巷道断面设计 3

,第五单元巷道断面设计,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，缩小断面，降低造价，便于快速施工，取得最佳的经济效果。,巷道断面设计的主要内容：,选择巷道断面形状，确定断面尺寸。,课题一巷道断面设计,一、巷道断面形状,不规则形,半圆拱,矩形,梯形,圆弧拱,三心拱,椭圆拱,马蹄形,折线形,曲线形,按轮廓线,二.选择时考虑的因素,1.巷道穿过岩层的性质（地压大小和方向）,2.巷道的服务年限和用途,3.支护方式和支护材料,三、确定断面尺寸,4.掘进方法和掘进设备,煤矿安全规程规定(第21条)：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。,步骤：,按规程,确定巷道净断面尺寸并按风速验算,根据支护、道床参数,计算设计断面尺寸,计算掘进断面尺寸,绘巷道断面图，编制巷道特征表及工程量和材料量消耗表,按超挖值,(一)巷道净宽,1.概念,直墙拱、矩形巷道：,梯形巷道,不通行运输设备时,通行矿车、电机车时,式中：B拱形巷道净宽,A1运输设备最大宽度，(表1-1),a非人行道侧的宽度(安全规程有要求),C人行道的宽度(安全规程有要求),t双轨巷道两列列车最突出部分之间的距离(安全规程有要求),注：巷道还需满足掘进机械和敷设临时双轨及运综采支架所需最小净宽要求,此外，巷道宽度必须满足自道碴面起1.6m的高度内留有宽不小于0.8m的人行道，否则应重新设计。,双轨巷道中心距:,1.拱高h0的确定,（二）巷道净高,概念（略）,煤矿安全规程对巷道净高的规定。,拱形巷道的净高：,式中：H拱形巷道的净高度，m,h0拱形巷道的拱高，m,h3拱形巷道的墙高，m,hb巷道内道碴的高度，按表16选取，m,拱的高度常以高跨比表示。,半圆拱拱高为:,三心拱拱高为：,2.墙高h3的确定,墙高h3系指自巷道底板至拱基线的垂直距离。,为满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管线的需求，墙高h3的设计按架线电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱璧最小安全间隙要求；按管道的装设高度要求；按人行高度要求；按1.6m高度人行宽度要求以及按设备上缘至拱璧最小安全间隙要求等五种情况计算，并取其最大值。,对于架线电机车运输巷道，一般按导电弓子和管道装设高度的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。,上述计算出的墙高h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1m进取。,计算公式（以半圆拱为例）,1）按架线电机车导电弓子要求计算,式中：n导电弓子外缘与拱璧间距，n200,取n=300mm,K导电弓子宽度之半，取K360mm,2)按管道的装设高度要求计算,a)单轨：,b)双轨:,式中：m导电弓子距管子距离，取m300mm,b1,b2导电弓子距巷道中心线间距,h7管道悬吊件总高，取h7=900mm,c)按人行高度要求计算,要求距壁j毫米处巷道有效净高不小于1800mm,一般取j200mm,d)按1.6m高度人行宽度要求计算,单轨：,双轨：,要求自道碴面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距C/800mm，即保证有800mm宽的人行道,A1运输设备最大宽度，mm,e)按设备上缘至拱璧最小安全间隙要求计算,）行人侧：,）非行人侧：,单轨：,双轨：,式中：h丛轨面起车辆的高度,a/、c/当运输设备上缘进入巷道拱部范围时，设备上缘到拱璧的距离，一般取a/200mm,（三）巷道的净断面积,半圆拱：,圆弧拱：,四、巷道风速验算,式中：V通过巷道的风速，m/s,Q通过巷道的风量，m3/s,S巷道的净断面，m2,Vmax巷道允许的最大风速，m/s按表13选取,五、巷道设计和计算掘进断面面积,(一)支护参数的确定,选择支护形式考虑的因素：,巷道的类型和用途,巷道的服务年限,巷道围岩的力学性质,支架材料的特性和来源,选择支护方式的原则：,支架承载能力强,支架施工方便,就地取材，经济耐用,支架维修量小,(二)道床参数的选择,选择内容,钢轨型号选择(以kg/m表示，有11、15、18、24、30kg/m等),轨枕规格选择（表15）,道碴高度的确定（表16）,(三)巷道设计和计算掘进断面面积（表18）,课题二巷道内水沟和管线设计,水沟布置的位置,人行道侧（加设盖板）,非人行道侧（该侧有较大空间时）,巷道中间（有底拱的巷道）,水沟断面的形状,矩形,倒梯形,半倒梯形,水沟断面尺寸：（表17）水沟坡度：35,管线布置,1.管道通常布置在人行道侧；,2.管道与运输设备之间留有0.2m以上的安全距离；,3.通讯电缆与电力电缆不宜设在同侧；,4.高低压电缆同侧布置时；,5.电缆与管道同侧布置时；,实例：,某矿年设计产量90万t、属低瓦斯矿，中央并列式通风，该矿东翼运输大巷的流水量为160m3/h，采用ZK10-6/250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f46，通过该巷的风量为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。施设计运输大巷直线段的断面。,一、巷道断面形状,根据巷道穿过岩层的性质及大巷的服务年限，选择半圆拱断面、锚喷支护。,二、确定断面尺寸,(一)确定巷道的净宽B,查表11可知ZK10-6/250架线式电机车宽A1=1060mm、高h1550mm；1.5t矿车宽1050mm、高1150mm。,根据煤矿安全规程，取巷道人行道宽C840mm，非人行道侧a400mm。该巷双轨中线距b1300mm，则两电机车之间距离为：1300(1060/2+1060/2)=240mm,故巷道的净宽B=a1+b+c1=(4001060/2)+1300+(1060/2+840)=3600mm,（二）确定巷道拱高h0,半圆拱拱高h0为:h0=R=B/2=3600/2=1800mm。,（三）确定巷道壁高h3,1.按架线电机车导电弓子要求计算由表12知，半圆拱拱高为：,式中：h4为轨面起架线高度