巷道断面设计2

,2006年中国煤炭行业年度预测报告,煤炭需求：2006年国内煤炭需求量预计为208573.1万吨，同比增加14515.1万吨，增长7.48%；06年煤炭出口继续减少，进口依然旺盛，煤炭总的需求量将达到215073.1吨，同比增加13415.1万吨，增长6.65个百分点，增速较2005年进一步趋缓，远低于GDP增长速度，煤炭需求弹性系数低于1。煤炭生产：2006年煤炭总产量将继续减缓，预计总产量将达到21.6亿吨，同比增长4.85%。煤炭新增产能逐步释放，规模煤炭企业产量增长相对较快，预计将达到194549.9万吨，同比增加16319.8万吨，增长9.16%。规模企业产量的增长将超出煤炭需求增长，能够较好的满足煤炭需求。对于小煤矿应加大整治力度，否则有可能造成煤炭过剩的局面。,煤炭输运：2006年大秦线年运煤能力仍能提高5000万吨，同时朔黄线经过复线修整后，运煤能力进入新的阶段，预计2006年铁路运煤将能增加9000万吨，达到12.1亿吨，同比增长8.13%，继续高于煤炭需求增速。全年水路运煤将达到4.41亿吨，增长12.78%，其中内贸运煤完成3.61亿吨，同比增长将达17.97%，远高出煤炭需求增速，能够有效保证市场需要。季节性、区域性输运压力仍然存在，铁路、水路运煤结构不协调的问题继续显现。,煤炭供需形势及库存变化：2006年煤炭库存水平较2005年将继续增加，逐渐达到一个较高水平，全年库存水平平均将在1.4亿吨以上，能够有效保证煤炭产业链的平稳运行；煤炭库存分布将进一步趋向合理，用煤企业库存将较为充足。06年煤炭供需形势将继续好转。煤炭供需的季节性、地域性压力依然较大，一季度产量相对不足，同时因春运影响，较为紧张，二季度最为舒缓，下半年运输问题将对供需造成影响。东北地区供需状况良好，华北及西北地区，供需状况较好，华东、华南地区产需缺口将大，仍需抢运及大量进口，供需压力依然较大，华中地区湖北、湖南、江西及重庆等地产量很小，且输运能力提高较小，供需形势仍比较严峻。,煤炭价格：2006年煤炭出厂价格将受到小煤矿产量的重要影响，预计煤炭出厂价格仍将继续高位平稳运行，有小幅上涨态势，优质煤将有上涨潜力。电煤与商品煤价格“双轨制”矛盾依然突出，增加了诸多不确定性。同时注意到05年山西、四川等产煤大省电煤供应异常紧张，预计06年一些价格过低的地区电煤价格将有所上涨。2006年市场煤炭价格将在高位平稳运行，短期供需状况与价格将相互影响，导致价格将在高位有所波动，市场敏感度更高；国内市场煤炭价格将越来越受到国际市场的影响，06年国际市场价格将持续低于50美元/吨，因此国内价格也将不再是单边上涨态势，价格平稳将是大势所趋。,第四章巷道断面设计,本章主要参考书,1.安全（绝对保证）设计原则2.技术（先进实用）3.经济（合理有利）,内容与步骤,1.形状、净断面尺寸、风速验算；2.设计掘进断面尺寸、计算掘进断面尺寸；3.布置水沟、管缆；4.绘制施工图、特征表、工程量及材料表。,巷道用途：行人、运输、通风、设备安装、安全、施工、检修,施工、使用、维修、报废,一.常用的断面形状折线形：矩形、梯形和不规则形曲线形：拱形、圆形、马蹄形及椭圆形,第一节巷道的断面形状,位置及围岩性质（地压的大小和方向及围岩强度）用途及服务年限（支护的形式支护成本）支护材料和支护方式掘进的方式和设备岩石巷道锚喷支护拱形断面煤层巷道锚、带、网支护或金属支架梯形断面,二.断面的选择,第二节巷道断面尺寸的确定,梯形巷道净断面尺寸,1.净宽度的确定净宽度的含义：Ba+2A1+t+c2.0ma0.3m，安设输送机时a0.5m；A1表31；c0.8m（道碴面起1.6m高度）在人车停靠点c1.0m；t0.2m，采区装载点0.7m，在摘挂钩点1.0m；表32,煤矿安全规程第二十二条新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道渣面起1.6m的高度内，必须留有宽0.8m（综合机械化采煤矿井为1.0m）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。,2.净高度的确定净高度：道碴面起至拱顶内沿或锚杆终端的垂直高度。,煤炭安全规程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。第三百五十六条自轨面算起，电机车架空线的悬挂高度应符合下列要求：（一）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2.0m；在不行人的巷道内不小于1.9m。（二）在井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2m。（三）在地面或工业场地内，不与其他道路交叉的地方不小于2.2m。第三百五十七条电机车架空线与巷道顶或棚梁之间的距离不得小于0.2m。,3.巷道净断面面积表310（圆弧拱）P65S（B1+B2）H/2,煤炭工业矿建设计规范第3.3.4条采区巷道断面尺寸，应根据回采和掘进工作面的装备。运输、通风、行人、管线安装及采后断面压缩率复用要求等确定。综合机械化工作面胶带输送机顺槽巷道净断面不宜小于12m2，回风顺槽净断面不宜小于10m2，输送机上、下山的净断面不宜小于12m2，运料、通风和行人上、下山的净断面，不宜小于10m2。,4.风速验算煤矿安全规程规定必要性：风速大扬起煤尘、身心健康、工作效率、煤尘爆炸。,煤炭工业设计规范,巷道风速若选用国家现行标准煤矿安全规程规定的最高风速，不适应巷道变形、破坏以后的风速调整，同时巷道的通风能力没有余量，矿井在生产期间调整产量及改变巷道布置会很困难。,5.巷道的设计掘进断面积净断面面积支护面积道床面积支护参数的选择：支护方式与支护参数第五章内容。煤炭工业矿建设计规范第3.3.8条主要运输大巷、总回风巷及采区巷道支护形式的选择，应根据巷道埋深、围岩岩性、巷道用途及服务年限、巷道受采动影响的程度、通风安全要求等因素确定。岩石巷道宜采用光爆锚喷支护。煤层巷道和半煤岩巷道可采用金属支架、锚杆等支护。,道床参数的选择钢轨（表35）：型号（15、18、22、24、30、38kg/m）轨枕（表36）：开拓巷道（预应力）钢筋混凝土轨枕采准巷道和回采巷道木轨枕,道床（表37）：厚度（不小于100cm，把轨枕1/22/3的高度埋入）、宽度（轨枕200mm）,第三百五十二条新建或改扩建的矿井中，对运行7t及其以上机车或3t及其以上矿车的轨道，应采用不低于30kg/m的钢轨。,月日中午时分，山西朔州市平鲁区细水煤矿发生爆炸事故，并波及相邻正常生产的康家窑煤矿，当时共造成名矿工被困井下。据初步调查，事故系矿主无视政府监管，擅自组织违法生产所致。朔州市平鲁区白堂镇细水煤矿(乡镇矿，四证齐全)井下发生瓦斯爆炸事故，当班有49人被困井下。同时，由于瓦斯爆炸摧毁密闭，将相临的康家窑煤矿井下贯通，导致康家窑煤矿22人被困井下。,3月18日下午三时左右，重庆市奉节县境内一煤矿发生爆炸事故，目前已发现一具尸体。当地政府初步确定井下还有二十人，至今生死不明。3月14日11时40分左右，黑龙江省七台河矿业集团新富矿发生瓦斯爆炸事故。截止到3月16日6时，共找到18名矿工，其中1人生还，17人遇难。还有1人下落不明。3月9日6时30分左右，山西省吕梁地区交城县岭底乡香源沟煤矿二坑发生瓦斯爆炸事故，矿难中共造成二十八人死亡。,小资料建国以来七起死亡百人以上矿难-1950年2月27日，河南新豫煤矿公司宜洛煤矿发生特别重大瓦斯爆炸，死亡174人；-1960年5月9日，山西大同老白洞煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡684人；-2000年9月27日，贵州水城木冲沟煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡162人；-2002年6月20日，鸡西矿业集团城子河煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡124人；-2004年10月20日，河南郑煤集团大平煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡148人；-2004年11月28日，陕西铜川矿务局陈家山煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡166人；-2005年2月14日，辽宁阜新矿业集团公司海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡214人。,巷道的设计掘进断面积表310（圆弧拱）P65S1(B3+B4)H1/2,6.巷道的计算掘进断面积超挖值=75mmS2(B5+B6)H2/2,二.拱形巷道的断面尺寸的确定1.巷道净宽度的确定Ba+2A1+c+t2.4m2.巷道净高度的确定h=h0+h3hbh0拱高：半圆拱h0B/2；圆弧拱h0B/3h3墙高，只进不舍，并按0.1m进级壁高h3应满足巷道内电机车架线、管道铺设、行人高度和宽度以及运输设备上缘距拱壁的安全间隙要求，P59表33。,对于架线电机车运输的巷道，一般按其中架线电机车导电弓子和管道装设高度要求计算即能满足设计要求；其他如矿车运输、仅铺设输送机或无运输设备的巷道，一般只按行人高度要求计算即可满足设计要求，但在人行道范围内1.8m以下，不得架设管、线和电缆。,按架线电机车导电弓子要求确定导电弓子外缘与拱璧间距n200mm（300mm）,施工与验收规范第6.6.6条架线电机车的导线吊挂高度，应符合下列数值：导线距巷道顶或棚梁之间不得小于200mm，距金属管线之间不得小于300mm。,按管道的安设要求确定导电弓子外缘与管子间距m300mm（300mm）,k,按行人高度要求确定距壁j处有效高度1800mm，j200mm（200mm）,3.净断面面积表38（半圆拱），39（圆弧拱）P63半圆拱：S=B（0.39B+h2）圆弧拱：S=B（0.24B+h2）4.风速验算：5.巷道设计和计算掘进断面积半圆拱：S1=B1(0.39B1+h3)圆弧拱：S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h36.巷道的计算掘进断面积超挖值=75mm半圆拱：S2=B2（0.39B2+h3）圆弧拱：S2=0.24B2+1.27BT+1.57T2+0.24T+0.1B+0.01+B2h3,第三节水沟及管线的布置,一.水沟位置：坡度：纵向：35横向：2形状：支护：,设计规范第9.5.12条大巷水沟应布置在人行道同侧。水沟宜采用混凝土浇灌，并设置预制钢筋混凝土盖板。当水中含煤泥较多、沿沟清理不便时，应在适当地点设置小型沉淀池。,二.管线的布置管（人行道一侧，1800mm，0.2m运输设备安全距离）、线不同侧（否则0.3m）；电话和信号电缆与电力电缆不同侧，否则在上方大于0.1m；电缆悬挂1.51.9m，两挂点小于3.0m，电缆与风筒0.3m，与运输设备安全距离0.25m；,三、绘制巷道断面施工图(150)、绘制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表巷道断面图与工程量及材料消耗量表统称为巷道断面施工图。这些施工图，发至施工单位，作为指导施工的设计依据。目前常用的不同轨距的巷道断面施工图的标准设计已由设计单位编出。,第四节巷道断面设计示例,某煤矿，年产设计能力为90万t，矿井属低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m3/h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m3/h，采用ZK106/250架线式电机车牵引1.5t矿车运输。该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f=46，大巷需通过的风量为28m3/s。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为100mm的水管。试设计运输大巷直线段的断面。,一、选择巷道断面形状年产90万t矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用钢筋砂浆锚杆和喷射混凝土支护，巷道断面为半圆拱形。,二确定净面尺寸确定巷道净宽度B查表3-1知ZK106/250电机车宽A1=1060mm、高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C=840mm、非人行道一侧宽a=400mm。又查表3-2知本巷双轨中线距b=1300mm，则两电机车之间距离为1300（1060/2+1060/2）=240mm故巷道净宽度:B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=930+1300+1370=3600mm,确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0=3600/2=1800mm。半圆拱半径R=1800mm确定巷道壁高h31按架线电机车导电弓子要求确定h3由表3-8中半圆拱形巷道拱高公式得式中h4轨面起电机车架线高度，按煤矿安全规程取h4=2000mm；hc道床总高度。查表3-5选24kg/m钢轨，再查表3-7得hc=360mm，道碴高度hb=200mm；n导电弓子距拱壁安全间距，取n=300mm；K导电弓子宽度之半，K=718/2=359，取K=360mm；b1轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2a1=3600/2930=870mm。故mm,2.按管道装设要求确定h3式中h5渣面至管子底高度，按煤矿安全规程取h5=1800mm；h7管子悬吊件总高度，取取h7=900mm；m导电弓子距管子间距，取m=300mm；D压气管法兰盘直径，D=335mm；b2轨道中线与巷道中线间距，b2=B/2C1=3600/21370=430mm。故mm,3按人行高度要求确定h3式中j距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。j100mm，一般取j=100mm。故mm。综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3=1800mm。则巷道净高度H=h3hb+h0=1800200+1800=3400mm。,确定巷道净断面积S和净周长P由表3-8得净断面积式中h2道碴面以上巷道壁高，h2=h3hb=1800200=1600mm故=10814400mm2=10.8m2净周长P=2.57B+2h2=2.573600+21600=12500mm=12.5m用风速校核巷道净断面积用式（3-6）校核：查表3-4，知vmax=8m/s；煤炭工业设计规范vmax=6m/s，取vmax=6m/s。已知通过大巷风量Q=28m3/s，代入式（3-9）得m/s设计的大巷断面积，风速没超过规定，可以使用。,选择支护参数本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属类围岩、服务年限大于10年等条件，查表5-15得锚喷支护参数：锚杆长l.8m，间距a=0.780.8m，排距a=0.8m，锚杆直径d=18mm，喷射混凝土层厚T1=100mm。故支护厚度T=T1=100mm。选择道床多数根据本巷道通过的运输设备，已选用24kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为360和200mm，道渣面至轨面高度ha=hchb=360200=160mm。来用钢筋混凝土轨枕。,确定巷道掘进断面尺寸由表3-8计算公式得：巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3600+2100=3800mm巷道计算掘进宽度B2=B1+2=3800+275=3950mm巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3400+200+100=3700mm巷道计算掘进高度H2=H1+=3700+75=3775mm巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=3800（0.393800+1800）=12471600mm2取S1=12.5m2巷道计算掘进断面积S2=B2（0.39B2+h3）=3950（0.393950+1800）=13194075mm2取S2=13.2m2,三布置巷道内水沟和管线已知通过本巷道的水量为160m3/h，现采用水沟坡度为3，查表3-11得：水沟深400mm、水沟宽400mm，水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0.203m2，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通讯电缆挂在管子上方。四计算巷道掘进工程量及材料消耗量由表3-8计算公式得：每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S21=13.21=13.2m3每米巷道墙脚计算掘进体积V1=0.2（T+）1=0.2（0.1+0.075）1=0.04m3,每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=1.57（B2T1）T1+2h3T11=1.57（3.950.10）0.10+21.800.101=0.96m3每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T11=0.20.101=0.02m3每米巷道喷射材料消耗（不包括损失）V=V2+V4=0.96+0.02=0.98m3每米巷道锚杆消耗（仅拱部打锚杆）式中计算锚杆消耗周长=1.57B2=1.573.95=6.2ma、a锚杆间距、排距，a=a=0.8m，故，取为4，故根,折合重量为：kg式中l锚杆深度，l=1.8m；d锚杆直径，d=18mm；锚杆材料密度，=7850kg/m3。每排锚杆数为：N0.8=11.30.89根每米巷道锚杆孔注砂浆消耗式中Sk、Sm分别为锚杆孔和锚杆的断面积则m2每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B3+2h2式中B3=B22T=3.9520.10=3.75m故Sn=1.573.75+21.60=9.1m2,五绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量及材料消耗量根据以上计算结果，按150比例绘制出巷道断面图（图38），并附上工程量及材秒消耗量表312及表313。这些施工图表发至施工单位、作为指导施工的设计依据。,巷道断面设计作业,某煤矿，年设计生产能力120万吨，属低沼气矿井，采用中央并列式通风，井下最大涌水量为450m3/h，通过第一水平东运输大巷的流水量为，风量为；采用直流架线电机车牵引矿车运输。巷道内铺设一趟200mm的压气管和一趟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：砂岩为0.40.5m，泥岩为1.01.3m。试设计运输大巷直线段的断面，并计算单位工程掘进工程量和材料消耗量，绘制巷道断面施工图。,单号：半圆拱，药卷规格32mm100g160mm1：3t矿车1、3、5：ZK76/2503：1.5t矿车5：1t矿车7：3t矿车7、9、11：ZK79/5509：1.5t矿车11：1t矿车13：3t矿车13、15、17：ZK106/25015：1.5t矿车17：1t矿车19：3t矿车19、21、23：ZK109/55021：1.5t矿车23：1t矿车25：3t矿车25、27、29：ZK149/55027：1.5t矿车29：1t矿车,单号：半圆拱，药卷规格32mm120g160mm1：3t矿车31、33、35：XK86/110A3：1.5t矿车5：1t矿车7：3t矿车37、39、41：XK89/1329：1.5t矿车11：1t矿车,双号：圆弧拱，药卷规格35mm150g170mm2：3t矿车2、4、6：ZK76/2504：1.5t矿车6：1t矿车8：3t矿车8、10、12：ZK79/55010：1.5t矿车12：1t矿车14：3t矿车14、16、18：ZK106/25016：1.5t矿车18：1t矿车20：3t矿车20、22、24：ZK109/55022：1.5t矿车24：1t矿车26：1t矿车26、28、30：ZK149/55028：1.5t矿车30：3t矿车,双号：圆弧拱，药卷规格35mm150g170mm2：3t矿车32