第三章：巷道断面设计
第三章巷道断面设计
• 4、每米巷道墙脚喷射材料消耗
• V3=0.2T1×1 • 5、每米巷道喷射材料消耗（不包括损失） • • V=V2+V3
• 6、每米巷道锚杆消耗
p1 0.5a • N a a • ①根 (根) • p1 ：计算锚杆消耗周长
•
p1 =1.57B2+2h3
• B2:巷道计算掘进宽度 • a a 为锚杆间距、排距，一般取800毫米 • a = a =800毫米
h5
h （单轨巷道） 3 h5 hb h7 R ( D 2 m K b1 )
2
2
• 注意 b1架线中心线（非人行道一侧）距巷道中心线的 的距离
• 3、按人行高度要求计算墙高
•
2
h3
2
h3 1800 hb R ( R j )
• （规程规定距壁j处的巷道有效高度不小于1800 毫米 ，但j≥100的范围内计算 取200毫米
h0 :拱形巷道拱高 h3 ：拱形巷道墙度
hb ：巷道内道碴高度
（一）、拱高 h0 的确定 • 半圆拱 h0 =R=B/2 （巷道的净宽度的一半） • 圆弧拱 =B/3 （巷道净宽度的1/3） h0 （二）墙高 的确定 h3 • 墙高（壁高）是指 自巷道底板至拱基线的 垂直距离 • 一般根据电机车架线， 管线装设和人行要求进 行计算（选取最大值）
③、按支护材料和习惯使 用的支护方式： ⑴、木支架、钢筋混凝土 棚子：选梯形 ⑵、锚喷支护、砖石、混 凝土支护：选拱形 • 近年来由于广泛采用 先进的锚喷支护技术， 同时考虑到设计简化的 需要，巷道多采用半圆 拱、圆弧拱，而三心拱 已被淘汰。部分煤矿比 较薄的矿井在采区巷道 往往采用梯形巷道。
第二节
巷道断面设计
（2）双轨巷道
h3 h5 h7 h6 R 2 ( K m D 2 b2 ) 2
式中 m—导电弓子与管子之间的安全间隙 （一般取m＝400～500） h5—管子吊挂的下缘高度，h5≥1800 （3）按“人行高度”要求计算
1.
二、巷道断面使用原则
1. 2. 3. 4.
安全稳定性好 满足使用技术要求 断面利用率高 巷道施工速度快、造价低
第二节 巷道断面尺寸
* 决定巷道静断面尺寸德因素有：
1. 2. 3. 4.
运输； 行人 通风 安全设施 及设备的安装、检修和施工等
* 巷道断面设计方法与步骤：
1.
2.
3.
4.
5.
首先根据运输、通风、行人、安装检修、施工和《煤矿 安全规程》 、《煤矿工业设计规范》等的规定，确定巷 道净断面的尺寸； 进行风速校验； 根据支护参数和道床参数，计算出巷道的“设计断面尺 寸”； 再按允许超挖值，计算出巷道的“掘进断面尺寸”； 最后按比例绘制包括墙角和水沟在内的巷道断面图，编 制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。
一 、梯形巷道断面尺寸的确定
（一）巷道净宽度的确定 * 梯形巷道净宽度——（1）通行车辆的梯形巷道
净宽度，是指车辆顶面水平的巷道净宽度；（2） 不通行运输设备的梯形巷道的净宽度，系指自巷 道底板起1.6m水平的巷道净宽度`。 * 对直墙和矩形巷道的净宽度——系指巷道两侧内 壁（或锚杆露出长度终端）之间的水平距离。 * 几种常用运输设备的宽度和高度，如表3－1示。 * 人行道宽度及安全间隙:
（表3－10、3－11、3－12中的示意图依次错位！）
第三章 巷道断面及支护参数
第三章巷道断面及支护参数一、巷道断面1 、巷道断面的形状及断面尺寸：31001工作面回风顺槽，运输顺槽及切眼均为圆角矩形。
回风顺槽掘进断面7.36㎡。
掘宽3.2ｍ。
掘高2.3ｍ。
净断面6.6㎡，净宽3m，净高2.2m。
运输顺槽掘进断面10.35㎡，掘宽4.5m，掘高2.3m；净断面9.46㎡，净宽4.3，净高2.2m；切眼掘进断面13.64㎡，掘宽6.2m，掘高2.2m，净断面12.6㎡，净宽6m，净高2.1m。
水沟为0.2*0.2（不包括切眼）。
2、附：巷道断面特征表。
二、支护方式及支护参数。
1、岩巷部分采用锚网喷支护，所用网片网孔规格为40 *40㎜。
采用10#铅丝菱形编制网片搭接；横向、纵向长度均为100㎜。
喷浆支护喷射砂浆标号为M15，喷浆厚度不小于100㎜。
2、工作面运输和回风顺槽采用锚网支护。
支护锚杆均采用Ø20*1800㎜左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，网片采用1500*1000㎜的钢筋网片，回风顺槽前进方向的右帮采用20*1800㎜的塑钢锚杆和1000*1000㎜的塑钢网片，边对边，口对口连接。
运输顺槽前进方向的左帮采用20*1800㎜的塑钢锚杆和1000*1000㎜的塑钢网片，右帮采用20*1800㎜的左旋无纵筋强螺纹钢锚杆，拱顶部采用20*2200㎜的左旋无纵筋强螺纹钢锚杆，网片采用1500*1000㎜的钢筋网片，边对边，口对口连接。
药卷采用ck2335树脂药卷，锚杆锚固力不得低于60KN。
锚杆间排距为800*800㎜。
三、支护技术要求：1、锚杆孔深度误差控制在0~50㎜之间。
2、锚杆间排距误差不超过±100㎜。
3、锚杆呈矩形布置，锚杆外露长度≤50㎜。
4、锚杆的安装角度与巷道轮廓线夹角不小于75°，裂隙层理发育处适当调整锚杆安装角度，尽量垂直裂隙层理面。
5、锚杆螺母必须用力矩扳手拧紧，扭力矩不小于140N.M。
6、所掘巷道煤壁必须修理平整，铺设金属网片时，必须铺平拉展、头对头、边对边，用14#铁丝编制网片，每米不小于12扣，一扣压一扣，每扣扭三圈。
3-井巷工程 第三章 巷道断面设计
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T
δ
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⑴拱高h0常与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； 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。
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五、巷道设计和计算掘进断面积
1．支护参数的选择 2．道床参数的选择 3．巷道设计掘进断面积 4．巷道计算掘进断面积
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三、巷道的净断面面积
1．矩形巷道净断面积：S＝BH B—巷道净宽； H—巷道净高。 2．梯形巷道净断面积：S＝(B1+B2)H/2； B1、B2—巷道顶梁、底板处净宽； H—巷道净高。 3．半圆拱巷道：S＝B(0.39B+h2) h2—渣面起巷道壁的高度。 4．圆弧拱巷道： S＝B(0.24B+h2)
B3、B4—顶梁、底梁设计掘进宽度； H1——设计掘进高度。
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4．巷道计算掘进断面积
考虑到巷道在施工内出现超挖观象，因此，设计掘进断面尺寸应 加上允许超挖值δ(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炉材料消耗经。
井巷工程考试重点
井巷工程考试重点第一章岩石的性质及其工程分级1.解释岩石、岩体、和岩块三者的特点和力学性质的差异。
答：岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体；岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体；岩石则是部分岩块和岩体的泛称。
由于弱面的存在，岩体强度通常小于岩块强度。
在研究岩石的力学性质时，必须注意到岩块的非均质性、各向异性和不连续等问题。
但岩块是不包含有显著弱面的岩石块体，相对岩体而言，可以把岩块近似地视为均质、各向同性的连续介质来处理，而岩体则不能。
除了少数岩体外，一般岩体均属于非均质、各向异性的不连续介质。
2.影响岩石性质的因素有哪些答：岩石性质与其矿物组成有关。
一般而言，岩块中含硬度大的片状矿物如云母、绿泥石、滑石、蒙脱石及高岭石等愈多，岩块的强度就愈低。
岩石的结构和构造对岩石的性质也有重要影响。
岩石的结构说明岩石的微观组织特征，是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状和颗粒之间的联系方式。
岩石结构不同，其性质也各异。
岩石的构造则说明岩石的宏观组织特征。
3.解释岩石碎胀性的意义和表示方式。
答：岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大，这种性质成为岩石的碎胀性。
岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比来衡量，该值称为碎胀系数。
4.三向压力作用下岩石的变形和强度特征有哪些答：三向压力作用下岩石的变形表现出下列特征：⑴弹性段与单轴压缩下基本相。
这一特性具有重要意义，因为可以通过简易的单轴试验确定复杂应力状态下的弹性常数。
⑵岩石表现出明显的塑性变形。
⑶屈服极限、强度峰值和残余强度都与围压大小成正变关系。
⑷大部分岩石在一定的临界围压下出现屈服平台，呈现塑性流动现象。
⑸达到临界围压以后继续提高围压，不再出现峰值，应力应变关系呈单调增长趋势。
强度特征: ⑴在大多数情况下，岩石表现为脆性破坏。
⑵同一种岩石的强度并非常数。
⑶在不同受力状态下，岩石的极限强度相差悬殊。
6.岩石工程分级的目的和意义是什么常用哪些表示方法第二章答;按成因不同，岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。
井巷断面设计
摘要我国矿山开采的巷道掘进断面分很多，但是由于每个矿山的地质条件都不一样，那么巷道掘进的断面大小，形状也是不等的，该铅锌矿山是一个年产80万t每年接近与中型矿山，该矿山所需设计巷道为运输巷道，那么服务年限肯定是比较长的。
而运输巷道是运输材料，矿石，人员的主要通道，那么该巷道的设计就需要根据多个方面设计，以保证该巷道的安全有效的服务矿山。
巷道的设计主要是从该巷道所处位置的地质条件，巷道的形状服务年限，采用的什么样运输设备以及采用的支护方式等等去设计巷道断面面积。
第一章断面的选择1.1断面形状选择我国矿山中所使用的巷道种类很多，按轮廓线可分为矩形，梯行，多变行，拱形，圆形，马蹄形等等，目前主要应用的多为梯行，圆弧行，圆形，为多。
而圆形多应用隧道，在矿山上不常用，目前也不时很适合。
而梯行巷道受采动影响大，而且梯行巷道的服务年限短，常用与短期服务。
该矿山年生产能力为80万t，属于中型矿山，服务年限偏长，根据质料该矿山的岩层属于中等稳固岩层，又在地下-160M深，服务年限偏长，半圆拱形服务年限长，承受顶压好，适合于长期服务矿山。
1.2巷道支护方式的选择该设计巷道为半圆拱形巷道，半圆弧形巷道所承受的顶压能力大，而巷道所穿岩层为中等稳固岩层，岩石坚固系数为f=8-10，因此选择的支护方式为锚喷支护。
同时锚喷支护在技术上和经济上相比其他支护都有优越性：1锚喷支护是高压喷射成的混凝土层，至密，强度高，能提升巷道围岩自身的稳定性和承载能力，并与岩层构成共同载体整体。
支护厚度和断面均有所减少，节约了投资。
2工艺简单，操作方便，混凝土，砂浆直接喷到岩面，省去立模，拆模等繁琐工序，节约了木材和钢材。
3机械程度高，减轻了工人的笨重体力劳动。
4施工速度快，效率高，可以实现远距离输料，占用巷道空间少，为快速掘进，掘喷平行作业创造有理条件，锚喷支护功效远远大于其他支护，目前锚喷支护最高可以达到700m/月，而石料最高240m/月。
巷道断面图
第一章概况第一节概述一、巷道名称：西翼K3运输巷和回风上山二、巷道掘进目的及巷道用途：巷道掘进目的是为了解决明年生产的接替及西翼K3准备工作面形成单独的回风系统。
三、巷道设计长度及服务年限巷道的设计长度：运输平巷150m，回风上山100m；巷道的服务年限：至矿井西翼K3煤层回采完毕约3年。
四、预计开、竣工时间经矿委会议研究决定，本巷道预计2011年3月开工，预计2011年5月底竣工。
第二节编写依据《煤矿安全规程》、《煤矿操作规程》、《国有煤矿安全质量验收标准》、《工种岗位责任制》、《矿山安全法》、《矿山安全条例》、《矿山安全监察条例》及公司下发的《安全生产管理制度汇编》。
第二章地面相对位置及地质水文情况第一节地面相对位置及邻近开采情况第二节岩层赋存特征矿区范围内出露地层由老至新依次有：二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）、宣威组（P2X）、三叠第下统卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y）及第四系（Q）。
现分述如下：（一）二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）块状玄武岩、玄武质凝灰岩、呈细晶等粒结构，具杏红状结构，属一套火山岩建造，于茅口组灰岩之上和宣威煤组之下呈假整合接触关系。
区内地表未出露，据邻区资料厚约300～500m。
（二）二叠系上统宣威组（P2X）为一系列粉砂岩、泥岩、细砂岩夹煤层组成的连续沉积含煤岩系，地层厚度约226～251m，平均233m，按岩性组合、特征不同划分为二段。
1.宣威组第一段（P2X1）：自玄武岩顶到K1煤层底。
出露于矿区东部外围，厚100～140m，由薄至中厚层状中砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、煤线及厚度小于0.30m的不可采煤层，与下伏玄武岩（P2β）地层呈假整合接触。
2.宣威组第二段（P2X2）：自K1煤层底板至K3煤层顶板上部约18m，出露于矿区南东部及外围，平均厚113m，岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层。
本层含煤线及煤层9～23层，为矿区主含煤段。
第三章 巷道布置及支护说明
第三章巷道布置及支护说明_第一节巷道布置6#煤北翼胶带大巷，按照真方位99°掘进1350m6#煤北翼胶带大巷平面布置见图第二节支护设计一、巷道断面6#煤北翼胶带大巷为锚喷支护，断面形状为半圆拱。
6#煤北翼胶带大巷断面净宽4.2m，净高3.6m6#煤北翼胶带大巷断面：S掘=14.15m2，S净 =13.18m2。
6#煤北翼胶带大巷支护断面见图二、支护方式(一)、临时支护6#煤北翼胶带大巷采用吊挂金属前探支架做为临时支护，前探梁用Φ100×4000mm无缝钢管制作，每根前探梁用一个圆形吊环固定；吊环规格为Φ120×120mm，用配套的锚杆螺母固定在锚杆上；锚杆锚固力不小于50KN /根，前探梁最大控顶距离1m，每根前探梁上方用一块规格为：长×宽×厚=300×300×15mm的小板梁背实顶板，并用木楔夹紧。
（二）、永久支护6#煤北翼胶带大巷采用锚喷支护作为永久支护，支护材料为金属锚杆、钢筋网、锚索联合支护。
锚杆间排距为800×1000mm，锚索选用φ16mm×L6500mm低松弛钢绞线，每3m打设1组。
喷体厚度100mm。
（三）、锚杆支护参数设计采用计算法校核支护参数1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：+L+=L3L1L2式中L——锚杆总长，mL1——锚杆外露长（托盘厚度+螺母厚度+0.02~0.05m,顶锚杆取0.07m，帮锚杆取0.1m）,mL2——有效长度（顶锚杆免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c），mL3——锚入岩层内深度（顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.6m），m普式免压拱高：[]45tan(+=2-b o2顶B帮fwH式中B、H——巷道掘进跨度和高度，B=3200，H=3000f顶——顶板岩石普式系数，f顶取5w帮——两帮岩石的内摩擦角，w帮取78°41′（查表得）[]mm4400=23700⨯=+-.tanb o117225457841依据上述公式计算出：锚杆长L≥2092mm2、按锚杆所悬吊的重量校核锚杆的排距。
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第三章 巷道断面设计
第三章
巷道断面设计
第一节 巷道断面形状 第二节 巷道断面尺寸 第三 节 巷道断面内水沟设计和管线布置 第四节 巷道断面设计示例
习题
第三章
巷道断面设计
一、巷道断面设计原则 巷道断面设计主要是选择断面形状和确定断面尺寸。 设计的原则是：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，取得最佳的经济效果。
巷道断面尺寸的确定
《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；存放和通过它的机械、器材 或运输设备的数量和规格；人行道宽 度与各种安全间隙以及通过巷道的风 量等。
• 设计巷道断面尺寸时，应根据上述诸因素 和有关规程、规范的规定，首先定出巷道 的净断面尺寸，并进行风速验算；其次， 根据支架参数，道床参数，计算出巷道的 设计掘进断面尺寸，并按允许加大值（超 挖值），计算出巷道的计算掘进断面尺寸； 最后，按比例绘制包括水沟、墙角在内的 巷道断面图，编制巷道特征表和每米巷道 工程量及材料消耗量表。
一、巷道断面形状
按构成的轮廓线分两种： 折线型：矩形、梯形、不规则形； 曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及 封闭拱形、椭圆形、圆形等。见图 3-1 巷道断面形状。
一、巷道断面形状
二、影响巷道断面选择的因素
㈠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。
㈡巷道用途和服务年限也是选择巷道断面ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状不可 缺少的重要因素。
1、运煤系统：25－20－14－12－10－5－4 －3－1
2、通风系统：新鲜风流从地面－12－3 －4－5－11－15－19－20－25；
污风－23－17－8－7－6－排入大气。
3、运料排矸系统：2－3－4－5－9－11 －15－23－25
第二节 巷道断面尺寸
一、巷道净宽度的确定 二、巷道的净高度 三、巷道的净断面面积 四、巷道风速验算 五、巷道设计和计算掘进断面面积
电机车时，净宽系指车辆顶面水平
的巷道宽度；当其内不通行运输设
备时，净宽系指自底板起1.6m高水 平的巷道宽度。
BaAc
单轨巷道： B a A c
梯形双轨巷道断面尺寸计算图 双轨巷道： B a 2A n c
以直墙拱形巷道为例：
B＝a十2A1十c十t A1——运输设备的最大宽度(表1-1)，m；a——非人行道侧宽度 c——人行道的宽度 ；t——运输设备最突出部分之间的间距 （具体数值见煤矿安全规程）
内，必须留有宽0.8m（综合机械化采煤矿井为1m）以上的人行道，管道吊挂高 度不得低于1.8m；巷道另一侧的宽度不得小于0.3m（综合机械化采煤矿井为 0.5m）。巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m；输送 机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要，并不得小于
0.7m。巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分，与巷帮支护的距 离不得小于0.3m。
㈢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；
㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也 有一定影响。
㈤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。
1－主井；2－副井，3－井底车场；4－主要运输石门；5－阶段运输大巷
6－回风井；7－回风石门；8－回风大巷；9－采区运输石门；10－采区下部车场底板绕道； 11－采区下部车场；12－采区煤仓；13－行人进风巷；14－运输上山；15－轨道上山；16－ 上山绞车房；17－采区回风石门；18－采区上部车场；19－采区中部车场；20－区段运输平 巷；21－下区段回风平巷；22－联络巷；23－区段回风平巷；24－开切眼；25－采煤工作面
（三）在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起1.6m的高度内，必 须留有宽1m以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1.8m。
第二十三条 在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得 小于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。车辆最突 出部分与巷道两侧距离，必须符合本规程第二十二条的要求。
巷道断面尺寸的确定方法和步骤如下：
– 1.巷道净宽度； – 2.巷道净高度； – 3.巷道净断面； – 4.风速校核净断面； – 5.巷道设计掘进断面积。
直墙拱形巷道的净宽度系指 巷道两侧内壁或锚杆露出长度终 端之间的水平间距。
矩形巷道的净宽度，系指巷
道两侧内壁或锚杆露出长度终
端之间的水平间距。 梯形巷道，当其内通行矿车、
第二十一条 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 输巷的净高必须符合本规程第三百五十六条和第三百五十七条的有关要求。 （二）采区（包括盘区，以下各条同）内的上山、下山和平巷的净高不得低
二、巷道断面设计的内容和步骤
㈠选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸，并进行风
速验算；
㈡根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面
尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸；
㈢布置水沟和管缆；
㈣绘制巷道断面施工图，工程量表、材料消耗量一览表。
第一节 巷道断面形状
一、巷道断面形状 二、影响巷道断面选择的因素
第二十一条 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 输巷的净高必须符合本规程第三百五十六条和第三百五十七条的有关要求。 （二）采区（包括盘区，以下各条同）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。 采煤工作面运输巷、回风巷及采区内的溜煤眼等的净断面或净高，由煤矿企
业统一规定。 巷道净断面的设计，必须按支护最大允许变形后的断面计算。 第二十二条 运输巷两侧（包括管、线、电缆）与运输设备最突出部分之间的
距离，应符合下列要求： （一）新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴面起1.6m的高度