井巷断面

巷道断面是指垂直于巷道中心线的横断面。可分矩形、梯形及各类拱形（由岩性、地压大小及服务年限而定）。按施工过程有净断面和毛断面之分。地质探矿坑道多用矩形断面，面积为4平方米左右。而各类工程巷道（包括采矿）则多用各种拱形，矿山还有采用梯形及矩形断面，交通隧道则多用马蹄型断面。毛断面：巷道毛断面又称掘进断面（excavatedsection）。在需支护的巷道中，按净断面再加上两帮支架和顶部支架所占面积（运输轨道按正规铺设，还应加上轨道结构所占面积）的断面。净断面：井巷有效使用的横断面。地质探矿是按照一定的精度进行勘探的，提供的储量比较粗糙，如果要开采，还需要进行精度更高的勘探，才能更精确的计算出储量，才能满足施工更具体的要求。以及开采工程的设计要求。有许多的矿床，在开采的过程中的储量都会增加很多的，也有些矿床在外围再次发现许多的矿体，这就是地质勘探和开采勘探的区别。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。顶压决定于冒落拱的形状和大小，巷道分类巷道根据不同性质用途分为好多种，开拓巷道、准备巷道和回采巷道；岩石巷道、煤巷和半煤岩巷道；水平巷道、倾斜巷道和立井；棚式支护巷道、锚网、锚网喷、及裸体巷道；梯形巷道、矩形巷道、圆环形巷道等等12.为了满足掘进机械化装载和铺设临时双轨调车，以及运输综采支架的需要。巷道最小宽度：主要大巷为2.2m；采区巷道为2m。13.双轨巷道中心线加宽双轨巷道对开列车车辆之间应有足够的安全间隙，两条平行轨道的中线距可按表2－3选取；14.不同的矿车选取不同中线距15。H=h0+h3-hbH—拱形巷道净高；h0—拱形巷道拱高；h3—拱形巷道墙高；hb—巷道内道碴高度16．⑴拱高h0常以巷道净宽的比来表示（高跨比）：半圆拱：h０=R=B/2，⑵墙高h3自巷道底板至拱基线的距离：架线电机车导电弓子顶端两切线交点处与巷道拱壁间最小安全间隙要求；管道的装设要求；人行高度要求；1.6m高度人行道宽度；设备上缘至拱壁间最小安全间隙。16.一般，架线电机车运输的巷道，按其中架线电机车导电弓子和管道装设要求计算即能满足要求；其它如矿车运输、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即能满足要求，但在人行道范围1.8m以下，不得架设管线和电缆。以上计算的墙高h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1m进级。16.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:电机车架线的悬挂高度,自轨面起在行人巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉口的地方不小于2m;在不行人的巷道内不得小于1.9m;在井底车场内,从井底到乘车场的高度不小于2.2m;电机车架空线与巷道顶或棚梁间的距离不小于0.2m;（二）采(盘)区内上山、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内的不得低于1.8m。17.《煤矿安全规程》规定如右表，《煤炭工业矿井设计规范》规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于6m／s；输送机巷道采区风巷一般不大于4m／s。设计时，应在不违反《煤矿安全规程》的原则下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。18.支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题，长期以来，棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要形式，近年来，金属支架和锚喷支护得到发展。支架参数的选取，就是确定坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度，所有这些尺寸的选取方法，将在第六章中介绍。19.道床参数是按选取的钢轨型号、轨枕规格和道碴厚度确定的。①钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。②轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。③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20~40mm为宜。18.巷道净尺寸加上支架、道床参数使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。半圆拱巷道：S1=B1（0.39B1+h3）；B1—拱形巷道掘进宽度；h3—墙高；圆弧拱巷道：S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3；B—巷道净宽；T—墙厚；梯形巷道：S1=（B3+B4）H1/2；B3、B4—顶梁、底梁设计掘进宽度；H1——设计掘进高度。19.巷道计算掘进断面积考虑到巷道在施工中出现超挖现象，因此，设计掘进断面尺寸应加上允许超挖值δ(75mm)(矩形、梯形棚子)，作为计算掘进断面尺寸。并以此计算出巷道的掘进工程量和支护材料消耗量。23.某煤矿，矿井设计能力为90万t/a，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ZK10-6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输，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48m3/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。24.年产90万吨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与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。25.（1）确定巷道净宽度B（2）确定巷道拱高h0（3）确定巷道壁高h3（4）确定巷道净断面面积S和净周长P（5）用风速校核巷道净断面积（6）选择支护参数（7）选择道床参数（8）确定巷道掘进断面尺寸26．半圆拱巷道拱高h0=B/2半圆拱半径h0=3600/2=1800㎜（B为净宽）26．按管道装设要求26．巷高；确定本巷道壁高为h3=1820㎜。222753)2/(bDmKRhhhhb1633)4302/335300360(18002209001800223h巷道高度H=h3-hb+h0=1820-220+1800=3400㎜。27．由表2-6得净断面面积S=B（0.39B+h2）式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2=h3-hb=1820-220=1600㎜。故S=3600×（0.39×3600+1600）=1081400㎜2=10.8㎡净周长P=2.57B+2h2=2.57×3600+2×1600=12500㎜=12.5m用风速校核巷道净断面面积查表2-8，知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=48m3/s，计算得：M/s设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。27。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Ⅲ类围岩、服务时间大于10年等条件，得锚喷支护参数；锚杆844.48.1048SQV长2.0m，间距a=0.8m，排距b=0.8m，锚杆直径d=18㎜，喷射混凝土层厚T1=100mm，而锚杆露出长度T2=50mm。故支护厚度T=T1=100㎜27。选择道床参数根据本巷道通过的运输设备，选用30kg/m的钢轨，其道床参数hc、hb分别为410㎜和220㎜，道渣至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190㎜。采用钢筋混凝土轨枕。27。每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=13.27×1=13.27m3；每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2×（T+δ）×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（B2-T1）T1+2h3T1]×1=[1.57（3.95-0.10）0.10+2×1.80×0.10]×1=0.968m3；每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V=V2+V4=0.968+0.02=0.988m3；每米巷道锚杆消耗式中，P1为计算锚杆消耗周长,，P1=1.57B2+2h3=1.57×3.95+2×1.82=9.84m；a、a’为锚杆间距、排距a=a’=0.8m。每排锚杆数每米巷道粉刷面积'5.01aaaPN－128.118.075.148.0＝N1.96.1275.357.175.31.0295.32h1.57BS323nnSB折合质量75.148.08.08.05.084.9＝－Nkgdl9.58]7850)2018.0(14.300.2[75.14])2([75.14221.某矿井设计生产能力为0.9Mt/a,主要运输石门采用ZK7-6/250架线式电机车牵引3.0t底卸式矿车运输。石门穿过普通砂岩(f=6)，通过的最大风量52m3/s，井下最大涌水量为100m3/h，正常涌出量为60m3/h，石门中布置一趟直径φ100mm的压气管(法兰盘φ160mm)，一趟φ50mm的洒水管，两条动力电缆、三条通讯及照明电缆，石门服务年限28年，试设计双轨直线巷道断面，计算每米巷道工程量和材料消耗量，并绘制巷道断面施工图。提示：1、采用半圆拱型断面2、参照表1.8确定围岩类别，再根据表6.6确定锚喷支护参数3、其余根据书中公式，参考P66-70例题计算