巷道断面设计

井巷工程第三章巷道断面设计2023/5/241第三章巷道断面设计第一节巷道断面形状

第二节巷道断面尺寸

第三节巷道断面内水沟设计和管线布置

第四节巷道断面设计示例

习题2023/5/242第三章巷道断面设计一、巷道断面设计原则巷道断面设计主要是选择断面形状和确定断面尺寸。设计的原则是：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。

二、巷道断面设计的内容和步骤㈠选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；㈡根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；㈢布置水沟和管缆；㈣绘制巷道断面施工图，工程量表、材料消耗量一览表。2023/5/243第一节巷道断面形状

一、巷道断面形状

二、影响巷道断面选择的因素2023/5/244一、巷道断面形状按构成的轮廓线分两种：折线型：矩形、梯形、不规则形；曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。见图3-1巷道断面形状。2023/5/245一、巷道断面形状2023/5/246二、影响巷道断面选择的因素㈠作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。㈡巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。㈢矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。㈤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。2023/5/2472023/5/2482023/5/249第二节巷道断面尺寸一、巷道净宽度的确定二、巷道的净高度三、巷道的净断面面积四、巷道风速验算五、巷道设计和计算掘进断面面积2023/5/2410

直墙拱形巷道的净宽度系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，系指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，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；当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。

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以直墙拱形巷道为例：

B＝a十2A1十c十t

A1——运输设备的最大宽度(表1-1)，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）2023/5/2412第二十一条巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要，并符合下列要求：

（一）主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m。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。

（二）采区（包括盘区，以下各条同）内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m。

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。

巷道净断面的设计，必须按支护最大允许变形后的断面计算。

第二十二条运输巷两侧（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：

（一）新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴面起1.6m的高度内，必须留有宽0.8m（综合机械化采煤矿井为1m）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维修的需要，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部分，与巷帮支护的距离不得小于0.3m。

（三）在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起1.6m的高度内，必须留有宽1m以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m。

第二十三条在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。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。2023/5/2413一、巷道净宽度的确定(续)2023/5/2414

为了满足掘进机械化装载和铺设临时双轨调车，以及运输综采支架的需要。巷道最小宽度：主要大巷为2.2m；采区巷道为2m。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。2023/5/2415双轨拦巷道吨中心吴线加价宽双轨掏巷道维对开芹列车东车辆弦之间调应有高足够俩的安抽全间返隙，裂两条某平行龟轨道田的中绑线距锐可按文表1—恐2选取亭；20窜23尖/5供/1勤716二、味巷道捡的净宅高度1．矩形须、梯牌形巷谢道：自心渣面爸或底板透到顶蛛梁或麦顶部斩喷层隶面、毙锚杆市露出长占度终麻端的患高度点。2．拱形暗巷道侨净高：自唯渣面朽至拱顶内澡沿或工锚杆旗露出火长度爽终端尚的高度。主要疏是确刻定净拱高和自底狐板起的捕墙高。H=镜h0+h3-hbH—拱形妥巷道化净高脑；h0—拱形师巷道乐拱高大；h3—拱形教巷道哥墙高伯；hb—巷道珍内道异碴高啦度。20菊23邀/5余/1作717⑴拱高h0常与谈巷道擦净宽霜的比栗来表当示（仗高跨超比）伤：半温圆拱费：h０=R报=B钥/2，⑵墙高h3自巷培道底弱板至鼻拱基追线的港距离莫：架线籍电机德车导电增弓子同顶端缎两切崖线交届点处络与巷堆道拱诵壁间绒最小纲安全符间隙奶；管道辜的装妇设要盈求；比人行拴高度网要求醒；1.晋6m高度痒人行摸道宽晌度；争设备搅上缘芽至拱壁间城最小导安全慈间隙尚。20侮23未/5虏/1蜘71820绵23顷/5患/1狭719一般研，架隐线电妹机车卫运输鉴的巷搭道，统按其湖中架顺线电馆机车导马电弓披子和水管道酬装设窑要求行计算隆即能静满足茧要求扩；其搏它如矿徒车运诵输、杏仅铺虾设输法送机阴或无大运输地设备化的巷电道一练般只按韵行人丈高度自要求杠即能裙满足令要求镇，但掩在人衡行道升范围1.款8m以下柏，不霞得架趁设管笨线和披电缆孕。以上犁计算饼的墙铸高h3值，贡必须工按只题进不孕舍的么原则墨，以0.阳1m进级元。二、词巷道睁的净曾高度(续)20畅23女/5粘/1甜7201．矩形无巷道凯净断翼面积：S＝BHB—巷道倒净宽图；H—巷道顿净高纵。2．梯形责巷道肾净断虚面积苹：S＝(B1+B2)H颤/2；B1、B2—巷道凑顶梁鲜、底企板处哀净宽唇；H—巷道子净高忙。3．半圆杜拱巷得道：S＝B(拜0.教39亭B+济h2)h2—渣面颈起巷收道壁聋的高姥度。4．圆弧疑拱巷昌道：S＝B(虹0.歪24车B+颠h2)三、桥巷道低的净胁断面民面积20拜23早/5妈/1匹721矩形你巷道20激23尽/5秩/1心722梯形脊巷道20礼23据/5咏/1效723半圆聪拱形望巷道20私23障/5滔/1狠724圆弧映拱形慢巷道20意23瞒/5授/1烦725四、赤巷道涂风速诊验算生产弦矿井确的巷历道通景常兼嘴作通榴风用朵，因盲此还喜要进佛行最毫优的睡风速验算匀：V——通过佣巷道米的风显速，Q——通过魔巷道婚的风哈量，Vma粉x——巷道灵允许栽通风荣的最屑高风叛速，m／s。《煤矿亚安全态规程》规定淹如右怒表，《煤矿鄙工业膀设计火规范》规定熊：矿午井主顽要进幼风巷电的风渴速一棍般不喜大于6m／s；输送窑机巷牛道采棍区风束巷一该般不其大于4m／s。设前计时嘉，应健在不咳违反《煤矿谦安全久规程》的原慢则下跨，按节规范埋要求寺确定归巷道俱断面乌，以寻留有饮余地在。20乓23壶/5蛇/1窗726五、忙巷道豆设计内和计来算掘居进断购面积1．支护呈参数黎的选应择2．道床驴参数词的选绍择3．巷道别设计刚掘进笼断面灵积4．巷道排计算草掘进霜断面抛积20维23抽/5乖/1累7271．支乳护参腔数的鲜选择支护祸是影轨响煤满矿技赔术经疮济指饺标和比安全继生产竟的关勾键技包术问题，页长期所以来怜，棚岩式支揭架和炭砖石王、混性凝土泄砌碹主是支漂护的插主要形杏式，膝近年赴来，什金属拐支架把和锚唐喷支谎护得职到发现展。犁支架咽参数的尽选取锤，就窑是确迷定坑性木的虫直径晨、金盾属和序钢筋顾混凝锋土构粗件的断践面高万度以啊及背扮板厚阀度、埋喷层竿的厚毫度或握锚杆谢外露蜜的长度，励所有缸这些威只寸撕的选荷取方按法，开将在扮第五养章中冻介绍20久23乎/5马/1脊7282．道巨床参哨数的雀选择道床祸参数泻是按屿选取贩的钢轨罗型号、轨忱管规格和道碴夫厚度确定断的。①钢羊轨型拒号是念根据协巷道陶类型胆、运较输方侄式及葵矿车牺容积厌来选状取。②轨致枕：惑轨枕段的类蓬型和腰规格埋应与掠选用荣的钢鼓轨型叶号相仓适应牺。③道帽床：商一股峰采用服坚硬抄的碎弦石或道不易址自燃巡寿的矸英石或狼卵石秒做道治碴，椅颗粒棵度以20恨~4专0m夺m为宜驴。20院23古/5零/1泉729钢轨零轨枕躬型号20锅23团/5住/1溜7303．巷竖道设并计掘铺进断贱面积巷道轨净尺扁寸加脑上支颠架、闹道床偶参数亩使可邪得到哨巷道辜的设计掘寒进尺箩寸，房诚从而福求得痕巷道氏设计当掘进骄断面绘积。半圆现拱巷薪道：S1=B1（0.包39街B1+h3）；B1—拱形泡巷道郊掘进厚宽度领；h3—墙高耳；圆弧讽拱巷聪道：S1=0当.2截4B2+1私.2音7B脾T+祥1.柿57蚂T2+B1h3；B—巷道绣净宽宗；T—墙厚须；梯形环巷道初：S1=（B3+B4）H1/2；B3、B4—顶梁舱、底恨梁设让计掘爸进宽室度；H1——设计觉掘进昂高度民。20杀23冈/5什/1副7314．巷售道计宿算掘椒进断唯面积考虑竟到巷哨道在凤施工影内出潜现超小挖观社象，格因此傲，设悄计掘晒进断弄面尺闷寸应加上肉允许减超挖窑值δ(矩形口、梯卧形棚绸子)，作敏为计燥算掘末进断雪面尺捞寸。昏并以币此计算出区巷道匆的掘村进工绪程量激和支胁炉材驾料消挎耗经导。20耐23窗/5辽/1辨732第三赢节籍巷道黑断面少内水损沟设冶计和巾管线早布置一、水沟难设计二、管线贿布置20蹦23释/5研/1酸733一、济水沟成设计1．位泽置：筹一般夫布置榴在人禽行道义一侧遮，少府穿越假运输边线路框。2．施搜工要倚求：平巷向水沟挎坡度域真可是取3‰俗~5胸‰，或带与巷晋道的棉坡度劝相同完，但批一般僚不小于3‰，以汉利于糟水流主通畅掏。运输急大巷论的水涛沟可缩慧用混逼凝土徒浇筑轿，也爬可用稠钢筋里屈凝现土预史制成瓜构件，绸然后衣送到稳井下抹铺设钓，服逃务年鸡限短犹，排提水量吓小的愤巷道孟其水顺沟可胆不用竭支护。棚式韵支架练巷道师水沟铃一侧猎的边诊缘距骨棚腿美距不付小于30然0m弓m，图3—例7。为了烈行人狂方便典，主浑要运轻输大性巷和猴倾角桥小于15封°斜巷泄的水沟，墨应铺削放钢拴筋混王凝上酒预制晕盖板什，盖备扳顶戚面要俯与巷到道渣短面齐小平。常用泼的水畅沟断衫面形观状有爹对称怕倒梯宋形、驴半倒罪梯形尺和矩饥形。层各种境水沟左断面尺攻寸应追根据谊水沟重流量仙，坡指度，巩支护垦材料到和断躺面形凳状等咬因素旋决定谊，常铅用的水雪沟断劣面和禽尺寸润见图3—萄6、和虚表3—烤13。为了店使巷撇道内挖不积朱水，建巷道趋横向啊水沟桑的一盾侧也坏应有2‰的坡薄度，齐并在水沟范的侧挣面壁肾上每轻隔一亿定距柱离开蝇设φ5妈0㎜的泻透水孔支。20门23险/5缓/1碧734一、诵水沟懒设计(续)20束23创/5海/1患735二、都管线态布置1．管值道通费常应译部置谦在人丘行道伤一侧桂，也未可布谊置在竿非人烘行道刘一侧阵。管先道架另设可采货用管愁墩架呀设、疗托架俘固定溉或锚殃杆悬边挂等捞方式绵。若勤架设偶在人涌行道毅上找方笑，管道愧而其获下部潜与道域渣面洪或水驼沟盖愧板面击保持1.俘8m和1.厉8m以上工的距滋离，益若架继设在水摊沟上破，应倡以不夕妨碍森清理霜水沟响为原扬则。2．在云架线吧式电肝机车稻运输均巷道骗内，行不要娇将管执道直备接置愈于巷胡道底笋板上嫩（用管墩仿架设欺），暗以免控电流嫁腐蚀陶管道碧。管进道与揭运输腥设备手之间袄必须套留有误不小救于0.周2m的安泳全距贩离。3．通贡信电却缆和畜电力维电缆融不宜历设在百同一谈侧。横如受捉条件晋限制织设在伍同一怠侧时蛾，通信前电缆字应设兼在动额力电桌缆上禾方0.真1m以上旱的距料离处颠以防侨电磁围场作股用干死扰通描讯信号优。4．高软压电笨缆和份低压朴电缆访在巷方道同陷侧布洲置时希，相染互之饿间距浆离应物大于0.杀1m以上；触同时辫高压积电缆素之间好、低信压电址缆之手间的哄距离衡不得略小于50唐mm，以墨便摘扒挂方便誉。5．电达缆与砍管道途在同欣一侧种敷设呈时，险电缆踏要悬援挂在拦管道跌上方急并保筝持0.吗3m以上的距燥离。6．电倡缆悬赌挂高涝度应脏保证吨当矿怒车掉鹅道时辣不会隙撞击冷电缆怖，或咐者电漏缆发叙生坠文落时，帮不会扔落在率轨道主上或标运输巨设备糠上。20捕23衬/5监/1研736二、筋管线科布置(续)20恩23损/5镰/1何737第四悠节撞巷道闯断面办设计豆示例[例题)某煤阻矿，强年设酿计能响力为90万t，低接瓦斯密矿井免，中蚊央分搂列式溪通风涝，井下最唱大涌略水量描为32谈0m3/h。位勉。通权过该埋矿第王一水真平东晒翼运绘输大腿巷的丛流水糟量为16芒0m3/h，采灯用ZK价10厦—6弄/2偿50架线扁式电疫机车段牵引1.叠5吨矿摄车运庆输，乳该大挑巷穿过诸中等扯稳定饭的岩附层，介岩石孝坚固柔性系疗数f=4～6，需后通过奇的风解量为8m3/s。巷道暗内敷磨设一子道直侨径为20猴0m芽m的压指风管豪和一慢趟直邮径为l0岩0m悉m的水躺管。矛试设计史运输经大巷苍直线姑段的叼断面思。一、懂选择脾巷道量断面见形状漂、年产90万吨右矿井改的第形一水铸平运唇输大召巷，铅一股细眼务忽年限团在20年以脱上，柴采用60清0m矿m轨距壤双轨坏运输鸦的大辨巷，垄其净遥宽在3m以上窄，又魔穿过虾中等姿稳定阴的岩层闸，故便选用矛钢筋拖砂浆轮锚秆咐与喷泉射混球凝土侍支护参，半驳圆拱这形断痒面。20华23梳/5浙/1汗738二、们确定软巷道诱断面拢尺寸㈠确定今巷道侵净宽品度B查表3-窝1知ZK间10手—6拍/2童50电机绸车宽A1消=1团06丝式0㎜，高h=是15中50柱㎜；1.探5吨矿平车宽10闭50王㎜，高11薄50闷㎜。根据《煤矿营安全盗规程》，取换巷道量人行俯道宽C=转84剑0㎜，非咳人行距道一烟侧宽a=宫40烦0㎜。又价查表3-糕2知本逃巷双萝轨中怎心线b=炉13难00绒㎜，两挨电机厘车之小间的吩距离为：13翻00很-（10美60较/2备+1严06峰0/捕2）=2播40栋㎜故巷州道净温宽度B=悲a1厅+b孕+c跳1=恶a+苍2A速1+沿C+浊t=灿40结0+元2×料10竭60猛+2旗40观+8宝40盐=3啊60钱0㎜。㈡确微定巷讲道拱学高h0半圆显拱巷四道拱嚼高h0=B拿/2洞=3傻60灵0/颗2=火18穴00龙㎜，半也圆拱球半径=h票0=仁36记00俯/2屡=1姥80记0㎜㈢确役定巷沉道壁特高h3按架底线电救机车租导电丈弓子那要求哑确定h3由3-坏8中半州圆拱货巷道尾拱高乖公式晴得第四匀节台巷道冒断面抄设计溪示例(续)20散23凝/5崖/1华7392.按管属道装义设要县求确渗定h3第四便节锁巷道衡断面赌设计风示例(续)3.按人维行高练度要瞒求确峰定h3综上轮计算灿，并栗考虑俯一定咐的余愚量，犯确定菊本巷罪道壁批高为h3货=1欢80猛0㎜。则保巷道喜高度H=贯h3扇-h考b+逐h0旋=1坟80坏0-援20睁0+村18誉00岁=3症40顾0㎜。20组23蛾/5辫/1袄740㈣工确定岛巷道唇净断苍面面添积S和净畏周长P由表3-涝8得净虎断面则面积S=筒B（0.乔39迅B+释h2）式中重：h2为道跪碴面秘以上锹巷道恒壁高宜，h2=粱h3-hb=1泳80商0-忌20拉0=险16拒00赔㎜。故S=赠36坏00乞×（0.好39设×3勒60惊0+为16半00）=1畜08致14届00轻㎜2雅=1脚0.蜻8㎡净周判长P=煤2.籍57蛙B+吸2h诵2=令2.若57哥×3纸60灰0+陶2×材16园00授=1匹25摔00形㎜=绪12妄.5顽m㈤槐用风魂速校钱核巷退道净周断面骄面积查表3-轰4，知Vma到x=8每m/这s，已魔知通抄过大在巷风漂量Q=缸28跃m3判/s，计贴算得践：第四乌节排巷道小断面胁设计堂示例(续)设计死的大霉巷断材面面鞋积、霸风速盒没超像过规道定，右可以征使用鹊。m/咽s20斧23斯/5湖/1遇741㈥伪选择况支护厨参数本巷匙道采夕用锚巧喷支寄护，莫根据兔巷道坝净宽3.详6m、穿灰过中势等稳恳定岩持层即缎属Ⅲ类围岩警、服判务时逼间大盖于l0年等定条件是，得核锚喷喝支护凡参数胃；锚舰杆长1.稠8m，间串距a=农0.条78～0.旗8m，排杯距a‘阅=0均.8查m，锚俱杆直竟径d=秀18智㎜，喷只射混泉凝土逃层厚T1=l躲00催mm，而游锚杆喜露出旋长度T2胳=5仔0m忙m。故笑支护萄厚度T=栏T1遍=1效00规㎜。㈦选愈择道贫床参肠数根据龄本巷田道通杂过的咏运输尾设备郊，选创用24橡kg秀/m的钢隔轨，赶其道煤床参钉数hc、hb分别为36露0㎜和20跟0㎜，道下渣至程轨面湖高度ha与=hc悬-h哭b=3图60倦-2矮00垒=1指60挽㎜。采排用钢筋混纽奉凝土既轨枕已。㈧确间定巷冈道掘荒进断刚面面隔积巷道软设计社掘进刚宽度B1香=B管+2赏T=漂36调00丈+2房诚×1散00寻=3钥80座0㎜。巷道煮计算漫掘进工宽度B2愧=安B1双+2泻δ=旨36胁00近+2答×7晒5=排39娘50控㎜。巷道宾设计胖掘进棋高度H1生=H+担hb雾+T=3含40腊0+陷20由0+芽10栗0=农37鞭00村㎜。巷道芽计算焦掘进阔高度H2南=H拿1+苏δ=厘37期00平+7励5=亿37菠75牙㎜。巷道跟设计观掘进怜断面售面积S1旗=B撕1（0.启39等B1很+h继3）=3毛80坐0×（0.谨39因×3延80屡0+径18旱00）=1森24诉71筒60顾0㎜练2，取S1沫=1具2.械5㎡。巷道林计算吵掘进留断面萄面积S2雅=B割2（0.泽39备B2然+h五3）=3右95盛0×（0.森39筛×3效95蚊0+甚18设00）=1士31破94柏07班5㎜澡2，取S2罪=1根3.死2㎡。第四墓节告巷道镜断面泪设计急示例(续)20季23拿/5造/1猜742三、榨布置毁巷道不内水怖沟和杠管线已知戚通过戏本巷偶道的勒水量蹦为16害0m巴3/旧h，采碰用水店沟坡海度为0.阶3%，查拣表3-贿11得：水沟跌深40架0㎜、水买沟宽40茎0㎜，水宰沟净座断面崇面积0.绞16欲㎡；水停沟掘找进断秀面面积0.换20航3㎡，每颜米水恼沟盖肌板用猫钢筋1.磁63站3k在g、混显凝土0.炼02侵76蔑m3，水避沟用括混凝土0.蜂13占3m3。预管子哗悬吊巩在人核行道浊一侧仰，电约力电狐缆挂次在非奥人行报道一亮侧，峡通信电缆拿挂在率管子蜘上方壤，如匆图3-赴8所示笨。四、徒计算闭巷道丘掘进酸工程爬量和耐材料辽消耗炕量每米疾巷道鞋拱与桃墙计埋算掘颂进体菌积V1窗=S轻2×宴1=银13衰.2辆×1铲=1絮3.蛙2m蛮3；每米撒巷道猫墙脚罗计算柔掘进寸体积V3针=0鉴.2康×（T+论δ）×1沿=0鹊.2篇×（0.汪1+斤0.晚07途5）×1惩=0乖.0紧4m散3；每米诊巷道撑拱与补墙喷咏射材赔料消己耗V2