巷道施工技术巷道断面设计模块一

《巷道施工技术》精品课程多媒体课件主要内容巷道断面设计巷道支护巷道掘进特殊条件下的巷道施工巷道施工组织与管理模块一模块二模块五模块四模块三课题一巷道断面形状课题二巷道断面尺寸的确定任务二：巷道断面形状选择任务一：巷道断面形状类型分析巷道断面施工图确定任务一：巷道净断面尺寸确定任务二：巷道断面布置课题三综合训练项目模块一巷道断面设计任务三：巷道断面设计示例模块课题任务模块一：巷道断面设计基本概念设计原则确定断面尺寸选择断面形状直接影响到煤矿安全生产和经济效果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、降低造价并有利于快速施工。21知识点断面形状的类型及特点

封闭型巷道的特点

任务一：巷道断面形状类型分析课题一：巷道断面形状21熟悉巷道断面形状的类型

理解影响巷道断面形状选择的诸多因素

技能点任务一：巷道断面形状类型分析相关知识一.开拓巷道相关知识井筒和平硐井筒和平硐都是指从地面直接通向地下的巷道，垂直的称为立井；倾斜的称为斜井，水平的称为平硐。井底车场回风井围绕井筒底部的用于调车、装卸载、布置井下供电、排水等设施的一组巷道和硐室称为井底车场。回风井也是从地面通向地下，并专为回风用的巷道。为全矿井服务、或者为一个或一个以上阶段、水平服务的巷道。一.开拓巷道相关知识石门在岩层中开掘的垂直或斜交于岩层走向的水平巷道，称为石门。分为运输石门、采区石门、回风石门。运输大巷回风大巷沿煤层或煤层顶底板开掘的水平巷道，长度较大，常由井田中央开至井田边界附近，作为井下运输、通风、排水和供电等的主要通路。在煤层或煤层底板岩层中开掘的水平巷道，长度较大，用来作为井下各采区回风的主要通路。二.准备巷道相关知识为一个采区或为一个以上的回采工作面服务的巷道。采区煤仓在采区中用来调车的巷道。分为下部车场和上部车场。为一个采区暂时贮存煤炭用的垂直或倾斜的巷道。

在煤层或底板岩层中，从运输大巷由下而上开掘，为一个采区服务的倾斜巷道。

沿煤层或底板岩层自运输大巷由上而下开掘的倾斜巷道

采区车场采区上山采区下山三.回采巷道相关知识为一个回采工作面服务的巷道。

区段运输平巷

布置在区段下部，基本上沿走向在煤层中开掘的（直线或折线）水平巷道，又称为运输顺槽。区段回风平巷

布置在区段上部，基本上沿走向在煤层中开掘的水平巷道，又称为回风顺槽。

开切眼

在采区边界（或在采区上、下山附近），由区段运输平巷沿煤层倾斜向上掘进，连通区段回风平巷的一条倾斜巷道

。21知识点平顶型巷道的适应条件

拱型巷道的适应条件

任务二：巷道断面形状选择3巷道断面形状选择依据

课题一：巷道断面形状21能根据不同的工程和地质条件，正确选择断面形状

会分析支撑压力对巷道断面形状的影响技能点任务二：巷道断面形状选择一.选择巷道断面应考虑的因素相关知识选择巷道断面应考虑因素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施工技术及装备的情况；

5临近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。

二.巷道断面基本形状及其适用条件相关知识梯形顶板暴露面积较矩形断面小，可减少顶压，能够承受较大的侧压，多用于采区巷道。

在薄煤层中，为了不破坏顶板，巷道沿煤层顶板布置，使顶板保持稳定，断面形状根据煤层赋存条件而定。

不规则形状矩形断面利用率较高，多用于顶压、侧压都较小，维护时间不长的回采巷道。

目前开拓、准备巷道何硐室采用的断面形状。多在顶压大、侧压小、无底臌的条件下使用。

半圆拱形切圆拱形由于光面爆破和锚喷支护的推广，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。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。

三心拱形圆形围岩松软、有膨胀性、四周压力均很大，用其它形状不能抵抗围岩压力时采用。

当巷道四周构造应力很大，且分布不均匀时，根据顶压和侧压的大小，采用竖直或水平布置。

用于围岩松软、有膨胀性、顶、侧压很大，且有一定底压的巷道。

椭圆形马蹄形21知识点净宽的确定方法

净高的确定方法

任务一：巷道净断面尺寸确定3净断面积与风速验算

课题二：巷道断面尺寸确定21能绘制巷道轮廓线图

会准确标定巷道净尺寸

技能点任务一：巷道净断面尺寸确定2004年版《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、检修和施工的需要。因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途；存放或通过它的机械、器材或运输设备的数量与规格；人行道宽度与各种安全间隙以及通过巷道的风量等；并且必须按支护最大允许变形后的断面计算。

相关知识任务一：巷道净断面尺寸确定一.巷道断面的净宽度相关知识

巷道净断面尺寸，应该根据巷道内运行车辆或其它运输设备的最大轮廓尺寸以及架设管线、行人、设备的运送、安装、检修和施工要求等因素确定，并应根据通风要求进行验算。

巷道的净宽度，是设备本身的宽度加上《煤矿安全规程》所规定的相应安全间隙梯形巷道拱形巷道梯形巷道，无运输设备时，系指其净高1/2处的宽度；当运行电机车时或矿车时，则净宽度是指自道碴面起至车辆最大高度处的巷道宽度；当铺设输送机时，是指自巷道底板（或地板）起1.6m处的巷道宽度。拱形巷道断面的主要运输巷道净宽度，综采不宜小于3.0m，其它类型的矿井不宜小于2.2m，拱形巷道的其它巷道净宽不宜小于2.0m；矩形巷道断面净宽不宜小于2.0m；梯形巷道断面顶部净宽不宜小于1.8m。（2）单轨（包括输送机）巷道净宽度根据以下公式，采用只进不舍的原则进行计算（1）双轨（包括机轨合一巷道）（3）单轨吊运行的巷道净宽度单行双行二.巷道断面的净高度相关知识（一）拱形巷道净高度（二）梯形和矩形巷道净高度1．主要运输巷道2．采区巷道H≥2000mm对于薄煤层H≥1800mm3．单轨吊运输巷道净高度三.圆弧拱形及三心圆弧拱形几何参数相关知识圆弧拱形及三心圆弧拱形巷道断面的拱高可分别采用不同数值，设计中确定了巷道宽度B和矢跨比后，按照公式计算其几何参数。圆弧拱形三心拱形四.按照通风条件校核巷道断面相关知识巷道名称允许风速（m/s）最低最高风桥

10主要进回风巷

8架线电机车道18输送机巷道，采区进、回风巷道0.256回采工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其它行人巷道0.15

抽放瓦斯专用巷道的风速不低于0.5m/s。五.经济断面相关知识在巷道断面设计中，不仅要考虑掘进工程量的大小，而且要考虑到巷道的支护、维修和通风费用的高低。经济断面是指巷道年综合费用最小时的巷道断面。一般利用优化的方法和计算机手段达到此目的。六.封闭巷道断面的确定相关知识封闭拱形巷道断面的支护措施：二次支护法适用条件：巷道围岩为稳定性较差的松软破碎岩层，遇水或在矿山压力作用下易于产生塑性变形及流变；巷道埋深较大，深部矿压显现明显；受到水平构造应力的影响，受到具有较大的多向不稳定的矿压显现时。巷道净断面尺寸确定：和常用的巷道断面基本相同

21知识点支护参数确定和道床参数选择

水沟设计与管线布置

任务二：巷道断面布置3掘进断面积计算

课题二：巷道断面尺寸确定21会计算巷道净断面积和掘进断面积能计算每米巷道工程量和材料消耗量

技能点任务二：巷道断面布置一.巷道设计掘进断面积相关知识（一）支架参数的选取矩形巷道多为锚喷支护；梯形巷道多为棚式支架。因此支架参数的选取，就是确定喷层的厚度或锚杆外露的长度；确定坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板的厚度。（二）道床参数

1.钢轨

2.轨枕

3.道床

道床可采用坚硬的碎石、卵石或不易自燃的矸石铺设道床，石渣粒度以20～40mm为宜，其中不得掺有碎末等杂物。常用道床尺寸关系二.水沟相关知识在倾角大于16°的巷道中，当涌水量小或巷道较窄时，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宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。平巷水沟坡度可取3～5‰，或与巷道坡度相同，但不应小于3‰，以利于水流畅通。井底车场、主要运输大巷、上下山等永久性水沟均应采用混凝土现浇、片石或预制钢筋混凝土预制砌筑；采区巷道的水沟、根据底板岩性、服务年限、流量大小和运输条件等因素确定是否砌筑。棚式支架巷道水沟一侧的边缘距棚腿应不小于300㎜。为了行人方便，主要运输大巷和倾角小于15°斜巷的水沟，应铺放钢筋混凝土预制盖板，盖板顶面要与道渣面平齐。常用水沟断面有对称倒梯形、半倒梯形和矩形三种。断面尺寸应根据水沟流量、坡度、砌筑材料和断面形状等因素确定。三.管道线路布置相关知识布置位置在主要运输巷道中，敷设在人行道侧顶部

动力电缆一般应敷设在非行人道一侧当电缆和管道布置在巷道同一侧时，电缆应敷设在管路的上方

通讯、信号电缆应与动力电缆分别挂在巷道的两侧在有煤与瓦斯突出危险的煤层回风巷中，禁止设置动力电缆

砌碹支护的主要运输巷道，一般用槽钢或角钢将管子支托在人行侧的顶部；锚喷支护的主要运输巷道，可将管路锚吊在行人侧的顶部。也可采用毛料石或混凝土墩柱支托管子。当设置多趟管路时，也可将管子架设在钢支架上。在倾角小于30°的巷道中，电缆应用吊钩悬挂；在倾角大于30°的巷道中，电缆应用夹持装置进行敷设。井下电缆敷设应符合《煤矿安全规程》的有关规定。管线固定原则：121任务三：巷道断面设计示例课题二：巷道断面尺寸确定知识点技能点设计方法与步骤施工图绘制方法能绘制巷道断面施工图和编制材料消耗表设计任务某煤矿，年设计能力为0.6Mt，低沼气矿井，中央分列式通风，并下最大涌水量为320m3/小时。通过该矿第一水平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f=4~6，需通过的风量为28m3/s。巷道内敷设一趟200mm的压风管和一趟100㎜的水管。试设计运输大巷直线段的断面。一.选择巷道断面形状相关知识年产0.6Mt矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在15a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与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。二.确定巷道断面尺寸相关知识(一)确定巷道净宽度B(二)确定巷道拱高h0半圆拱形巷道拱高h0＝B/2＝3600／2=1800mm。半圆拱半径R＝h0=1800mm。(三)确定巷道壁高h31.按架线电机车导电弓子要求确定h32.按管道装设要求确定h31）按电弓子距管子距离的要求，2）按电机车距管子距离的要求综上计算，并考虑一定的余量、确定本巷道壁高为h3＝1800mm。巷道净高度：(四)确定巷道净断面积S和净周长P(五)用风速校核巷道净断面积设计的大巷断面积，风速没超过规定。可以使用。(六)选择支架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III类围岩、服务年限大于10年等条件，查表得锚喷支护参数：锚杆长l＝1.6m，方形布置，间距M=0.8m，锚杆直径d＝14mm．喷射混凝土层厚T1=100mm，而锚杆露出长度T2＝50mm，故支护厚度T＝Tl＝100mm。(七)选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，己选用24kg/m钢轨，其道床参数hc、hb、分别为360mm和260mm，渣面至轨顶高度ha＝hc-hb=360-200=160mm。采用钢筋混凝土轨枕。(八)确定巷道掘进断面尺寸巷道设计掘进宽度B1=B+2T＝3600+2×100＝3800mm巷道计算掘进宽度B2＝B1+2δ＝3800+2×75=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＝H1十δ＝3700＋75＝3775mm巷道设计掘进断面积：取S1=12.5m2巷道计算掘进断面积取S2=13.2m2三.布置巷道内水沟和管线相关知识已知通过本巷道的水量为160m3/h，现采用水沟坡度为3‰，查表得：水沟深400mm、水沟宽400mm，水沟净断面积0.16