半圆拱巷道断面计算公式
巷道断面计算公式
精品
精品
符号示意图
A———矩形净断面长边边长度，m
A1————矩形掘进断面长边边长度，m B———矩形、拱形巷道净宽度，m
B1———矩形、拱形巷道掘进宽度，m b————壁座厚度，m
b1梯形净上宽，m
b2梯形净下宽，m
b3梯形掘进上宽，m
b4梯形掘进下宽，m
C————矩形断面短边长度，m
C1————矩形掘进断面短边长度，m D————井筒净直径，m
D1————井筒掘进直径，m
D2————壁座最大掘进直径，m d————拱顶支护厚度，m
d0————底拱厚度，m
T————墙壁支护厚度，m δ————超过设计规定部分厚度，m
h0————净断面拱高，m
h1————自巷道掘进底板面算起的墙高，m h2————巷道净高，m
h3————巷道掘进高度，m
h4————圆形竖井壁座高度，m
K1————位于水沟侧墙基础深度，m
K2————无水沟侧墙基础深度，m
L1————两支架间横撑长度，m
L2————支架横梁长度，m
L3————支架柱腿长度，m
L4、L5————两柱腿长度，m
n————每m支架数，架
n1————两框架立柱根数，根
V A1、V C1、V L1、V L2、V L3、V L4、V L5————分别代表长度为A1、C1、L1、
L2、L4、L5的木材体积，m3
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
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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
拱形巷道断面简易计算公式的推导与应用
·160·
2012 年全国煤矿安全学术年会论文集
分析·探讨
拱形巷道断面简易计算公式的推导与应用
宁亚文
（ 辽宁煤矿安全监察局，辽宁 沈阳 110042）
2S小扇 = 2 × 0． 5·r2 β = 2 × 0． 5 × （ 0． 262B） 2 × （ 56． 309 932 474°π /180°） = 0． 067 462 892 338B2
S △OO1O2
= ［（ B
－ 2r）
（
R
－
1 3
B）
］/2
= ［（ B
－
0．
262B·2）
（
0．
692B
1 “三分之一”三心拱形巷道断面计算公式
“三分之一”三心拱形巷道断面如图 1。教科 书［1］中给定的公式为： S = hB + 0． 26B2 ，推导建立的 公式为： S = HB － 0． 07B2 。 1． 1 关于 0． 26B2 中系数 0． 26 的来历
S大扇 = 0． 5·R2 α = 0． 5 × （ 0． 692B） 2 × （ 67． 380 135 052°π /180°） = 0． 281 573 278 745B2
摘 要： 结合矿山实际情况，为解决实际工作中对拱形巷道断面测量存在的问题，推导建立了半
圆拱、“三分之一”三心拱和“五分之二”三心拱巷道断面简易计算公式，并进行验算。该公式实
用性强，可广泛应用于拱形巷道断面的实际测量工作中。
关键词： 拱形； 断面； 简易公式； 推导
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。
井巷工程第三章巷道断面设计
d)按1.6m高度人行宽度要求计算
单轨： h3 1600 h b
R2
(C '
A1 2
b1)2
双轨： h3 1600 h b
R2
(C '
A1 2
b2 )2
要求自道碴面起1.6m水平处，运输设备上缘与拱璧间距 C/≥800mm，即保证有800mm宽的人行道
h3 ——拱形巷道的墙高，m hb ——巷道内道碴的拱的高度常以高跨比表示。
半圆拱拱高为:
h0
R
B 2
三心拱拱高为：
h0
Bor 3
h0
2B 5
2.墙高h3的确定
墙高h3系指自巷道底板至拱基线的垂直距离。
为满足行人安全、运输通畅以及安装和检修设备、管线的需求，墙 高h3 的设计按架线电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱璧最小安全间隙 要求；按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 以及按设备对上于缘架至线拱电璧机最车小运安输全巷间道隙，要一求般等按五导种电情弓况子计和算管，道并装取设其高最度大的值要。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 不得架上设述管计、算线出和的电墙缆高。h3值，必须按只进不舍的原则，以0.1m进取。
1300－(1060/2 + 1060/2)=240mm
故巷道的净宽B=a1+b+c1=(400＋1060/2 )+1300+(1060/2 +840)=3600mm
Q —— 通过巷道的风量，m3 /s S —— 巷道的净断面， m2 Vmax—— 巷道允许的最大风速，m/s
半圆拱巷道设计方法
2.4巷道断面设计示例为了简化设计工作，我国煤矿设计部门对常用的巷道断面，已编制出巷道断面施工图标准设计，可供査阅选用。
下面举例说明巷道断面设计的步骤和方法。
【例题】某煤矿年设计能力为90万t,低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320n?/h。
通过该矿第-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l・5t矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数于=4〜6,需通过的风量为48n?/s。
巷道内敷设一趟直径为200imn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。
2.4.1选择巷道斷面形状年产9Q万t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轨跆双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面°2.4.2确定巷道净断面尺寸1)确定巷道净宽度B査表2・2知ZK10-6/250电机车宽A】=1060mm、高A - 1550mm, l・5t矿车宽1050mm、髙1200mm。
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=400mn)o又査表2.3知该巷双轨中线距b=1300mm,则两电机车之间距离为1300mm— (1060/2+1060/2) mjn=240n)m故巷道净宽度：B=G+6+G=(400+1060/2)mm+1300mni + (1060/2 + 840)mm=930mm+1300mm+1370mni=3600mm2)确定巷道拱爲局半圆拱形巷道拱高ho-B/2=3600m/2=1800mm.半圆拱半径R=/io=18OOmm°3)确定巷道壁高山(1)按架线式电机车导电弓予要求确定加。
由表2・5中半圆拱形巷道壁高公式得打 $屁 +人 _ yCK-nP -CK+ft])2式中虹——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取A4=2000Tnm；忙——道床总高度，査表2・9选30kg/m钢轨，再査表2・11得h€=410mm,道徳高度九=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=359min,取K=360mnub\-- 轨道中线与巷道中线间距h=B/2—© = 360Qnwn/2—930mmH870mm。
丼巷工程巷道断面设计说明书完整版
目的：《井巷工程》课程设计是学生学习井巷工程课程中的重要技能学习环节，课程设计的目的在于通过课程设计，巩固和加深课堂理论知识并使之与实际相结合，以培养学生运用所学知识独立解决巷道施工中主要问题的能力和掌握巷道设计中的基本方法与设计技能，并初步结合生产实际锻炼解决在生产上所遇到的实际问题，培养学生科学的思维方法和工程技术人员应具备的基本技能。
依据：设计的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程预算的依据。
内容和步骤：首先根据巷道的服务年限，用途和围岩的性质，选择巷道断面的形状和支护方式，其次根据巷道中通过的设备尺寸、支护参数、道床参数、通风量、行人要求等确定巷道净断面积尺寸（并进行风速验算），计算巷道的设计掘进断面的尺寸然后布置水沟和管缆。
最后绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量和材料消耗量。
巷道断面设计的要求：在满足安全生产和施工要求的条件下，力求提高断面的利用率，取得最佳的经济效果。
严格按照《煤矿安全规程》的各项范畴进行井巷工程设计，引用《煤矿安全规程》及其他资料部分，应标注出来，要注意使用先进的工艺和技术使课程设计具有一定的先进性，本次课程设计是为了满足教学，应独立完成设计。
其他说明：巷道断面设计是矿井开采设计中的一个重要组成部分，贯穿矿井服务年限属于施工设计的范畴。
巷道断面设计的基本原则 (6)一、巷道断面的设计依据 (6)1、巷道的名称和用途 (6)2、通过巷道的运输设备类型及特征 (6)3、通过巷道的管线敷设情况，风量大小及排水量大小 (6)4、对巷道坡度的要求 (6)5、其他要求 (6)二、巷道断面设计 (6)1、选择巷道的断面形状、支护类型、支护参数 (6)2、确定断面尺寸 (7)3、巷道的净断面、掘进断面及风量校核 (8)4、决定道床参数，水沟布置和管线敷设 (9)5、巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量计算并列表 (10)6、巷道断面施工图 (11)一、施工方案的确定 (13)1.掘砌作业方式 (13)2.成巷速度 (13)二、凿岩爆破工作 (13)对钻研爆破工作的要求 (13)1、凿岩设备和爆破器材的选择 (13)2、爆破参数的确定 (13)3、凿岩爆破作业 (14)4、爆破图表及技术经济指标 (14)三、通风与安全 (17)1、掘进通风 (17)2、综合防尘技术 (18)3、掘进安全工作 (18)四、装岩与调车 (19)1、装岩机械的选则 (19)2、主要技术特征 (19)3、生产能力的估算 (19)4、调车方法 (19)五、巷道支护 (19)1、临时支架结构与永久支架形式的选择 (19)2、材料消耗量计算 (19)3、施工方法 (20)4、质量检查标准 (20)一、劳动组织配备 (21)1、作业方式的选择 (21)2、循环图标的编制 (21)一、支架操作工安全措施 (24)二、检修工安全技术措施 (24)三、端头工的安全技术措施 (24)四、所有工种必须遵守的安全措施 (24)五、瞎炮的处理问题 (25)六、凿岩时注意的问题 (25)七、爆破注意安全事项 (25)致谢 (27)参考文献.................................................................... . (28)第一章煤矿及设计巷道的概况已知技术参数和设计要求：某煤矿，井田走向11.7km，倾向宽5.5~8.6km，井田面积68.8km²。
巷道断面设计
巷道断面设计某矿运输平巷，生产能力20万吨每年，铺设单线，巷道穿过岩层f=5-6的页岩，涌水量为70立方米每小时，压风管路直径20mm，供水管路直径100mm，巷内设两条动力电缆，3条通讯电缆，通过该巷道的风量为30立方米每秒，设计该巷道断面。
1.巷道断面形状确定2.巷道断面净宽确定3.巷道断面净高确定A 、选择巷道断面该巷道生产能力为20万吨每年，且为运输平巷，服务年限较长，穿过的岩层不稳固，稳定性较差，所以选择圆弧拱F0=B0/3的断面或者是半圆拱F0=B0/3的断面。
其优缺点对比如下表格：最后选用圆弧拱B 、确定巷道经断面尺寸a 、确定巷道净宽B0根据巷道年生产能力为20万吨，且采用单轨运输，通过查表1-1确定选用架线式电机车，其型号为ZK3-6/250电机车，电机车宽(B)为1250mm，高（H）为1550mm，长（L）为2700mm，选用型号为翻斗式YFC1.10-6矿车，矿车宽（b）为980mm,高（h）为1250mm，长（l）为2400mm，两者比较取最大值，所以运输设备（电机车）宽（B）=1250mm, （电机车）高（H）为1550mm,经计算查表1-2和表1-3可以取运输设备到支架的安全间隙b1=300mm，人行道宽度b2=800mm，此时巷道的净宽度为：B0=B+b1+b2=1250+300+800=2350mmb 、确定圆弧拱参数拱高f0=B0/3=2350/3=783.3333mm,这里取f0=784mm。
半径R=0.5417B0=2350*0.5417=1272.995mm，这里取1275mm，角度α=67°23′，拱弧长P弧（B0）为1.2740。
c 、选择道床参数根据运输设备，查表1-7和表1-8，初步选择15kg/m的钢轨，采用钢筋混泥土轨枕。
底板水平面至道砟水平之间的距离h5=200mm,轨道水平至底板之间的距离h6=350mm，所以道砟水平至轨面水平之间的距离h4=h6-h5=350-200=150mm。
巷道断面设计
3）梯形巷道的净宽度
对于梯 形巷道 ，当其 内通行 矿车、 电机车 时，净 宽度系 指车辆顶 面水平 的巷道 宽度； 当其内 不通行 运输设 备时， 净 宽度系指 从底板 起1.6m水平的 巷道宽 度。
2.双轨巷道净宽度
双轨巷 道净宽 度按下 式计算 ：
（2）壁 高 的确 定 拱形巷 道的壁 高系指 自巷道 底板至 拱基线 的垂直 距离。 如图3-2-3所 示。 为了满 足行人 安全、 运输畅 通以及 安装和 检修设 备、管 缆的需 要，设 计要求 按架线 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、 按管道 的装设 高度要 求；按 1.6m高度人行 道宽度 要求以 及按设 备上缘 至拱璧 最小安 全间隙 要求等 五种情 况分别 计算拱 形巷道 的 高度，并 取其最 大值。
B a 2 A1 c t
第7页/共48页
图3-2-1 巷道净断面尺寸计算图
资7 源与安全工程学院——王昌琪
表3-2-1 巷道安全间隙表
第8页/共48页
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，应 将安全 间隙适 当加宽 ，加宽 值与车 厢长度 和弯道 半径有 关。其 加宽值 为：一 般外侧 加宽20 0mm（20t机车加 宽300mm）；内侧 加宽100mm；双轨中 线加宽 300mm。 有的设 计为了 简化计 算，采 取内侧 和外侧 均要加 宽200mm。巷道加 宽范围 ：除曲 线段外 要全部 加宽外 ，与曲 线段相 连的两 端直线 段也要 加宽， 其加宽 长度， 对于矿 车的运 输巷道 ，建议 取1.5m～3.5m；电机 车通行 的巷道 ，建议 取3m～5m；双轨曲 线巷道 ，两轨 道中线 距加宽 起 点应从直 线段开 始。其 长度建 议对机 车取5m；3t或 5t的底 卸式矿 车建议 取5～ 7m；1t矿车 可取2m。
井巷工程巷道断面计算公式
符号示意图
A———矩形净断面长边边长度，m
A1————矩形掘进断面长边边长度，m B———矩形、拱形巷道净宽度，m
B1———矩形、拱形巷道掘进宽度，m b————壁座厚度，m
b1梯形净上宽，m
b2梯形净下宽，m
b3梯形掘进上宽，m
b4梯形掘进下宽，m
C————矩形断面短边长度，m
C1————矩形掘进断面短边长度，m D————井筒净直径，m
D1————井筒掘进直径，m
D2————壁座最大掘进直径，m d————拱顶支护厚度，m
d0————底拱厚度，m
T————墙壁支护厚度，m
δ————超过设计规定部分厚度，m
h0————净断面拱高，m
h1————自巷道掘进底板面算起的墙高，m h2————巷道净高，m
h3————巷道掘进高度，m
h4————圆形竖井壁座高度，m
K1————位于水沟侧墙基础深度，m
K2————无水沟侧墙基础深度，m
L1————两支架间横撑长度，m
L2————支架横梁长度，m
L3————支架柱腿长度，m
L4、L5————两柱腿长度，m
n————每m支架数，架
n1————两框架立柱根数，根
V A1、V C1、V L1、V L2、V L3、V L4、V L5————分别代表长度为A1、C1、L1、L2、L4、L5的木材体积，m3
注：以上计算公式只供参考，不作为科学计算依据。
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半圆拱巷道断面计算公式
截面积计算公式：
巷道截面积可以通过半圆和两条半直径的直线的面积之和来计算。
首先，我们需要计算半圆的面积，然后计算两条半直径的直线的面积，最后将它们相加。
1.计算半圆的面积：
半圆的面积可以通过半径r来计算，公式为：
A=π*r*r/2
其中A是半圆的面积，π是圆周率，r是半径。
2.计算两条半直径的面积：
两条半直径的面积可以通过半径r来计算，公式为：
A=r*r
其中A是两条半直径的面积，r是半径。
3.求和计算：
最后，将半圆的面积和两条半直径的面积相加，得到巷道的截面积：Total Area = A1 + A2 = (π * r * r / 2) + (r * r)
周长计算公式：
巷道的周长可以通过半圆和两条半直径的直线的长度之和来计算。
同样，我们首先计算半圆的周长，然后计算两条半直径的直线的长度，最后将它们相加。
1.计算半圆的周长：
半圆的周长可以通过半径r来计算，公式为：
C=π*r
其中C是半圆的周长，π是圆周率，r是半径。
2.计算两条半直径的长度：
两条半直径的长度可以通过半径r来计算，公式为：
D=2*r
其中D是两条半直径的长度，r是半径。
3.求和计算：
最后，将半圆的周长和两条半直径的长度相加，得到巷道的周长：Total Perimeter = C + D = (π * r) + (2 * r)
使用这些公式，工程师可以根据巷道的尺寸和要求来计算巷道的截面积和周长。
这些计算结果可以帮助工程师进行巷道的设计和施工规划，以确保巷道符合预期的要求和标准。