《平巷断面设计》ppt课件

1、北京工业职业技术学院第第3 3章章 平巷断面设计平巷断面设计.第一节第一节 概述概述1.1.巷道断面设计的原那么巷道断面设计的原那么在满足平安、消费和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，获得最正确的经济效果。 .2.2.巷道断面设计的内容和步骤巷道断面设计的内容和步骤1选择巷道断面外形；2确定巷道净断面尺寸；3风速校核；4根据支护参数、道床参数计算巷道的设计掘进断面尺寸；5按允许的超挖值计算巷道的计算掘进断面尺寸；6布置水沟和管线；7绘编“一图二表巷道断面施工图、巷道特征表、每米巷道工程量及资料耗费量表。第一节第一节 概述概述.第一节第一节 概述概述.3.3.巷道断面设计所需资料巷道断面设计

2、所需资料1巷道层位的地质资料；2巷道的效力年限、用途及对通风、排水、防火、卫生等方面的要求；3运输设备类型、规格尺寸及与其他巷道的关系；4巷道内的配备、管道和电缆的规格尺寸、数量及架设检修要求；5其他巷道、硐室对巷道的位置要求；6支护资料供应的情况，施工技术及其配备条件。第一节第一节 概述概述.第二节第二节 巷道断面外形选择巷道断面外形选择1.1.巷道断面外形巷道断面外形按构成的轮廓线分两种：折线型：矩形、梯形、不规那么形；曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及封锁拱形、椭圆形、圆形等。.2.影响巷道断面选择的要素1作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面外形时起主要作用。2

3、巷道用途和效力年限也是选择巷道断面外形不可短少的重要要素。3矿区的支架资料和习惯运用的支护方式，也直接影响巷道断面外形的选择；4掘进方法和掘进设备对于巷道断面外形的选择也有一定影响。 5需求风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于平安和具有经济效益。第二节第二节 巷道断面外形选择巷道断面外形选择.不同巷道断面受力情况第二节第二节 巷道断面外形选择巷道断面外形选择.现场阅历1当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，效力年限不长时，普通宜选用矿用工字钢支架、锚杆或钢筋混凝土支架进展支护，其断面外形普通为梯形或矩形。如采区内的预备巷道和回采巷道。2当巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且效力年限较

4、长时，普通宜采用锚喷、混凝土砌碹、料石砌碹或U型钢可缩性支架进展支护，断面外形普通为拱形、圆形或椭圆形。如井底车场巷道、主要运输大巷、回风大巷或效力年限较长的预备巷道。第二节第二节 巷道断面外形选择巷道断面外形选择.第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定规定：巷道净断面必需满足行人、运输、通风和平安设备及设备安装、检修和施工的需求。巷道断面尺寸主要取决于：1.巷道用途；2.存放或经过它的机械、器材或运输设备的数量及规格；3.人行道宽度和各种平安间隙；4.经过巷道的风量。.1.净宽确实定直墙拱形巷道的净宽度系指巷道两侧内壁或锚杆显露长度终端之间的程度间距。矩形巷道的净宽度系指巷道两侧内壁

5、或锚杆显露长度终端之间的程度间距。梯形巷道 当其内通行矿车、电机车时，净宽系指车辆顶面程度的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1.6m高程度的巷道宽度。第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.1拱形双轨巷道净宽度计算:1122.4BaACtmBaACt巷 道 净 宽 度非 人 行 侧 宽 度运 输 设 备 的 最 大 宽 度人 行 道 宽 度二 列 车 最 突 出 部 分 间 距第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定为了满足掘进机械化装载和铺设暂时双轨调车，以及运输综采支架的需求。巷道最小宽度：主要大巷为2.2m；采区巷道为2 m。.第三节第三节 巷道断面尺寸确

6、定巷道断面尺寸确定.在确定曲线段巷道净宽度时，按公式计算巷道的净宽，要思索矿车在弯道上运转，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和矿车内侧车帮内移景象，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。2巷道加宽和双轨中心距加大第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.双轨巷道中心线加宽双轨巷道对开列车车辆之间应有足够的平安间隙，两条平行轨道的中线距可按下表选取；第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.2.2.巷道断面净高确实定巷道断面净高确实定

7、1矩形、梯形巷道：自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆显露长度终端的高度。第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.2拱形巷道净高自渣面至拱顶内沿或锚杆显露长度终端的高度。主要是确定净拱高和自底板起的墙高。H=h0+h3-hbH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。第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.拱高h0常以巷道净宽的比来表示高跨比：半圆拱：h=R=B/2，墙高h3自巷道底板至拱基线的间隔：架线电机车导电弓子顶端两切线交点处与巷道拱壁间最小平安间隙要求；管道的装设要求；人行高度要求；1.6m高度人行道宽度；设备上缘至拱壁间最小平安间隙。第三

8、节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.普通，架线电机车运输的巷道，按其中架线电机车导电弓子和管道装设要求计算即能满足要求；其它如矿车运输、仅铺设保送机或无运输设备的巷道普通只按行人高度要求即能满足要求，但在人行道范围1.8m以下，不得架设管线和电缆。以上计算的墙高h3值，必需按只进不舍的原那么，以0.1m进级。 第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.21条规定：巷道净断面必需满足行人、运输、通风和平安设备及设备安装、检修、施工的需求，并符合以下要求：一主要运输巷和主要风巷的净高,自轨

9、面起不得低于2m;架线电机车运输巷的净高:电机车架线的悬挂高度,自轨面起在行人巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉口的地方不小于2m;在不行人的巷道内不得小于1.9m;在井底车场内,从井底到乘车场的高度不小于2.2m;电机车架空线与巷道顶或棚梁间的间隔不小于0.2m;二采(盘)区内上山、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m。第三节第三节 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定.第四节第四节 风速验算风速验算1.1.巷道净断面面积巷道净断面面积.消费矿井的巷道通常兼作通风用，因此还要进展最优的风速验算：V经过巷道的风速，Q经过巷道的风量，Vmax巷道允许通风的最高风速，ms。 m

10、axVSQV2.2.巷道风速验算巷道风速验算 第四节第四节 风速验算风速验算.规定如右表，规定：矿井主要进风巷的风速普通不大于6ms；保送机巷道采区风巷普通不大于4ms。设计时，应在不违反的原那么下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。第四节第四节 风速验算风速验算.第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计一、巷道的设计掘进面积一、巷道的设计掘进面积 1.1.支护参数的选择支护参数的选择支护是影响煤矿技术经济目的和平安消费的关键技术问题，长期以来，棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要方式，近年来，金属支架和锚喷支护得到开展。支架参数的选取，就是确定坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度

11、以及背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度，一切这些尺寸的选取方法，将在第五章中引见 。.2.道床参数的选择道床参数是按选取的钢轨型号、轨枕规格和道碴厚度确定的。钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。 轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相顺应。 道床：一股采用巩固的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴，颗粒度以2040mm为宜。 第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.3.钢轨轨枕型号第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.4.巷道掘进断面积设计巷道净尺寸加上支架、道床参数便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。半圆拱巷道：S1=B10.39B1+h3； B

12、1拱形巷道掘进宽度；h3墙高；圆弧拱巷道：S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3；B巷道净宽；T墙厚；梯形巷道：S1=B3+B4H1/2；B3、B4顶梁、底梁设计掘进宽度；H1设计掘进高度。第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.5.巷道计算掘进断面积 思索到巷道在施工中出现超挖景象，因此，设计掘进断面尺寸应加上允许超挖值(75mm)(矩形、梯形棚子)，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护资料耗费量。 nh3hbh5h2h7Dh0HTH1aA1tA1Cb1b2KmBa1bc1B1B2hahchh4m1第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.二、水沟

13、设计第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计1位置：普通布置在人行道一侧，少穿越运输线路。2施工要求：平巷水沟坡度可取35，或与巷道的坡度一样，但普通不小 于3，以利于水流通畅。运输大巷的水沟可用混凝土浇筑，也可用钢筋混凝土预制成构件，然后送到井下铺设，效力年限短，排水量小的巷道其水沟可不用支护。棚式支架巷道水沟一侧的边缘距棚腿距不小于300mm。为了行人方便，主要运输大巷和倾角小于15斜巷的水沟，应铺放钢筋混凝上预制盖板，盖板顶面要与巷道渣面齐平。常用的水沟断面外形有对称倒梯形、半倒梯形和矩形。各种水沟断面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护资料和断面外形等要素决议，常用的水沟断面和尺寸见图和表

14、。为了使巷道内不积水，巷道横向水沟的一侧也应有2的坡度，并在水沟的侧面壁上每隔一定间隔开设50的泻水孔。 .第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.1、管线的种类：压风管、排水管、供水管、电缆2、管线布置要求：(1)管道设在人行道侧，也可在另一侧，在人行道侧时，1.8米以上；(2)架线机车巷道内，不要将管道直接置于底板上，防止电流腐蚀管道；管道与运输设备间平安间隔0.2米以上;(3)通讯与动力电缆不要挂在同一侧;人行道侧最好不挂动力电缆。(4)高压与低压电缆在同一侧时,相互间隔大于0.1米;(5)电缆与管道在一侧时,电缆在上,坚持0.3米以上的间隔;(6)电缆高度应保证矿车不碰坏电缆。三、

15、管线布置第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.第五节第五节 巷道的其他设计巷道的其他设计.例题 某煤矿，矿井设计才干为90万t/a，低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m3/h。经过该矿第一程度东翼运输大巷的流水量为160m3/h，采用ZK10-6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石巩固性系数f =46，需经过的风量为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。 .步骤之一：选择巷道断面外形年产90万吨矿井的第一程度运输大巷，普通效力年限在20年以上，采用 600mm轨距双

16、轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，应选用钢筋砂浆锚杆与放射混凝土支护，半圆拱形断面。 .步骤之二：确定巷道净断面尺寸1确定巷道净宽度B2确定巷道拱高h03确定巷道壁高h34确定巷道净断面面积S和净周长P5用风速校核巷道净断面积6选择支护参数7选择道床参数8确定巷道掘进断面尺寸.1.1.确定巷道净宽度确定巷道净宽度B B 查表知ZK106/250电机车宽A1=1060，高h=1550；1.5吨矿车宽1050，高1200。根据，取巷道人行道宽C=840，非人行道一侧宽a=400。又查表2.3知本巷双轨中心线b=1300，两电机车之间的间隔为：1300-1060/2+1060/2

17、=240故巷道净宽度B=a1+b+c1=a+2A1+C+t =400+21060+240+840=3600.2.确定巷道拱高h0半圆拱巷道拱高h0=B/2半圆拱半径h0=3600/2=1800.3.确定巷道壁高h3对于架线电机车运输的巷道，普通按架线电机车导电弓子要求；管道装设高度的要求；人行高度要求。1架线电机车导电弓子要求由半圆拱巷道拱高公式得21243)()(bknRhhhc1552)870360()3001800(4102000223h.2按管道装设要求222753)2/(bDmKRhhhhb1633)4302/335300360(18002209001800223h.3按人行道高度要

18、求223)(1800jRRhhb1195)2001800(18002201800223h综上计算，并思索一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1820。那么巷道高度H=h3-hb+h0=1820-220+1800=3400。.4.确定巷道净断面面积和净周长查表得净断面面积S=B0.39B+h2式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1820-220=1600。故S=36000.393600+1600=10814002=10.8净周长P=2.57B+2h2=2.573600+21600=12500=12.5m.5.用风速校核巷道净断面面积查表知Vmax=8m/s，知经过大巷风量Q=48m

19、3/s，计算得：844. 48 .1048SQV设计的大巷断面面积、风速没超越规定，可以运用。设计的大巷断面面积、风速没超越规定，可以运用。.6.选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属类围岩、效力时间大于10年等条件，得锚喷支护参数；锚杆长2.0m，间距a=0.8m，排距b=0.8m，锚杆直径d=18，放射混凝土层厚T1 =100mm，而锚杆显露长度T2=50mm。故支护厚度T=T1=100。.7.选择道床参数根据本巷道经过的运输设备，选用30kg/m的钢轨，其道床参数hc、hb分别为410和220，道渣至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190。采

20、用钢筋混凝土轨枕。.8.确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度：B1=B+2T=3600+2100=3800。巷道计算掘进宽度：B2= B1+2=3600+275=3950。巷道设计掘进高度：H1=H+hb+T=3400+220+100=3720。巷道计算掘进高度：H2=H1+=3720+75=3795。巷道设计掘进断面面积：S1=B10.39B1+h3=38000.393800+1820=125476002，取S1=12.55。巷道计算掘进断面面积：S2=B20.39B2+h3=39500.393950+1820=132739752，取S2=13.27。.步骤之三：布置巷道内水沟和管线知经过本巷道的水量为160m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表2-12得：水沟深400、水沟宽400，水沟净断面面积0.16；水沟掘进断面面积0.203，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。.步骤之四：巷道掘进