煤矿巷道施工技术第三章

,煤矿巷道施工技术与快速掘进（第三章）,设计,巷道施工,施工管理,掘进工艺设计,巷道布置设计,巷道断面设计,设备安装设计等,监控通讯设计,通风设计,供电设计,支护工艺设计,第三章巷道断面设计,第三章巷道断面设计,巷道断面设计的主要任务选择断面形状确定巷道净断面尺寸和掘进断面尺寸。,第三章巷道断面设计,巷道断面设计的原则满足煤矿安全、生产和施工等方面技术要求的前提下，最大限度地提高断面利用率，缩小断面、降低成本，有利于加快施工速度，以获得最佳的经济效果。,巷道断面设计的步骤和内容一、收集巷道断面设计所需资料二、了解巷道断面设计的有关规定三、选择巷道断面形状四、确定巷道断面尺寸五、其他曲线巷道水沟巷道管线布置轨道铺设,第三章巷道断面设计,一、收集巷道断面设计所需资料1)巷道层位的地质资料。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)其他巷道硐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。,第三章巷道断面设计,二、了解巷道断面设计的有关规定煤矿安全规程规定1、主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m；自轨面算起，电机车架空线的悬挂高度应符合下列要求：(1)在井底车场内，从井底到乘人车场不小于2.2m。(2)在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不小于2m；在不行人的巷道内不小于1.9m。2、采区(包括盘区)内的上山、下山和平巷的净高不得低于2.0m。薄煤层内的不得低于1.8m。,第三章巷道断面设计,3、电机车架空线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m。悬吊绝缘子距电机车架空线的距离，每侧不得超过0.25m。4、运输巷道两侧(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：(1)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Im)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，与巷帮支护间的距离不得小于0.3m。生产矿井的已有巷道人行道的宽度不符合上述要求时，必须在巷道的一侧设置躲避硐。两个躲避硐之间的距离，不得超过40m。躲避硐宽度不得小于1.2m，深度不得小于0.7m，高度不得小于1.8m，躲避硐内严禁堆积物料。,第三章巷道断面设计,(2)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lm以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m。5、在双轨运输巷中，两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1.0m。6、如果电缆同压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。在有瓦斯抽放管路的巷道内、电缆(包括通信、信号电缆）必须与瓦斯抽放管路分挂在巷道两侧。井筒和巷道内的通信和信号电缆，应与电力电缆分挂在井巷的两侧，如果受条件所限，在巷道内，应敷设在电力电缆的上方0.1m以上的地方。高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时，高、低压电缆相互的间距应大于0.1m；高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm。,第三章巷道断面设计,补充、巷道常用术语,、巷道净断面巷道净断面是指煤矿井巷中用于满足行人、运输、通风、安装设施设备等有效的断面。它的大小由其净宽度和净高度确定、巷道净宽度矩形和直墙巷道的净宽度,是指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离。梯形断面巷道的净宽度由下列情形确定:当其内通行矿车、电机车时,净宽度足指车辆顶面水平的巷道宽度。当其内不通行运输设备时,净宽度是指底板起1.6米高水平的巷道宽度。,第三章巷道断面设计,补充、巷道常用术语,.巷道净高度矩形、梯形断面巷道的净高度,是指由道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。拱形断面巷道的净高度,是指道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。它是由道渣面起巷道的壁高和拱高两部分之和确定。巷道的宽度和高度(断面尺寸)分别是其断面水平和垂直方向上的长度。锚喷支护巷道断面净尺寸是从锚杆外露的尾端算起,但当喷射混凝土厚度大于锚杆外露长度时,则应由喷射混凝土面算起;棚式支架支护巷道断面净尺寸,则从支架内侧算起。,第三章巷道断面设计,、巷道设计掘进断面及尺寸巷道设计掘进断面是在其净断面基础上,考虑到支架及道床本身占用空间后得到的断面。它相对应的设计掘进宽度,是巷道净宽度加上水平方向支架占用空间的尺寸,设计掘进高度是巷道净高度加上垂直方向支架和道床本身占用空间的尺寸。、巷道计算掘进断面及尺寸巷道计算掘进断面是在其设计掘进断面基础上,加上巷道允许超挖值后所得到的断面。它相对应的计算掘进宽度,是设计掘进宽度加上水平方向巷道允许超挖数值。计算掘进高度,是设计掘进高度加上垂直方向巷道允许超挖数值。计算掘进断面及其尺寸是施工队伍掘出巷道毛断面施工的依据。,第三章巷道断面设计,净断面、设计断面、计算断面之间的联系1.巷道净断面、设计掘进断面、计算掘进断面及其尺寸都是巷道断面设计和施工中的基本概念,是井巷施工的依据。2.在一般情况下,巷道净断面、设计掘进断面、计算掘进断面为相似形状。3.它们之间存在着一定的定量关系(以图一直墙半圆拱形断面为例说明,图一中,T为砌碹支护厚度,为巷道超挖值,Hb,为道床参数):设计掘进宽度:净宽度+水平方向支架本身占用空间宽度B1=B+2T计算掘进宽度=设计掘进宽度+水平方向巷道允许超挖值B2=B1+2设计掘进高度二净高度+垂直方向支架和道床本身占用空间高度H1=H+T+hb计算掘进高度=设计掘进高度+垂直方向巷道允许超挖值H2=H1+,第三章巷道断面设计,净断面、设计断面、计算断面之间的区别1.在巷道断面中,净断面最小,计算掘进断面最大,设计掘进断面介于两者之间。2.净断面及尺寸是最重要的参数,它是满足生产和安全必需的最小空间。3.设计掘进断面及尺寸是考虑巷道支扩因素后保证净断面及尺寸大小的参数。4.计算掘进断面及尺寸是考虑巷道超挖因素后保证设计断面及尺寸大小的参数,是掘进队掘出巷道毛断面施工的依据。,第三章巷道断面设计,三、选择巷道断面形状,主要巷道宜采用拱形断面；采区巷道可选用拱形、矩形、梯形断面。在特殊地质条件下，可选用圆形、马蹄形和带底拱的断面。1选择断面形状应考虑的因素1)巷道所处的位置及围岩的物理力学性质、矿山压力的大小及作用方向；2)巷道的服务年限和用途；3)巷道支护方式和支护材料；4)施工技术及其装备的情况；5)邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。,第三章巷道断面设计,半圆拱形,第三章巷道断面设计,目前开拓、准备巷遭和硐室普遍采用的断面形状。多在顶压大、侧压小、无底鼓的条件下使用,半圆拱形,第三章巷道断面设计,半圆拱形,第三章巷道断面设计,圆弧拱形,第三章巷道断面设计,由于光爆锚喷支护的推广，拱部成形好，施工方便，多用于准备巷道。当跨度较大时，较半圆拱形断面利用率高,圆弧拱形,第三章巷道断面设计,三心圆拱形,第三章巷道断面设计,与半圆拱形相比，拱顶承压能力差，但断面利用率较高，适用于围岩坚硬的开拓巷道、上(下)山和硐室,梯形,第三章巷道断面设计,顶板暴露面积较矩形小，可减少顶压，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道,矩形,第三章巷道断面设计,断面利用率较高，多用于顶压、侧压都较小，维护时间不长的回采巷道,矩形,第三章巷道断面设计,马蹄形,第三章巷道断面设计,用于围岩松软、有膨胀性、顶、侧压力很大，且有一定底压的巷道。,圆形,第三章巷道断面设计,围岩松软、有膨胀性、四周压力均很大，用其它形状不能抵抗周围压力时采用。,圆形,第三章巷道断面设计,椭圆形,第三章巷道断面设计,当巷道四周压力很大，且分布不均时，根据顶压和侧压的大小，采用垂直或水平布置。,不规则形,第三章巷道断面设计,在薄煤层中，为了不破坏顶板，使顶板保持其一定的稳定性，断面形状视煤层赋存条件而定。,四、确定巷道断面尺寸例题,第三章巷道断面设计,第三章巷道断面设计,第三章巷道断面设计,巷道断面设计总结：在巷道断面设计及施工中,保证净断面及净尺寸的大小至关重要。施工队伍按计算掘进断面的计算掘进宽度与高度进行施工,掘出巷道毛断面,再按设计掘进断面参数进行支护或铺设道床。这样,巷道成型后,净断面的尺寸就能按设计的要求得到保证,以满足生产和安全的需要。设计时,要考虑各种因素,做到全面、严密、安全、合理,并应符合以下有关规定和要求:,第三章巷道断面设计,1.设计出的巷道净断面,必须满足行人、运输、通风、安全设施、设备安装、检修和施工的需要。2.对人行道宽度、安全间隙以及主要运输巷道和主要风道的净高的设计,不能违背煤矿安全规程的规定。3.在设计运输巷道断面净宽度时,净宽度由运输设备尺寸、人行道宽度和安全间隙三部分构成。其中,运输设备尺寸要按该巷道中运输设备最大宽度者参与计算,人行道宽度和安全间隙要按煤矿安全规程的规定选定既安全又合理的数值代入计算。,第三章巷道断面设计,4.在按风速校验净断面积时,净断面的风速要符合煤矿安全规程和煤矿工业设计规范的规定。设计时,应在不违背煤矿安全规程的原则下,按煤矿工业设计规范要求确定巷道断面,以