1、第三章 巷道断面设计,巷道断面设计的原则：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。 设计步骤及内容：1、选择巷道断面形状，确定巷道净断面尺寸，进行风速校验。2、根据支架参数和道床参数计算巷道的掘进断面尺寸。3、布置水沟和管线4、绘图5、编制巷道特征表和每米工程量及材料消耗表,一、巷道断面形状 巷道断面形状选择应考虑的因素：1、巷道所处的位置及穿过的围岩性质，即作用在巷道上的地压的大小和方向。当顶压、侧压不大时，矩形或梯形断面，当顶压较大，侧压较小时，直墙拱形，当顶压、侧压都大时，园形、或椭园形。2、巷道的用途及服务年限，服务年长为拱形，服务短为梯形。3、选择
2、的支架材料和支护方式：木支架，砼棚，锚杆，铁棚为梯形或矩形。砖石，混凝土，喷浆为拱形。铁棚、锚杆可用于任何形状。4、掘进方法和掘进设备，爆破可用于任何形状，为利于施工，多采用半园拱和园弧拱，全断面掘进机为园形。5、通风阻力小，选用拱形。,二、巷道断面尺寸煤矿安全规程规定：巷道净断面必须满足行人，运输，通风，安全设施服务，设备安装，检修和施工的需要。巷道断面尺寸主要取决于：巷道的用途，存放或通过它的机械，器材或运输设备的数量及规格，人行道宽度和各种安全间隙，以及通过巷道的风量等。,1、巷道净宽度的确定：1巷道净宽度取值方法：A、直墙拱形和矩形巷道的净宽度：指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水
3、平距离。B、梯形巷道的净宽度：通行矿车和电机车时，指车辆顶面水平的巷道宽度，无运输设备时，指从底板起1.6m水平的巷道宽度。,2巷道净宽度确定： A、有运输设备巷道净宽度：设备轮廓最大宽度加人行道宽度加安全间隙等。弯道根据运输设备相应加宽 B、无运输设备巷道净宽度：可根据行人及通风的需要来选取。 单轨矿车运输巷道净宽： B=a+A+C 双轨道巷道净宽：B=a+2A+c+t 式中B-巷道净宽度a-非行人侧安全间隙矿车0.3m ，安装输送机0.5m A-矿车最大外形尺寸 。见56表3-1C-人行道宽度一般巷道0.8m ，人车仃车点1.0 m t-两矿车之间的中间间隙，两列车对开0.2m ，装载点0
4、.7m 矿车摘挂钩点1.0m,宽度选择原则：A、拱形断面的主要运输巷道净宽不宜小于2.4m，采区巷道净宽不宜小于2.0m，B、满足从道碴面起1.6m的高度内留有宽不小于0.8m的人行道。否则重新设计。,2、巷道净高度的确定：1巷道净高度的确定方法：A、矩形和梯形巷道的净高度：指自道碴面或底板至顶梁或顶部喷层表面、锚杆露出长度终端的高度。B、拱形巷道的净高度：指自道碴面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。煤矿安全规程规定：主要运输巷和主要回风巷的净高，自轨面起不得低于2.0m，架线电机车运输巷的净高符合煤矿安全规程第356条和第357条规定，采区（盘区）内的上下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层
5、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，由煤矿企业按煤矿安全规程统一规定。,2确定拱形巷道的净高。H=h0+h3+hb 式中：H为拱形巷道的净高； h0为拱形巷道的拱高 ；h3为拱形巷道的墙高；hb为巷道内的道碴高度。 A、拱高 h0的确定：半园拱h0=B/2，园弧拱：h0=B/3-2B/5。若围岩坚固：h0=B/4-B/5。 B、墙高h3的确定：墙高指自巷底至拱基线的垂直距离。 对于架线电机车运输巷，按导电弓和管道装设高度和要求计算，有矿车、输送机或无运输设备的巷道，按行人高度要求计算，但在人行道范围内1.8m以下，不得架设管线和电缆，计算出来的墙高h
6、3值，按只进不舍的原则以0.1m进级。 具体要求：规程第二十一条，第356、357条 C、hb道床高度：临时道床高度：150-180mm，正式道床高度：320mm。,3、巷道的净断面面积： 巷道净高和净宽确定后，计算净断面面积： 半园拱：S=B（0.39B+ h2） 园弧拱：S=B（0.24B+ h2） 梯形：S=H（B1+ B2）/2,4、巷道风速验算：按规程规定：V最小v=Q/SV最大最小和最大风速规定见煤矿安全规程第101条，表2规定。,5、巷道设计和计算掘进断面面积：1支护参数的确定：A：要求：支护形式：根据巷道的类型和用途，服务年限；围岩支护材料、特性、来源来选择。支护方式：要求承载
7、能力强，就地取材，施工方便，经济耐用，维修量小。B确定：支护方式确定后，据巷道断面（拱形、梯形、矩形）和 巷道围岩确定参数。棚式支架：材料性质（木、金属）；材料规格（大、小、长、短）；架设方式（巷角，棚距）；辅助材料等。锚喷支护：锚杆类型，长度，直径，间距，排距；喷浆：配比，厚度，标号，养护等。拱碹支护：材料性质（砖、石、砼）；厚度要求；布筋要求（钢筋规格，布置方式）；拆拱时间等。,2道床参数的选择：道床主要钢轨规格和道碴高度来确定。不同型号的钢轨要求道碴高度不同，而钢轨型号根据巷道类型，运输方式及设备，矿车容积和轨距来选择。具体见表：3-7P65， （hc） 220-360= hb(180-
8、200)+ha(140-160),3巷道设计和计算掘进断面面积：半园拱巷道：S1=B1（0.39B1+ h3）园弧拱巷道： S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3梯形巷道：S=B1（B3+ B4）H1/2见表：3-8、3-9、3-10、P63-66,三、水沟设计和管线布置1、水沟设计1布置：主要运输巷等服务年限长巷道布置在行人侧，（在水沟上铺盖板作行人道），采区等服务年限短的巷道布置在非行人道一侧。2坡度：一般取3-5或与巷道坡度相同。3支护：主要运输巷等服务年限长的巷道多用混凝土浇筑，也可用砖石砌筑。采区等服务年限短的巷道：不支护。棚式支护巷道水沟内侧边缘距棚腿应不小于30
9、0mm。,4水沟断面：常有倒梯形，半倒梯形，矩形等。5选取可根据有关技术特征表迭取P69页,2、管线布置：要求：1管道通常设置在人行道一侧，也可设在非人行道侧，架设可用管墩支撑，托架固定，锚杆悬挂方式。架设在人行道上方，高度不应小于1.8m，架设水沟上，不能妨碍清理水沟。2在架线电机车运输巷内，不能将管道直接置巷道底板上，以免电流腐蚀管道，管道与运输设备之间必须留有不小于0.2m的安全距离。3通风电缆和动力电缆不设在同一侧，否则，通风电缆应高于动力电缆0.1m以上，以防电磁干扰。4高压和低压电缆在同侧敷设时，相应间距应大于0.1m以上，同压之间的距离不得小于50mm。5电缆与管道在同一侧敷设时，电缆要挂在管道上方并保持0.3m以上距离。6电缆悬挂高度应保证矿车掉道时不会撞击电缆，电缆发生坠落时，不会落在轨道上，或运输设备上。电缆悬挂高度一般为1.5-1.9m。两个悬挂点之间的距离不应大于3.0m，电缆与运输设备之间距离不应小于0.25m。,四、巷道断面设计示例P68,问题： 1、选择巷道断面形状应考虑哪些因素？ 2、巷道断面设计的内容和步骤是什么？ 3、巷道断面净宽最小要求如何规定？规程对净高有何要求？ 4、为什么要进行巷道断面风速校验？ 5、支护参数确定的要求是什么？ 6、管线布置要求有哪些？ 7、棚式支护水沟布置要求？,
