巷道断面形状与尺寸确定实例
采矿井巷工程巷道断面图集
巷道断面图册说明一、巷道断面形状及支护形式根据矿区的地质特征、巷道的用途、服务年限以及各矿井巷道使用实践，兴源矿区矿井巷道的岩巷一般采用半园拱锚（锚网）喷支护，半煤巷一般采用梯形金属支护或U型金属支护，煤巷一般采用U型金属支护。
二、巷道断面尺寸主要根据《煤矿安全规程》的有关规定、矿井目前在用运输设备尺寸（8吨蓄电池电机车，轨距600，长×宽×高=2000×880×1550；1吨固定矿车，轨距600，长×宽×高=4500×1060×1150）及未来推行采掘机械化主要设备尺寸，行人宽度和安全间隙等，并满足矿井工作面风量需要进行设计，根据实践使用经验，矿井巷道断面尺寸一般确定为：（一）岩巷1.主要运输巷：水平顶（底）运输大巷、主运输石门、采区轨道上山，巷道规格要求净高不小于2.5m，净宽不小于2.6m。
支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm和50-70mm,对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。
（见图4）2.车场及硐室：机采工作面采区上、中部车场、区段运输石门（无机车运行），巷道规格净高不小于2.5m,净宽不小于3.2m；水平运输大巷车场、采区变电所及采区下部车场（有机车运行），巷道规格净高不小于2.8m，净宽不小于3.6m；中央变电所，巷道规格净高不小于3.0m，净宽不小于4.0m。
支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm 和70-100mm，对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。
（见图5、6、7）3.区段运输中巷：区段顶（底）运输巷、石门，巷道规格要求净高不小于2.4m，净宽不小于2.4m；支护形式：对稳定、稳定性较好岩层直接喷浆支护，喷浆厚度分别为20-30mm和50-70mm,对中等稳定或稳定性较差岩层，采用锚网喷支护。
（见图3）4.采区岩石上山：为采区溜煤、通风、行人服务。
第三章巷道断面设计
巷道的净宽度规定
《煤矿安全规程》第二十二条 规定： （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
（ 3）巷道净宽度的计算 以拱形双轨巷道为例来说明： B—净宽 a—非行人侧宽度a≥0.3米 A1—运输设备最大宽度（P62表3-2） c—人行道的宽度在1.6m处的宽度c≥0.8米 t—安全间隙，双输对开时t≥0.2米 c、t在P61表3-1中查 单轨：B=a+A1+C 无轨运输巷道净宽度主要根据行人和通风的需 要选取。
1、支护参数的确定 首先确定支护形式（棚式支架、砖石、混
凝土砌碹、金属支架、锚喷支护等），然后选
择支护参数。 确定支护参数时，可参考《煤矿矿井采矿 设计手册》，也可参考巷道设计图册。
2、道床参数的选择 道床参数包括钢轨型号、轨枕规格和 道渣高度。 钢轨型号分为11kg/m，15kg/m， 15kg/m，24kg/m，30kg/m，33kg/m。 钢轨型号、轨枕规格、道渣高度参见 p72表3-10、3-11、图3-8。
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用 于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道。
梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能 较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长、断 面较小或围岩稳定、地压不大的巷道。
沿煤层走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，根 据煤层赋存情况，将巷道开成各种不规则形形状。
第四章巷道
－－距壁j处有效高度 ≥1800mm，j≥100mm （200mm）
Copyright©2010 《矿山规划与设计》
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❖复习与思考
1.巷道断面形状分为哪几类？最常用的有哪几种？ 2.巷道断面设计的内容是什么？ 3.巷道的净断面、设计掘进断面和计算掘进断面是什么关系？ 4.巷道断面设计的基本原则是什么？ 5.选择巷道断面形状应考虑哪些因素？ 6.当巷道尺寸确定后，为什么还要用通过巷道的风速来验算？ 7.水沟的坡度如何确定？ 8.巷道中的各种管线如何布置？
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§4.1 巷道断面设计(Cross section design)
说明 :
① 一般要求B≮2.4m; ② 曲线段巷道要加宽２×0.2m，从缓
和曲线段开始加宽; ③ 轨道中心线间距加宽0.3m; ④ 缓和曲线段一般矿车运输时取1.5～
３.5，电机车运输上时取３～５m。
地应力>岩体强度
1.地应力
2.岩性
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3.支护强度
地下工程的特点及支护的重要性 不确定性、结构和载荷的特殊性、受力特点
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支护的作用
不耦合支护下巷道围岩应力图 耦合支护下巷道围岩应力图
不耦合支护下巷道围岩变形图
B h0 3
S B(0.26B h2 )
h0
2B 5
h2 h3 hb
４、巷道风速验算
v
Q S
vm
Q—设计通过风量，m３/s S—巷道设计净断面积, m２ V—通过巷道的风速， m/s
井巷工程-巷道断面设计
一、巷道净宽度的确定(续)
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2 m。 在确定曲线段巷道净宽度时，按
公式计算巷道的净宽，要考虑 矿车在弯道上运行，由于车体的 中心线和线路的中心线不相吻 合，发生矿车外边角外伸和矿车 内侧车帮内移现象，内侧和外侧 均要加宽0.2m。曲线段巷道加宽 范围：除曲线段外，用矿车运输 时与曲线段两端相联的各长2m的 直线段也要加宽；用电机车运输
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。
h7
D
n
b1
b2 K m
m1
a
A1
t
A1
C
a1
b
c1
B
h4
h5
h
h0
H1
H
h2
h3
ha
hc
hb
δ
B1
B2
二、巷道的净高度(续)
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。
一、选择巷道断面形状、
年产90万吨矿井的第一水平运输大巷，一股眼务年限在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，故选用钢筋砂浆锚秆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。
第四节 巷道断面设计示例 (续)
二、确定巷道断面尺寸 ㈠确定巷道净宽度B 查表3-1知ZK10—6/250电机车宽A1=1060㎜，高h=1550㎜；1.5吨矿车宽 1050㎜，高1150㎜。 根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C=840㎜，非人行道一侧宽 a=400㎜。又查表3-2知本巷双轨中心线b=1300㎜，两电机车之间的距离 为：1300-（1060/2+1060/2）=240㎜ 故巷道净宽度B=a1+b+c1=a+2A1+C+t=400+2×1060+240+840=3600㎜。 ㈡确定巷道拱高h0 半圆拱巷道拱高h0=B/2=3600/2=1800㎜，半圆拱半径=h0=3600/2=1800㎜ ㈢确定巷道壁高h3 按架线电机车导电弓子要求确定h3 由3-8中半圆拱巷道拱高公式得
巷道断面设计
1.0m）以上的人行道；
1. 净宽度的确定
（内壁或锚杆外端之间的水平距离，通车时车辆顶面水平 的巷道宽度，不通车时底板起1.6m水平的巷道宽度）
B ＝ a + 2A1 + c + n
主要运输巷B ≥ 2.4m 采区巷道B ≥ 2.0m ① a > 0.3m，安设输送机时a >0.5m；非行人侧的宽度 ② A1—表4－1，运输设备的最大宽度； ③ c ≥ 0.8m（道碴面起1.6m高度） 在人车停靠点c ≥ 1.0m；
2. 按管道装设要求确定h3
h3 h5 h7 hb R 2 ( K m D / 2 b2 ) 2
式 中 h5—— 渣 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 = 3600/2－1370 = 430mm。 故 h3 1800 900 200 1800 2 (360 300 335 / 2 430 ) 2 1613 mm
巷道断面设计
*巷道断面的设计
设计原则
1. 断面形状 2. 断面尺寸确定，梯形、拱形
3. 水沟、管线布置、断面尺寸确定实例
巷道的断面形状
一. 常用的断面形状
折线形：矩形、梯形和 不规则形
曲线形：半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、圆形、马蹄形 及椭圆 形。
二. 断面形状的选择
⑴ 围岩应力条件及围岩性质
二. 管线的布置
压风管、排水和供水管、动力和照明通信电缆。 ①管（人行道一侧，距道碴、水沟盖板 1800mm ， 0.2m 运输设
第三章巷道断面设计
❖ 为了行人方便，主要运输大巷和倾角小于15°斜巷的水沟，应铺放钢筋混凝上预制盖板
，盖扳顶面要与巷道渣面齐平。 常用的水沟断面形状有对称倒梯形、半倒梯形和矩形。各种水沟断
面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护材料和断面形状等因素决定，常用
的水沟断面和尺寸见图3—6、和表3—13。 ❖ 为了使巷道内不积水，巷道横向水沟的一侧也应有2‰的坡度，并在
不妨碍清理水沟为原则。 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板上（用
管墩架设），以免电流腐蚀管道。管道与运输设备之间必须留有不小于
0.2m的安全距离。
3．通信电缆和电力电缆不宜设在同一侧。如受条件限制设在同一侧时， 通信电缆应设在动力电缆上方0.1m以上的距离处以防电磁场作用干扰通讯信号。
h2—渣面起巷道壁的高度。 4．圆弧拱巷道：S＝B(0.24B+h2)
第22页，共62页。
矩形巷道断面尺寸：
第23页，共62页。
梯形巷道断面尺寸：
第24页，共62页。
半圆拱形巷道断面尺寸：
第25页，共62页。
三心拱形巷道断面尺寸：
第26页，共62页。
四、巷道风速验算
生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还要进行最优的风速 验算：
δ
T
h0
h7
D
H1
H
h4
h5
h
h2
h3
n
b1
b2 K m
m1
a
A1
t
A1
C
a1
b
c1
B
δ
B1
B2
第33页，共62页。
ha
巷道断面形状与尺寸确定实例
巷道断面形状与尺寸确定实例某矿双线运输大巷的年生产能力为60万t ，铺设双线轨道。
巷道穿过岩层f=4～6的页岩，其涌水量为140m 3/h ，压风管路D 1=200mm ，供水管路D 2=100mm 。
巷内需设两条动力电缆，三条通讯电缆，通过该巷道的风量为50m 3/s 。
试设计该巷道断面。
㈠ 选择巷道断面形状该巷道为永久性运输大巷道，穿过的岩层较软（f=4～6），故采用混凝土砌碹，选用三心拱形断面，拱与墙同厚，取d 0=T=300mm 。
㈡ 确定巷道净断面尺寸(1) 巷道净宽度根据该矿年产量60万t ，查表1-7、表1-1可知该矿应选用的电机车为ZK10/250型架线式电机车，轨距为600mm ；选用YGC2固定矿车。
运输设备最大宽度（矿车）b=1200mm ，两条线路中心距F=1500mm ，经换算得两运输设备之间的间隙为：mm 3002120021200-1500m =⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 取运输设备到支架间隙b 1=300mm ，人行道宽度b 2=800mm ，此时巷道净宽度为：B 0=2b+m+b 1+b 2=2×1200+300+300+800=3800 mm（2）确定三心拱参数 取拱高为巷道净宽1/3的三心拱，其有关参数如下：1270mm f 取 1267,338003B f 000====拱高 R=0.692B 0=0.692×3800=2630mmr=0.262B0=0.262×3800=996， 取r=1000mm（3）轨道参数选择 根据采用的运输设备，查表1-7和表1-8，选用18kg/m 的钢轨；采用钢筋混凝土轨枕，h 6=350mm ，h 5=200mm 。
（4）确定墙高① 按架线要求确定墙高已知: r=1000mm ；900mm 30021200b 2b A 1=+=+=取K=400mm ，则 0.5540.66725010004009001000250r K A r os β>=-+-=-+-=c 表明导电弓子已进入小圆弧范围内，根据《安全规程》取H 1=2000mm ，由式1-4得：22613K)A (r 250)(r h H h +----+= 791mm 1)4009001000()2501000(350200022=+----+= ② 按行人要求确定墙高由式1-7得：223100)(r r 1900h ---= 1463mm 100)(10001000190022=---=③ 按管路要求确定墙高根据现场实际情况布置管路，只要满足《安全规程》即可。
巷道尺寸说明)
二、确定巷道断面尺寸（一）确定巷道净宽度B0查表得知ZK3—/250架线式电机车牵引0.75m3矿车。
ZK3—/250架线式电机车宽b=980㎜，高h=1550㎜；0.75m3矿车宽980mm，高：1050mm。
根据《煤矿安全规程》，非人行道一侧宽b1=450㎜。
取巷道人行道宽C=1120㎜，故巷道净宽度B0=a1+b1+c=980+450+970=2400㎜。
坑道内采用18kg/m钢轨敷设，（查表得：底板距离轨面水平h6=320，道渣距底板的高度h5=200）轨距600mm。
（二）确定巷道拱高f0半圆拱巷道拱高f0=B/3=2400/3=800㎜大圆弧半径R=0.692B0=1660mm小圆弧半径r=0.261B0=626mm（三）确定巷道壁高h31.电机车架线要求规定。
设置架线导电弓子宽度的1/2为400，即K=400mm，架线至轨面高度，（根据《煤矿安全规程2012版》运输平巷，电源电压低于500V时，悬挂高度不低于1.8m；电源电压高于500V时，不低于2m）。
取H=1800mm,a=b1+1/2b=450+490=940因为=0.6＞0.554时所以得：=1620=0.48＜0.554时=式中：H——架线至轨面高度，取H=1800mm；h4——道渣至轨面高度；f0——巷道拱高；R——大圆半径b1——非人行道一侧宽；B0——故巷道净宽度；K——电机车架线弓宽度之半，取400。
a——非人行道线路一侧线路的中心至墙的距离。
2、按照行人要求确定。
计算结果为ℎ3=1800−√r2−(r−100)2=1460根据以上计算，h3取最大值得2000mm则，巷道的净高度H0=fo+h3=800+2000=2800mm。
（四）确定巷道净断面面积S和净周长P由《井巷工程》查表得净断面积 S=B×（0.263B+h3）S=2400×（0.623×2400+2000）=6300mm3净周长P=2.33BO′+2 h3 P=2.33×2500+2×2000=9800mmBO′= BO+2倍锚杆外露的长度=2400+2 ×50=2500mm。
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巷道断面形状与尺寸确定实例
某矿双线运输大巷的年生产能力为60万t ，铺设双线轨道。
巷道穿过岩层f=4～6的页岩，其涌水量为140m 3/h ，压风管路D 1=200mm ，
供水管路D 2=100mm 。
巷内需设两条动力电缆，三条通讯电缆，通过该
巷道的风量为50m 3/s 。
试设计该巷道断面。
㈠ 选择巷道断面形状
该巷道为永久性运输大巷道，穿过的岩层较软（f=4～6），故采用混凝土砌碹，选用三心拱形断面，拱与墙同厚，取d 0=T=300mm 。
㈡ 确定巷道净断面尺寸
(1) 巷道净宽度
根据该矿年产量60万t ，查表1-7、表1-1可知该矿应选用的电机车为ZK10/250型架线式电机车，轨距为600mm ；选用YGC2固定矿车。
运输设备最大宽度（矿车）b=1200mm ，两条线路中心距F=1500mm ，经换算得两运输设备之间的间隙为：
mm 300212002
1200-1500m =⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 取运输设备到支架间隙b 1=300mm ，人行道宽度b 2=800mm ，此时巷道
净宽度为：
B 0=2b+m+b 1+b 2=2×1200+300+300+800=3800 mm
（2）确定三心拱参数 取拱高为巷道净宽1/3的三心拱，其有关参数如下：
1270mm f 取 1267,3
38003B f 000====拱高 R=0.692B 0=0.692×3800=2630mm
r=0.262B0=0.262×3800=996， 取r=1000mm
（3）轨道参数选择 根据采用的运输设备，查表1-7和表1-8，选用18kg/m 的钢轨；采用钢筋混凝土轨枕，h 6=350mm ，h 5=200mm 。
（4）确定墙高
① 按架线要求确定墙高
已知: r=1000mm ；900mm 3002
1200b 2b A 1=+=+=
取K=400mm ，则 0.5540.667250
10004009001000250r K A r os β>=-+-=-+-=c 表明导电弓子已进入小圆弧范围内，根据《安全规程》取
H 1=2000mm ，由式1-4得：
22613K)A (r 250)(r h H h +----+= 791mm 1)4009001000()2501000(350200022=+----
+= ② 按行人要求确定墙高
由式1-7得：
223100)(r r 1900h ---= 1463mm 100)(10001000190022=---=
③ 按管路要求确定墙高
根据现场实际情况布置管路，只要满足《安全规程》即可。
由上计算结果取大值，即从底板算起墙高为1791mm ，取
1790mm 。
㈢ 巷道净断面积（通风断面）与风速校核
（1）巷道净断面积
2020通9.8m 3800)0.262(15903800)0.262B (h B S ≈⨯+⨯=+=
（2）风速校核
符合要求净 6m/s 5.109.850S Q V <≈==
㈣ 水沟设计与管线布置
水沟坡度与巷道坡度相同，为千分之三。
根据涌水量为140m/h ，水沟采用混凝土砌碹。
查表3-9知水沟上宽330mm ，下宽280mm ，深度250mm ，净断面积0.073m 2。
水沟图见图3－7。
动力电缆布置在非人行道一侧，通讯、照明电缆布置于人行道一侧，距供水管300mm 。
电缆用电缆架悬挂。
供水管布置在人行道侧，距道碴面1900mm ，用锚杆悬挂；压风管与供水管平行布置，且位于供水管之上。
㈤ 工程量计算
（1）巷道掘进宽度
4400m m 300238002T B B 0=⨯+=+=
（2）巷道拱面积
20拱4m 6.1300300)(38001.33T)d 1.33(B S =⨯+⨯=+=
（3）巷道墙面积
23墙 1.07m 30017902T 2h S =⨯⨯==
（4）巷道基础面积
2121基0.28m 100500300250)(500e m )T m (m S =⨯+⨯+=++=
（5）巷道掘进面积
0002
03掘)d 1.55d (1.33B 0.262B B h S +++= 22m 31.13300)30055.1380033.1(3800262.017904400=⨯⨯+⨯+⨯+⨯=
（6）每米巷道砌碹所需材料
3基墙拱 2.99m 0.281.071.64V V V V =++=++=
㈥ 绘制断面图
根据上述计算结果，按规定的比例尺（1：50）绘制巷道断面图（图1-10）。
图1-10 双线运输大巷断面图
本文源自我爱矿业网—专业提供矿业学习和矿业资料的济南矿业网 /。