3 巷道断面设计

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第三章巷道断面设计△平巷断面形状

△平巷断面尺寸设计△斜井断面设计△竖井断面设计△天井与溜井设计△马头门设计

3-1巷道断面形状一、概述1、巷道断面设计的重要意义(P54)2、断面设计的基本原则3、断面设计的内容和步骤

二、巷道断面形状选择1、巷道断面形状的类型折边形：矩形、梯形、不规则形曲边形：三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形封闭拱形、椭圆形、圆形2、各种形状断面的适用性探讨3、选择断面形状考虑因素

矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道。

梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长、断面较小或围岩稳定、地压不大的巷道。

沿矿体走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，根据矿体赋存状况，将巷道开成各种不规则形形状。

拱形断面则常用于服务年限长(如一、二十年或更长)或围岩不稳定、地压较大的巷道。

四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆形；四周压力均匀时，可采用圆形。

在松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用曲墙拱形(把墙也作成曲线形);底鼓严重时，可用带底拱的封闭拱形；

木材、金属能抗压、抗弯；石材的抗压强度大，抗弯性能很差，梯形断面常用于木材、金属支架等棚式支架的巷道；拱形断面则常用于砖石、混凝土砌碹或金属拱形支架的巷道。

木棚子可具有较大的可缩性；金属棚子虽可缩性差，但可屡屡回收复用；而石材支架很难具有可缩性。

受采动影响大的回采巷道、准备巷道、常采用梯形；不受或受采动影响很小的开拓巷道、准备巷道，常采用拱形。若使用可缩性金属拱形支架，即使是回采巷道也可以采用拱形。

常用巷道断面及其适用条件

断面形状选择考虑因素1一般状况下，作用在巷道上的地压的大小和方向，在选择巷道断面形状时起主要作用。当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面；当顶压较大、侧压较小时，可选用直墙拱形断面；当顶压、侧压都很大，特别是有底压时，可采用封闭曲线形断面——圆形、马蹄形或椭圆形等封闭式断面，它们的结构稳定，能承受多向压力。巷道的用途和服务年限也是考虑选择断面形状不可缺少的因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用各种拱形断面比较有利；服务年限短的采准巷道采用梯形、矩形或折线型断面的较多。支护材料和矿区习惯的支护方式也是影响断面形状选择的一个因素。梯形或矩形断面巷道一般采用木支架、钢筋混凝土支架或

金属支架支护，一些矿井常用工字钢或废钢轨作为支架材料。为战胜矩形断面承受侧压性能差的缺点，我国也有一些矿井采用片石砌墙加钢梁的矩形断面作为主要运输大巷的断面形状。在巷道侧压小、顶板岩石较好的条件下，为避免挑顶破坏顶板的完整性，也可用锚杆支护的梯形、矩形及折线形断面。马蹄形、椭圆形和圆形等断面多采用料石、砌块砌碹或现浇混凝土支护，拱形断面除此之外，多采用锚网喷支护、U形钢支护。

断面形状选择考虑因素2掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位，它能适应任何形状的断面。近年来，由于锚喷支护广泛应用，为了简化设计和有利于施工，巷道断面多采用半圆拱和圆弧拱，三心拱逐渐被淘汰。在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷中，选用圆形断面无疑更为适合，而断面利用率低就不再视为一个严重的缺点。在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力小的断面形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。

3-2平巷断面尺寸设计1、主要尺寸

a)巷道的净高度(H0);b)巷道的净宽度(B0);c)巷道的净断面积(S)。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.

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