井巷工程PPT课件巷道断面设计

1、3. 3.巷道断面设计巷道断面设计3.巷道断面设计巷道断面设计3.1 煤矿巷道类型与断面形状煤矿巷道类型与断面形状 3.2 巷道断面尺寸确定巷道断面尺寸确定 3.3 水沟设计和管线布置水沟设计和管线布置 3.4 巷道断面设计示例巷道断面设计示例 3.1 煤矿巷道类型与断面形状煤矿巷道类型与断面形状一、煤矿巷道类型一、煤矿巷道类型按照巷道用途划分按照巷道用途划分p为开采水平服务：运输大巷、石门等为开采水平服务：运输大巷、石门等p为采区服务：采区集中巷、采区上山下山等为采区服务：采区集中巷、采区上山下山等p为采煤工作面服务：工作面运输、回风平巷等为采煤工作面服务：工作面运输、回风平巷等p联络巷：连

2、接联络巷：连接2 2条或条或3 3条以上的短巷。条以上的短巷。p硐室：变电所、水泵房、绞车房等硐室：变电所、水泵房、绞车房等p交叉点交叉点3巷道类型巷道类型按照巷道层位分按照巷道层位分岩石巷道岩石巷道半煤岩巷道半煤岩巷道 （断面岩石的面积在（断面岩石的面积在1/54/5)煤层巷道（断面煤层的面积在煤层巷道（断面煤层的面积在4/5以上以上) 二、巷道断面形状二、巷道断面形状 按构轮廓线分两种：按构轮廓线分两种：p折线型：矩形、梯形、不规则形；折线型：矩形、梯形、不规则形；p曲线型：直墙拱形曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形弧拱形)以及封闭拱形、椭圆形、圆形等

3、。见图以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。见图 3-1 巷道断面形状。巷道断面形状。巷道断面形状巷道断面形状711/14/2021三、巷道断面形状的选择三、巷道断面形状的选择巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素缺少的重要因素作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。形状时起主要作用。矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；影响巷道断面形状的选择；掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也掘进方法和掘进设备对于巷道

4、断面形状的选择也有一定影响。有一定影响。需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。护方式，有利于安全和具有经济效益。3.2 巷道断面尺寸的确定巷道断面尺寸的确定 mg：净断面满足行人、运输、通风和安全设施：净断面满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修和施工的需要。及设备安装、检修和施工的需要。断面尺寸主要取决于巷道用途，存放或通过它的断面尺寸主要取决于巷道用途，存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量规格、人行道宽度机械、器材或运输设备的数量规格、人行道宽度与各种安全间隙及通风量等。与各种安全间隙及通风量等。一

5、、巷道净宽度确定一、巷道净宽度确定指巷道两侧内壁或锚杆外露终端间水平距离指巷道两侧内壁或锚杆外露终端间水平距离梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽系梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，指自底板起设备时，指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。高水平的巷道宽度。 运输设备本身最大外形尺寸和运输设备本身最大外形尺寸和mg人行道宽度、人行道宽度、安全间隙相加而得安全间隙相加而得（一）双轨巷道净宽度（一）双轨巷道净宽度a非人行侧宽度，非人行侧宽度，mg不小于不小于0.3，综合机械化矿，综合机械化矿井不小于

6、井不小于0.5。如为输送机。如为输送机0.5，机头机尾，机头机尾0.7（检（检修），移动变电站或平板车设备突出部分距离不修），移动变电站或平板车设备突出部分距离不小于小于0.3a1运输设备的最大宽度，表运输设备的最大宽度，表3-2c人行侧宽度人行侧宽度1.6m高度内留有高度内留有0.8，综合机械化，综合机械化1.0，管道吊挂高度不低于，管道吊挂高度不低于1.8，人车上下车停车点，人车上下车停车点1.0t对开列车间隙对开列车间隙0.2m，采区装载点，采区装载点0.7m，摘挂钩，摘挂钩点点1.012baact双轨巷道净宽度双轨巷道净宽度常用运输设备类型及规格尺寸表常用运输设备类型及规格尺寸表巷道加

7、宽和轨距加宽巷道加宽和轨距加宽巷道弯道加宽值：一般外侧加宽巷道弯道加宽值：一般外侧加宽0.2 m（20 t电机车可加宽电机车可加宽0.3 m），内侧加宽），内侧加宽0.1 m；双轨中心线距离加宽；双轨中心线距离加宽0.3 m。 巷道弯道加宽段长度：曲线段全部加宽；与曲线段相联巷道弯道加宽段长度：曲线段全部加宽；与曲线段相联的两端直线段其加宽长度：矿车运输的两端直线段其加宽长度：矿车运输1.53.5 m，电机车运，电机车运输输35 m，3t以上底卸式以上底卸式57 m，1t-2 m。拱形断面的主要运输巷净宽综采矿井不小于拱形断面的主要运输巷净宽综采矿井不小于3.2m，其它不，其它不小于小于3.0

8、，矩形，矩形3.0，梯形上顶，梯形上顶1.8运输方式运输方式直线部分直线部分/mm/mm曲线部分曲线部分/mm/mm1t1t、0.5t0.5t矿车矿车12001200130013001.5t1.5t矿车矿车13001300160016003t3t矿车矿车1600160018001800600 mm600 mm轨距电机车轨距电机车1300130016001600900 mm900 mm轨距电机车轨距电机车1600160019001900（二）无轨胶轮运输巷道（二）无轨胶轮运输巷道主要运输巷道人行道宽度主要运输巷道人行道宽度1.2以上，另一侧以上，另一侧0.5以上以上对开突出间隙对开突出间隙0.5

9、以上，其它人行道以上，其它人行道0.8，另一侧，另一侧0.3-0.5间间转弯和交叉，根据无轨运输车转弯半径和运输间转弯和交叉，根据无轨运输车转弯半径和运输间距定距定 二、巷道的净高度二、巷道的净高度 矩形、梯形巷道的净高度，系指自道渣面或底板矩形、梯形巷道的净高度，系指自道渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出的长度终端的高至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出的长度终端的高度；度；拱形巷道的净高度，是指自道渣面至拱顶内沿或拱形巷道的净高度，是指自道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。锚杆露出长度终端的高度。非架线非架线mg:mg:主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面主要运输巷和主要风巷的净高，自轨面

10、起起 2 m。采区（包括盘区，以下各条同）内的。采区（包括盘区，以下各条同）内的上山、下山和平巷的净高上山、下山和平巷的净高 2 m，薄煤层内的，薄煤层内的 1.8 m。架线机车运输巷道架线机车运输巷道mg自轨面算起，车架空线悬挂高度应在行人的巷道自轨面算起，车架空线悬挂高度应在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不小于小于2.0 m；在不行人的巷道内；在不行人的巷道内 1.9 m。在井底车场内，从井底到乘车场在井底车场内，从井底到乘车场 2.2 m。在地面或工业场地内，不与其他道路交叉的地方在地面或工业场地内，不与其他道路交叉的地方 2

11、.2 m。电机车架空线与巷道顶或棚梁之间的距离不得小电机车架空线与巷道顶或棚梁之间的距离不得小于于0.2 m0.2 m。( (一一) )梯形巷道净高度的确定梯形巷道净高度的确定（二）拱形巷道净高度（二）拱形巷道净高度h拱形巷道的净高度，拱形巷道的净高度，m；h0拱形巷道拱高，拱形巷道拱高，m；h3拱形巷墙高，拱形巷墙高，m；hb巷道内道渣高，巷道内道渣高，m。拱高拱高h0的确定：的确定：p半圆拱：半圆拱： h0 =r=b/2p圆弧拱：圆弧拱： h0 =b/3（多数）（多数）p h0 =2b/5（个别（个别bhhhh30壁高壁高h3的确定的确定按照以下五种情况计算，取其最大者。计算中取值必须只按

12、照以下五种情况计算，取其最大者。计算中取值必须只进不舍，以进不舍，以0.1m进级。进级。（1）按架线电机车导电弓顶端两切线的交点处与巷道拱壁）按架线电机车导电弓顶端两切线的交点处与巷道拱壁间最小安全间隙间最小安全间隙n要求；（要求；（n 200 mm，一般取，一般取300 mm）（2）按管道装设要求；）按管道装设要求；（3）按人行高度要求；）按人行高度要求；（4）按）按1.6 m高度人行道宽度要求；高度人行道宽度要求；（5）按设备上缘至拱壁最小安全间隙要求）按设备上缘至拱壁最小安全间隙要求通常架线式运输巷按（通常架线式运输巷按（1 1）计算即能满足设计要求；其它）计算即能满足设计要求；其它巷道

13、，一般只按（巷道，一般只按（3 3）计算即能满足设计要求，但人行道）计算即能满足设计要求，但人行道范围范围1.8 m1.8 m以下不得架设管、线和电缆。以下不得架设管、线和电缆。（三）无轨运输巷道净高度（三）无轨运输巷道净高度满足行人、通风要求满足行人、通风要求运输设备顶部距顶部（支护）和管线下缘距离不运输设备顶部距顶部（支护）和管线下缘距离不小于小于0.6m并满足安全间隙对高度要求并满足安全间隙对高度要求三、巷道净断面面积计算三、巷道净断面面积计算12()2bb hs23333.14(0.3925)8(0.24)bsbhbbhsbbh圆弧拱为 煤炭工业矿建设计规范煤炭工业矿建设计规范规定规定

14、采区巷道断面尺寸，应根据回采和掘进工作面的采区巷道断面尺寸，应根据回采和掘进工作面的装备、运输、通风、行人、管线安装及装备、运输、通风、行人、管线安装及采后断面采后断面压缩率复用要求压缩率复用要求等确定。等确定。综合机械化工作面胶带输送机顺槽巷道净断面不综合机械化工作面胶带输送机顺槽巷道净断面不宜小于宜小于12 m2，回风顺槽净断面不宜小于，回风顺槽净断面不宜小于10 m2，输送机上、下山的净断面不宜小于输送机上、下山的净断面不宜小于12 m2，运料、，运料、通风和行人上、下山的净断面，不宜小于通风和行人上、下山的净断面，不宜小于10 m2。四、风速验算四、风速验算瓦斯通排和扬尘瓦斯通排和扬尘

15、maxvsqv五、巷道设计掘进断面五、巷道设计掘进断面确定道床参数和支护参数确定道床参数和支护参数依据表依据表3-4、表、表3-7或表或表3-8公公式计算式计算（一）支护参数（一）支护参数p锚喷、锚杆、架棚锚喷、锚杆、架棚（二）道床参数（二）道床参数钢轨：钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来钢轨：钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。选取。 轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。 道床：一股采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道道床：一股采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴，颗粒度以碴，颗粒度以2040mm为

16、宜。为宜。 （三）巷道设计掘进断面积（三）巷道设计掘进断面积 巷道净尺寸加上支架、道床参数可得到巷道的设巷道净尺寸加上支架、道床参数可得到巷道的设计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。半圆拱巷道：半圆拱巷道：s1=b1（0.39b1+h3）；）； p b1拱形巷道掘进宽度；拱形巷道掘进宽度；h3墙高；墙高；圆弧拱巷道：圆弧拱巷道：s1=0.24b2+1.27bt+1.57t2+b1h3；p b巷道净宽；巷道净宽；t墙厚；墙厚；梯形巷道：梯形巷道：s1=（b3+b4）h1/2；p b3、b4顶梁、底梁设计掘进宽度；顶梁、底梁设计掘进宽度；ph1设计掘进高

17、度。设计掘进高度。六、巷道计算掘进断面六、巷道计算掘进断面 考虑到巷道在施工内出现超挖现象，因此，设计考虑到巷道在施工内出现超挖现象，因此，设计掘进断面尺寸应加上允许超挖值掘进断面尺寸应加上允许超挖值(75mm)，作为，作为计算掘进断面尺寸。并以此计算出巷道的掘进工计算掘进断面尺寸。并以此计算出巷道的掘进工程量和支炉材料消耗量程量和支炉材料消耗量表表3-7，表，表3-8，表，表3-42.3 巷道断面内水沟设计和管线布置巷道断面内水沟设计和管线布置 一、水沟设计一、水沟设计1.水沟布置水沟布置水平及倾角小于水平及倾角小于16巷道水沟，一般在人行道一侧。当非巷道水沟，一般在人行道一侧。当非人行侧有

18、适当空间时，亦可布置水沟，但尽量避免水沟穿人行侧有适当空间时，亦可布置水沟，但尽量避免水沟穿越运输线路。越运输线路。在倾角大于在倾角大于16，当涌水量小或巷道窄时，水沟与人行台，当涌水量小或巷道窄时，水沟与人行台阶可在巷道同侧平行或重叠布置；当涌水量较大或巷道较阶可在巷道同侧平行或重叠布置；当涌水量较大或巷道较宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底臌的巷道和铺专用排水巷道、中间设人行道的巷道、有底臌的巷道和铺设整体道床的巷道，水沟也可布置在巷道中间。设整体道床的巷道，水沟也可布置在巷道中间。巷道横向水沟，一般应布置在含

19、水层的下方、上（下）山巷道横向水沟，一般应布置在含水层的下方、上（下）山下部车场的上方、胶带机接头硐室的下方或出水点处。下部车场的上方、胶带机接头硐室的下方或出水点处。水沟设计水沟设计2.水沟砌筑水沟砌筑p永久性砌筑方式永久性砌筑方式:混凝土浇筑、片石砌筑混凝土浇筑、片石砌筑p临时性可不砌筑临时性可不砌筑3.坡度和流速坡度和流速p3355，流速混凝土砌筑，流速混凝土砌筑5-10m/s5-10m/s，不衬砌，不衬砌3-4.5，最小防止煤泥等沉淀，一般不小于，最小防止煤泥等沉淀，一般不小于0.54.4.形状形状p倒梯形、矩形或半倒梯形倒梯形、矩形或半倒梯形5.5.盖板盖板p表表3-123-12规格

20、与材料消耗规格与材料消耗（二）管缆布置（二）管缆布置管道布置管道布置电缆布置电缆布置管缆布置管缆布置 1.管道通常应布置在人行道一侧，也可布置在非人行道一侧。管道通常应布置在人行道一侧，也可布置在非人行道一侧。管道架设可采用管墩架设、托架固定或锚杆悬挂等方式。管道架设可采用管墩架设、托架固定或锚杆悬挂等方式。若架设在人行道上方，管道下部与道碴面或水沟盖板面保若架设在人行道上方，管道下部与道碴面或水沟盖板面保持持1.8m和和1.8m以上的距离，若架设在水沟上，应以不妨碍以上的距离，若架设在水沟上，应以不妨碍清理水沟为原则。清理水沟为原则。 2.在架线式电机车运输巷道内，不要将管道直接置于巷道底在架线式电机车运输巷道内，不要将管道直接置于巷道底板上（用管墩架设），以免电流腐蚀管道。管道与运输设板上（用管墩架设），以免电流腐蚀管道。