第一章巷道断面施工图设计.doc

第一章巷道断面施工图设计第一节、选择巷道断面形状巷道断面形状的选择，主要应考虑巷道所处的位置及穿过围岩的性质、作用在巷道上地压力的大小和方向、巷道的用途及其服务年限、选用的支架材料和支护方式（要考虑到支护成本）、巷道的掘进方法和采用的掘进设备等因素，也可以参考邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等 根据本课程设计所给的数据及要求，本次设计选用半圆拱型双轨运输大巷图表 1-1半圆拱形巷道断面第二节、确定巷道净断面尺寸 《煤矿安全规程》规定：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、施工的需要因此，巷道断面尺寸主要取决于巷道的用途，存放或通过他的机械、器材或运输设备的数量与规格，人行道宽的与各种安全间隙以及通过巷道的风量等一、 巷道净宽度的确定 巷道的净宽度，是指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平距离对于梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽度是指车辆顶面水平的巷道宽度；当巷道内不通行运输设备时，净宽度是指白底板起1．6m水平的巷道宽度 运输巷道净宽度，由运输设备本身外轮廓最大宽度和《煤矿安全规程》所规定的人行道宽度及有关安全间隙相加而得巷道安全间隙不应小于表1-2中的规定。

表格 1-2 巷道安全间隙表项目规定数值/mm人行侧从道砟面起1.6m高范围内设备与拱、壁间综采矿井1000其他矿井800非人行侧设备与拱、壁间综采矿井500其他矿井300移动变电站或平板车上综采设备最突出部分与拱、壁间300与输送机间700人车停车地点人行侧从道碴面起1.6m高度范围内设备与拱、壁间1000安设输送机巷道输送机与拱、壁间500两列对开列车最突出部分间200采区装载点两列车最突出部分间700电机车架空线与巷道顶或棚梁间200导电弓据拱、壁间300矿车摘挂钩地点两列车最突出部分间1000导电弓子据管道最突出部分间300运输设备与管道最突出部分间300设备上面最突出部分据巷道顶或棚梁间、壁间300用架空乘人装置运送人员时，蹬座中心至巷道一侧的距离700本课程设计所选用的巷道断面为半圆拱型双轨运输大巷，按下式计算：B=a+2A1+c+t （1-1） 式中 B——巷道净宽度，直至墙内侧的水平距离，m a——非人行侧的宽度，m A1——运输设备的最大宽度，m c——人行侧的宽度，m t——双轨运输巷中，两辆对开列车最突出部分之间的距离，m查表2．2知ZK7—9／550电机车宽A1＝1360mm、高h＝1550mm，1t矿车宽880mm、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查表2．3知该巷双轨中线距b＝1600mm，则两电机车之间距离为 1600-(1360／2十1360／2)mm＝240mm>200mm故巷道净宽度： B＝a1十b十c1＝（400十1360／2)十1600mm十(1360／2十840)mm＝1080+1600+1520=4200mm二、 巷道净高度的确定 矩形、梯形巷道的净高是指自道碴面或底板起至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度；拱形巷道的净高度是指自道碴面起至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度 《煤矿安全规程》第二十一条规定，主要运输巷道和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2m；架线电机车运输巷道的净高必须符合规程有关要求第三百五十六条规定，电机车架空线的悬挂高度，自轨面算起在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不得小于2m；在不行人的巷道内不得小于1.9m；在井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2m电机车架空线和巷道顶或顶梁之间的距离不得小于0.2m对于采区(盘区)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。

确定拱形巷道的净高度，主要是确定它的拱高和自底板起的壁(墙)高H＝h0+h3-hb (1-2)式中 H——拱形巷道的净高度，m； h0——拱形巷道的拱高，m； h3——拱形巷道的壁高，m； hb——巷道内道碴高度，按表2．11选取，m1） 拱高h0的确定 拱的高度常以巷道净宽的比来表示(称为高跨比) 半圆拱的拱高h0、拱的半径只均为巷道净宽的1／2，即h0＝R＝B／2；所以，h0=B/2=4200/2=2100mm半圆拱半径R= h0=2100mm 2）巷道壁高h3的确定 拱形巷道的壁高h3是指自巷道底板至拱基线的垂直距离(图 2.2)为了满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管缆的需要，拱形巷道的壁高h3，设计要求按架线电机车导电弓顶端与巷道拱壁问最小安全间隙要求、接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校设备上缘至拱壁最小安全间隙要求等5种情况，按图2.4、图2.5和表2.5中公式计算，并取其最大者 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。

上述计算出的壁高h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1m进级1） 按架线式电机车导电弓子要求确定h3由表2.5中半圆拱形巷道壁高公式得 h3 ≥h4+hc-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2.9选30kg／m钢轨，再查表2.11得hc＝410mm，道碴高度hb＝220mm； 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＝718mm／2＝359mm，K＝360mm； b1 ——轨道中线与巷道中线间距，b1＝B／2-a1＝4200mm／2—1080mm＝1020mm故h3 ≥2000mm+410mm-mm=1156mm（2） 按管道装设要求确定h3 h3 ≥h5+h7+hb-式中 h5——碴面至管子底高度，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/2-C1=4200/2-1520=580mm;故 h3 ≥1800mm+900mm+220mm-=1361mm； (3)按人行高度要求确定h3 h3 ≥1800+hb-式中，j——距壁j处的巷道有效高度不小于1800mm。

j≥100mm，一般取j＝200mm故 h3 ≥1800mm+220mm -=1126mm综上计算，并考虑一定的余量，确定该巷道壁高为h3＝1561mm则巷道高度H＝h3- hb+ h0=1561mm-220mm+2100mm=3441mm三、 巷道的净断面面积 由表2．6得净断面积 S＝B(0.39B十h2)式中 h2——道碴面以上巷道壁高，h2＝h3-hb＝1561mm-220mm＝1341mm 故 S＝4200 (O.394200十1341)mm2＝ mm2＝12.5m2净周长 P＝2.57B十2 h2＝2.574200mm十21341mm＝13476mm=13.5m第三节、风速验算 巷道通过的风量是根据对整个矿井生产通风网络求解得到的当通过该巷道的风量确定后，断面越小，风速越大风速过大，不仅会扬起煤尘，影响工人身体健康和工作效率，而且易引起煤尘爆炸事故为此，《煤矿安全规程》规定广各种不同用途的巷道所允许的最高风速(表2.8)同时，为使矿井增产留有余地和经济风速的要求，一般不选用表2.8中所列的最高风速设计时，应在不违反《煤矿安全规程》的情况下，按照《煤炭工业设计规范》规定，矿井主要进风巷的风速一般不大于6m／s，为矿井增产留有余地。

按下式进行风速验算：v=≤vmax式中 v ——通过该巷道的风速，m／s； Q ——根据设计要求通过该巷道的风量，m3／s； S ——巷道的净断面面积，m2； vmax ——该巷道允许通过的最大风速，按表2．8确定，m／s一般对低瓦斯矿井，按前述方法所设计出的巷道净断面尺寸均能满足通风要求但是，对高瓦斯矿井往往不能满足这时，巷道的净断面尺寸就需要根据允许的巷道最高风速和《煤炭工业设计规范》规定的最高风速要求来进行计算查表2.8，知vmax＝8m／s，已知通过大巷风量Q＝48m3／s，代入式(2．6)得故 v===3.84m/s<8m/s第四节、选择道床参数道床参数是指钢轨型号、轨枕规格和道碴高度1)钢轨型号 钢轨型号是以每米长度的质量来表示的煤矿常用的钢轨型号是15，22，30和38kg／m钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及设备、矿车容积和轨距来选用的 2)轨枕规格 轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应矿井多使用钢筋泥凝土轨枕和木轨枕，个别地点也有用钢轨枕的混凝土轨枕主要用于井底车场、运输大巷、上(下)山和中巷；木轨枕主要用于道岔等处；钢轨枕主要用于固定道床。

由于预应力钢筋混凝土轨枕具有较好的抗裂性和耐久性，同时具省构件刚度大、节约木料、造价低等优点，所以应大力推广使用 3)道碴高度 道碴道床由钢轨及其连接件、轨枕、道碴等组成，道碴道床铺设如图2．6所示道碴道床的优点是施工简单，容易更换，工程造价较低，有一定的弹性和良好的排水性，并有利于轨道调平但在生产过程中，煤、岩粉洒落在道床上之后，使其弹性降低，排水受到阻碍，可能影响机车正常运行但只要加强维修，这种道床完全能够满足机车运行要求在井底车场、主要运输大巷和有电机车通行的巷道一般都应使用道碴道床本设计根据该巷道通过的运输设备，已选用30kg/m钢轨，其道床参数hc、hb分别为410mm和220mm，道碴面至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190mm，采用钢筋混凝凝土轨枕第五节、选择支护参数通常应根据巷迫的类型和用途，巷道的服务年限，围岩的物理和力学性质以及支架材料的特性、来源等因素，综合分析选择合理的支护形式支护形式确定后，即可进行支护参数的选择支护参数是指各种支架的规格尺寸，如矿用工字钢和u型钢的型号，锚喷支护的锚杆类型、长度、直径、间距和排距，喷射强凝土的厚度与标号等 采用锚喷支护，根据巷道净宽4.2m、穿过中等稳定岩层即属III类围岩、服务年限大于l0年等条件。