井巷工程-巷道断面设计3'

井巷工程,叶洲元yezhouyua南科技大学能源与安全工程学院,2008年1月,第三章巷道断面设计,井巷工程,主要内容,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,井巷工程,第一节巷道断面形状,井巷工程,巷道断面设计，主要是选择断面形状和确定断面尺寸，其合理与否直接影响到矿山生产的安全和经济效益。设计原则是：在满足安全与技术要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价并有利于加速施工速度。,一设计原则,井巷工程,二巷道断面形状,我国煤矿巷道较常用断面形状为梯形和直墙拱形（半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形）次之是矩形；只有在某些特定的岩石或地压情况下，才选用不规则形状封闭拱形、椭圆形或圆形。,井巷工程,巷道断面形状、服务年限、支护材料相互配套关系,井巷工程,三巷道形状的选择1,巷道断面形状的选挥，主要考虑因素：(1)巷道穿过岩层的性质，即地压的大小与来压方向(2)巷道的用途、位置和服务年限；(3)支护方式，即支架材料与支架结构。（采用锚喷支护，使巷道断面形状的选择大为简化）。,井巷工程,三巷道形状的选择2,煤矿常用的断面材料：木材、金属能抗压、抗弯；石材的抗压强度大，抗弯性能差；木材具有较大的可缩性，金属的可缩性差，但可多次回收利用。梯形巷道常用木材,金属,钢筋混凝土等棚式支架;拱形断面常用砖石、混凝土砌砼,金属弧形支架;矩形断面,井巷工程,三巷道形状的选择3,一设计原则,井巷工程,第二节巷道断面尺寸,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、设备安装、抢修和施工的需要，所以巷道断面尺寸主要取决于其用途，其中的各种器材，人行道宽度及各种安全间隙以及通过巷道的风景等因素。1）定出巷道的净断面尺寸，并进行风速验算；2）根据支架参数、道床参数，计算出巷道设计据进断面尺寸（包括起挖值）；3）按比例绘制巷道断面图，编制巷道特征表和每米巷道程量及材料消耗表。,以人为本,二各种形状巷道断面尺寸确定,井巷工程,一）梯形巷道断面尺寸包括净宽度、净高度、底面与斜墙的夹角,井巷工程,1巷道净宽度梯形巷道的净宽度分两种情况：a.当其内通行矿车、电机车时，指的是车辆顶面水平的巷道宽度；b.当其内不通行运输设备时，从底板起1.6m高水平的巷道宽度。梯形巷道净宽度的确定：a.当有运输设备通过，其净宽度由运输设备本身外轮廓最大宽度+人行道宽度（煤矿安全规则所规定的）+安全间隙b.无运输设备通过的巷道，其净宽度由行人及通风的要求来确定。,井巷工程,2巷道净高度梯形巷道净高度指的是从渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。,井巷工程,2巷道净高度煤矿安全规则规定：主要运输巷道、主要风道的净高，自轨面起不得低于1.9m；架线电机车运输巷：电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人巷道、车场内及人行道与运输巷交叉点处不得小于2m；不行人的巷道内不得小于1.8m；在井底车场，从井底到乘车场不小于2.2m；架空线距顶或棚梁之间距离不得小于0.2m；采区上下山及平巷净高不得小于1.8m。,3巷道净断面积只要知道梯形巷道上、下底宽，就可以利用梯形面积公式求得：S=(B1+B2)*H/2,井巷工程,4风速校核由于生产矿井的巷道兼作通风用，因此，其还应满足风速要求：v=Q/Svm,见p70表3-9,井巷工程,5设计掘进断面积掘进断面积包括净断面和支护部分所占据的部分：净断面可利用以上知识确定；支护部分所占据的面积包括支架、道床等所占据的。,井巷工程,（1）支护参数的选取包括坑木直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板的厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度。（具体参考第五章巷道支护）,木材支架坑木直径与每米巷道架棚数,井巷工程,料石或混凝土块砌碹拱、壁厚度,井巷工程,锚喷支护参数（一）,井巷工程,锚喷支护参数（二）,井巷工程,（2）道床参数钢轨：其型号及技术特征见表3-11p72轨枕：钢筋混凝土轨枕、木轨枕（防腐处理）。其规格见表3-6p61道床：道渣，轨枕、钢轨道渣，其厚度不小于100mm，至少要把轨枕1/21/3的高度埋入道渣内；道床宽度可按轨枕长度+200mm来考虑；相邻轨枕之间距离一般为0.70.8m；,道床总高度见表3-7p62。,井巷工程,二）直墙拱形巷道断面尺寸包括净宽度、净高度,井巷工程,1、巷道净宽度直墙拱形巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。,井巷工程,2、巷道净高度直墙拱形巷道净高度指是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，包括净拱高和自底板起的壁高。,直墙拱形巷道净宽度的确定：a.当有运输设备通过，其净宽度由运输设备本身外轮廓最大宽度+人行道宽度（煤矿安全规则所规定的）+安全间隙b.无运输设备通过的巷道，其净宽度由行人及通风的要求来确定。,井巷工程,3、巷道净断面积知道梯形巷道上、下底宽，就可以利用直墙拱形巷道断面面积公式求得。,4、风速校核由于生产矿井的巷道兼作通风用，因此，其还应满足风速要求：v=Q/Svmax,井巷工程,5、设计掘进断面积掘进断面积包括净断面和支护部分所占据的部分：净断面可利用数学知识确定；支护部分所占据的面积包括支架、道床等所占据的部分。由于直墙拱形断面巷道一般利用金属弧形支架或混凝土支护，因此其支护部分主要是金属弧形支架的断面高度以及背板的厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度。（具体参考巷道支护。),三）矩形断面巷道断面尺寸包括净宽度、净高度。,井巷工程,井巷工程,1、巷道净宽度矩形断面巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。矩形断面巷道净宽度的确定参照梯形和直墙拱形断面的净宽度来确定。,2、巷道净高度直墙拱形巷道净高度指的是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。其遵从煤矿安全规则规定。,井巷工程,3、巷道净断面积利用矩形面积公式求得。,4、风速校核由于生产矿井的巷道兼作通风用，因此，其还应满足风速要求：v=Q/Svm,井巷工程,5、设计掘进断面积掘进断面积包括净断面和支护部分所占据的部分：净断面可利用数学知识确定；支护部分所占据的面积包括支架、道床等所占据的部分。由于矩形断面巷道一般利用木支架、钢筋混凝土支架或锚喷支护，因此其支护部分主要是支架的断面高度以及背板的厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度。（具体参考第五章巷道支护）,一水沟设计,井巷工程,第三节巷道断面内水沟设计和管线布置,位置：一般布置在人行道一侧，并尽量少穿越运输线路，只有在特殊情况下布置在巷道中间或非人行道一侧。坡度：35%0形状：梯形、矩形等材料：混凝土浇筑、砌石等断面大小：根据排水量及坡度、材料、断面形状等来确定盖板：主要运输大巷、倾角小于15的斜巷的水沟要盖盖板,井巷工程,布置原则：安全、便于检修要点：电力电缆与管道应布置在巷道的不同侧；细管在上，粗管在下，距道渣面至少保持150mm距离；电话线和信号线应布置在电力电缆的另一侧；布置在管道上方300mm距离外；不得已布置在同一侧时，电话线和信号线应布置在电力电缆上方100mm以外,二管线布置,井巷工程,梯形巷道内，动力电缆应布置在人行道侧棚腿上部，管道则应布置在人行道另一侧棚腿下部，细管在上，粗