1、资源学院采矿系 陈海波,巷道断面设计 (一),主要内容巷道断面形状的选择巷道净断面尺寸的确定(净宽度、净高度）、风速验算巷道设计掘进断面积和计算掘进断面积的确定水沟与管缆的布置巷道断面设计举例 重点内容巷道净断面尺寸的确定(净宽度、净高度） 难点内容巷道净断面尺寸的确定(净宽度、净高度）,导学思考题1.巷道的净断面应满足哪些要求? 2.巷道的净断面、设计掘进断面和计算掘进断面有何区别? 3.巷道断面设计的内容和步骤是怎样的?,一、巷道断面设计的原则与步骤,1.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。,巷道断面设计依据资料： （1）巷道层位的
2、地质资料。 （2）巷道的服务年限、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）巷道内的装备、管道和电缆的规格尺寸、数量及架设检修要求。 （5）其他巷道、酮室对巷道的位置要求。 （6）支护材料供应的情况，施工技术及其装备条件。,2.巷道断面设计的内容与步骤 （1）选择巷道断面形状； （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）按充许的超挖值计算巷道的计算掘进断面尺寸； （6）布置水沟和管缆 （7）绘编“一图二表” 巷道断面施工图、巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表。,
3、二、巷道断面形状的选择,1.巷道断面的形状及特点,2.巷道断面形状选择主要影响因素 （1）巷道位置及穿过的围岩性质； （2）作用在巷道上的地压大小和方向； （3）巷道的用途及其服务年限； （4）选用的支架材料和支护方式； （5）巷道的掘进方法和采用的掘进设备; （6）邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况。,三、巷道净断面尺寸的确定,(一)巷道净断面尺寸的决定因素煤矿安全规程规定：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、检修和施工的需要。巷道断面尺寸主要取决于：1.巷道用途；2.存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量及规格；3.人行道宽度和各种安全间隙；4.通过巷道的风量。,
4、(二)巷道净宽度的确定直墙拱形/矩形巷道净宽度:巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离梯形巷道净宽度:通矿车或电机车时,指车辆顶面水平的巷道宽度;不通运输设备时,指自底板起1.6米水平的巷道宽度。,1.拱形双轨巷道净宽度计算:,(三)巷道净高度的确定矩形/梯形巷道的净高度:指自道碴面或底板起至顶梁或顶部锚喷层面、锚杆露出长度终端的高度。拱形巷道的净高度:指自道碴面起至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。,煤矿安全规程21条规定：主要运输巷道和主要风巷的净高,自轨面起不得低于2m;架线电机车运输巷道的净高: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
5、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距离不小于0.2m;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。,1 梯形巷道净高度,拱形巷道的净高度,2 拱形巷道净高度,（1）拱高h0的确定：拱的高度常以巷道净宽的比来表示(称为高跨比)。 （2）壁(墙)高h3的确定：拱形巷道的壁高h3是指自巷道底板至拱基线的垂直距离 为了满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管缆的需要，拱形巷道的壁高h3,设计要求按架线电机车导电弓顶端与巷道拱壁间最小安全间隙要求、按管道的装设高度要求、按人行高度要
6、求、按1.6m高度人行宽度要求以及按设备上缘至拱壁最小安全间隙要求等5种情况计算，并取其最大者，只进不舍，以0.1m进级。,(四)巷道的净断面面积,(五)巷道风速验算,四、巷道的设计掘进断面尺寸的确定,巷道的设计掘进断面尺寸巷道的设计掘进断面尺寸由支护参数和道床参数决定。支护参数选择,支护形式,棚式支护 砌碹支护 金属支架 锚杆支护 锚喷支护 锚杆+锚索支护,道床参数的选择,道床参数,钢轨型号,轨枕规格,道碴高度,巷道的设计掘进断面积,五、巷道的计算掘进断面尺寸的确定,巷道的计算掘进断面面积 巷道的计算掘进断面尺寸=巷道设计掘进断面尺寸+超挖误差值（75mm),六、巷道断面水沟设计和管线布置,
7、（一）水沟设计平巷水沟坡度： 35斜巷水沟坡度：与巷道坡度相同,（二）管线布置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，避免电流腐蚀管道；管道与运输设备间安全距离0.2米以上;(3)通信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,相互距离大于0.1米;(5)电缆与管道在一侧时,电缆在上,保持0.3米以上的距离;(6)电缆高度应保证矿车不碰坏电缆。,七、巷道断面设计示例,八、补充说明,作 业1.巷道断面设计的基本原则是什么？
8、 2.煤矿常用巷道断面形状？ 3.选择巷道断面形状应考虑那些因素？ 4.当巷道尺寸确定后，为什么还要通过巷道的风速来验算？ 5.煤矿安全规程对巷道的净宽和净高有哪些明确规定？,谢 谢 !,资源学院采矿系 陈海波,巷道断面设计 (二),巷道断面设计大作业1.某矿井设计生产能力为0.9Mt/a,主要运输石门采用ZK7-6/250架线式电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。石门穿过普通砂岩(f=6)，通过的最大风量52m3/s，井下最大涌水量为100m3/h，正常涌出量为60m3/h，石门中布置一趟直径100mm的压气管(法兰盘160mm)，一趟50mm的洒水管，两条动力电缆、三条通讯及照明电缆，石门服
9、务年限28年，试设计双轨直线巷道断面，计算每米巷道工程量和材料消耗量，并绘制巷道断面施工图。 提示：1、采用半圆拱型断面2、参照表1.8确定围岩类别，再根据表6.6确定锚喷支护参数3、其余根据书中公式，参考P66-70例题计算,2.某煤矿设计生产能力为2.4Mt/a，高瓦斯矿井，中央分列式通风。井下最大涌水量450 m3/h，通过第二生产水平东运输大巷的涌水量为170m3/h，通过的风量为80m3/s。采用ZK10-9/550直流架线电机车牵引5.0t底卸式矿车运输。巷道内敷设一趟200mm的压气管(法兰盘335mm)，一趟100mm的供水管。大巷穿过的岩层有砂岩、泥岩。主要以泥岩为主。实测围岩松动圈：砂岩lp0.4一0.5m；泥岩lp 1.0一1.4m。试设计运输大巷直线段断面，计算每米巷道工程量和材料消耗量，并绘制巷道断面施工图。 提示：1、采用半圆拱型断面2、参照表1.15确定围岩类别，再根据表6.6确定锚喷支护参数3、其余根据书中公式，参考P66-70例题计算,谢 谢 !,
