64断面设计某煤矿，年设计能力为 某煤矿，年设计能力为150 150 万 万t t，低瓦斯矿井，两翼对角，低瓦斯矿井，两翼对角式通风，井下最大涌水量为 式通风，井下最大涌水量为370m 370m3 3/h/h，综采矿井。，综采矿井。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为 通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为180m 180m3 3/h/h，采用 采用ZK14-9/550 ZK14-9/550 架线式电机车牵引 架线式电机车牵引3 3 吨底卸式矿车运输 吨底卸式矿车运输.该大巷穿过稳定性较好的岩层，岩石坚固性系数 该大

47、巷穿过稳定性较好的岩层，岩石坚固性系数f f=6=6 8 8，需通过的风量为，需通过的风量为68m 68m3 3/s/s。巷道内敷设一道直径为 巷道内敷设一道直径为200mm 200mm 的压风管和一趟直径为 的压风管和一趟直径为l00mm l00mm 的水管。的水管。试设计运输大巷弯曲段的断面。试设计运输大巷弯曲段的断面。（圆弧拱、锚杆支护只在拱部）（圆弧拱、锚杆支护只在拱部）第63 页/共65 页65复习思考题(1)(1)煤矿常用巷道断面形状有哪些？煤矿常用巷道断面形状有哪些？(2)(2)选择巷道断面形状应考虑哪些因素？选择巷道断面形状应考虑哪些因素？(3)(3)简述巷道断面设计的步骤？简述巷道断面设计的步骤？(4)(4)梯形锚网支护巷道断面的净宽度和净高度如何确定？梯形锚网支护巷道断面的净宽度和净高度如何确定？(5)(5)巷道断面水沟和管线的布置有哪些要求？巷道断面水沟和管线的布置有哪些要求？山东科技大学资源与环境工程学院第64 页/共65 页