工程技术学院《丼巷工程》课程设计
第二章巷道断面设计
巷道断面设计的基本原则：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。 一巷道断面设计的依据 1。巷道断面的名称和用途
名称：煤矿水平运输大巷断面设计及施工组织。
用途：这类巷道是煤矿主要的通道服务年限较长，对巷道变形与破坏要求较严格。
2. 通过巷道的运输设备的类型及特征
该运输大巷采用ZK10—6/250架线式电机车牵引1吨矿车运输该运输设备宽A=880㎜，高h=1150㎜；轨距为600㎜
3. 通过巷道的管线敷设情况风量大小及排水量大小
巷道内敷设一趟直径为100mm的压风管和一趟直径为50mm的水管。通风量为48 m3/s，
该矿第一水平运输大巷的流水量为150m3/h。 4. 对巷道坡度的要求
矿井水沟坡度应与巷道坡度一致，平巷坡度不小于0.3%。巷道中横向水沟坡度不宜
小于0.2%，采区服务的巷道，分层运输巷道和运输门采区回风巷道的水沟选用0.5%。采区巷道水沟的坡度应考虑巷道的用途〃疏水〃煤损和填充材料的含泥率等其他要求。 5.其他要求
根据水沟的服务年限，一般将水沟分永久性水沟和临时性水沟两类，永久性水沟应砌筑，临时性水沟可不砌筑。 二 巷道断面设计
1. 选择巷道断面形状、支护类型、支护参数
断面形状：年产90万吨的矿井第一水平运输大巷，一般服务年限在 10年以上，采用600轨距双轨运输大巷，其净宽在3米以上，又穿过中等稳定的岩层，半圆拱形断面。
支护类型：故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护。
支护参数：选用锚杆可靠锚固力大的树脂锚杆，杆体为直径18mm螺纹钢，每孔安装俩个树脂药卷，锚固长度》700mm，设计锚杆预紧力》80KN,锚杆长度2.0m，呈方形布臵，其排
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距0.8m*0.8m，托板为8mm后150mm*150mm的方形钢板。喷射混凝土厚T1=100mm，分俩次喷射，每次各喷50mm厚。故支护厚度=100mm。 2.确定巷道断面尺寸 （1）确定巷道净宽度B
查表2.2知ZK10—6/250电机车宽A1=1060 mm，高=1550 mm；1吨矿车宽880 mm，高1150 mm。
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 mm，又查表2.3知本巷双轨中线距b=1300 mm，则两电机车之间距离为：
1300-（1060/2+1060/2）=240㎜﹥200mm 故巷道净宽度：
B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）
=3600mm
（2）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㎜ （3）确定巷道壁高h3
（1）.按架线电机车导电弓子要求确定h3 由表3-6中半圆拱巷道壁高公式得
h3?h4?hc?(R?n)?(k?b1)22式中 h4 -----轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》取2000
hc -----道床总高度，查表3-10选30钢轨，在查表3-5得hc=410mm，道砖高度hb=220mm
n----导电弓子距拱璧安全间距，取n=300mm
k----导电弓子宽度之半，k=718/2=359mm,取k=360mm
b1---道中线与巷道中线间距，b=B/2-a1=870 mm, 故h3 =1552mm （2）. 按管道装要求确定
h3?h5?h7?hb?R2?(K?m?D/2?b2)2式中h5-道砟面到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=800 mm m-导电弓子距管子间距取m=300 mm D-压气管法兰盘直径Ｄ＝335 mm
b2=轨道中心线与巷道中心线距b2=B/2-c1=1800-1370 =430mm
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故 h3=1533 mm
（3）.按行人高度确定h3
h3?1800?hb?R?(R?j)22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. 根据公式计算得h3=1195mm
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综上计算，并考虑一定的余量，确定巷道的壁高h3=1720mm,巷道的总高度
H=h3-hb+h0=3300mm
3.巷道的净断面面积S掘进断面及风量校核 由表2.6得净断面积S=B（0.39B+h2）
式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1720-220=1500㎜。 故S=3.6×（0.39×3.6+1.5）=10〃4544㎡ 净周长P=2.57B+2h2=2.57×3.6+2×1.5=12.2521m 净断面积尺寸由表3-7计算公式得
巷道设计掘进宽度B1=B+2T=3600+2×100=3800㎜。 巷道计算掘进宽度B2= B1+2δ=3800+2×75=3950㎜。 巷道设计掘进高度H1=H+hb+T=3620㎜。 巷道计算掘进高度H2=H1+δ=3695㎜。
巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=12.17㎡
巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=12.88㎡。用风速校核巷道净断面面积 查表3-9，知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=48m3/s，计算得：
S4.道床参数。水沟布臵和管线敷设
V?Q?4.59??8m/s（1）道床参数：根据巷道的运输设备已选用30kg/m轨道其道床参数hc.hb分别410㎜和220㎜道床至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190㎜采用钢筋混凝土轨枕 （2）布臵水沟和管线敖设
已知通过本巷道的水量为150 m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表2.12得：水沟深400㎜、水沟宽400㎜，水沟净断面面积0.16㎡；水沟掘进断面面积0.203㎡，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276㎏，水沟用混凝土0.133m2。 5 。巷道断面特征表和每米巷道材料消耗量计算并列表 计算巷道掘进工程量和材料消耗量 由表3-7的计算公式得：
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每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=12.88m；
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=0.04 m3； 每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]×1
=0〃948m3；
每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02 m3； 每巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V2+ V4=0.948+0.02=0.968m3； 每米巷道锚杆消耗（不包括损失） 式中:
N??p?0.5aa.a'3
P1为计算锚杆消耗周长, ，P1=1.57B2+2h3=9.65㎡；aa’为锚杆间距、排距a=a’=0.8m。 N=（9.65-0.50×0.8）/（0.80×0.8）=14.45(根) 折合重量为：
14.45×［π×(d/2)p］=14.45×［2.00×3.14×(0.018/2)×7850］=57.70kg 式中：l-锚杆长度,l=2.0m d-锚杆直径，d=18mm
p-锚杆材料密度，p=7850kg/m3
由于每根锚杆安装2个树脂药卷，则每米巷道树脂药卷消耗 ： M=2×N=28.9取29支
每排锚杆数为：N× 0.8=11.56 取12根 每排树脂药卷数为：M× 0.8=23.2 取24支 每米巷道粉刷面积：Sn=1.57B×3+2h2 式中：B3-计算净宽 B3=B2-2T=3.75m 故：Sn=1.57×3.75+2×1.5=8.90m2
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运输大巷特征表
围岩类计算掘进工程量 锚杆数材料消耗 粉刷面型 量 积/㎡ Ⅲ 巷道 墙角 喷射材锚杆 料 钢筋/kg 树脂药卷/个 12.88 0.04 14.45 0.968 57.70 28.9 8.90
运输大巷每米工程量级材料消耗表
围岩断面/㎡ 设计掘进尺喷锚杆 净类别 寸/mm 射周3 净 设计宽 高 厚型式 排列间排锚杆直长掘进 度方式 距 长 径 /m mm 10.412.13800 3620 100 螺纹方形 800 2000 18 12.2544 7 钢树5 脂型
6巷道断面施工图
运输大巷断面施工图
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