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*,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,第,*,页,任务,1,巷道断面设计,教学目标能力目标,1.,能熟练识读巷道施工图及特殊地段大样图；,2.,会准确选择巷道断面形状；,3.,能准确选择道床的参数，设计巷道宽度、高度；,4.,计算巷道净面积、掘进面积。知识目标,1.,能陈述巷道断面的形状，影响断面形状的因素；,2.,熟悉巷道断面尺寸的确定条件和规定；,3.,能陈述影响巷道宽度、高度尺寸的因素；,4.,能分析道床对巷道面积、运输速度的影响。素质目标,1.,强调做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证；,2.,在培养过程中注重人文精神的熏陶；,3.,培养优秀的职业道德、正直、富有责任感,;,4.,使学生具有较强的实践操作能力,;,5.,培养学生发散思维的创新能力,.,11/30/2024,1,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,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。,二、巷道断面设计的内容和步骤,选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；,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；,布置水沟和管缆；,绘制巷道断面施工图，工程量表、材料消耗量一览表。,11/30/2024,2,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1.1.1,选择断面形状,1,）分析与绘制断面形状,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,-,巷道断面形状。,11/30/2024,3,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,巷,道,断,面,形,状,11/30/2024,4,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,2,）影响断面形状选择的因素,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。,巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。,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；,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。,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。,11/30/2024,5,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,11/30/2024,6,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,3,）选择巷道断面形状,选择巷道断面形状应考虑的诸多因素，彼此密切联系又相互制约的。所以，应综合分析，抓住主要因素兼顾次要因素，才能选用较为合理的断面形状。参看表,1-1-9,所示。,表,1-1-9,选择巷道断面形状的因素分析与断面形状,11/30/2024,7,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1.1.2,计算巷道断面尺寸,巷道断面形状确定以后，下一步便是确定掘进巷道的断面尺寸。,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。,1.1.2.1,准备设计所需材料,1),设计巷道断面尺寸应收集的资料,：,（,1,）巷道的用途、服务年限、围岩的性质；,（,2,）存放或通过巷道的机械、器材或运输设备数量、型号和规格；,（,3,）,煤矿安全规程,规定的人行道宽度和各种安全间隙；,（,4,）巷道的涌水量、布置管线、通过巷道风量；,（,5,）支护参数、道床参数，巷道的超次挖量、变形量等。,11/30/2024,8,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,2,）巷道断面尺寸的相关规定,（,1,）巷道净高度的规定,巷道净高度是轨道面至巷道顶或棚梁的高度。巷道净高度必须保证车辆运行的安全和行人的方便。,规程,规定如表,1.1.10,所示。,表,1.1.10,巷道高度的基本规定,11/30/2024,9,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,（,2,）对巷道净宽度的规定,如图所示。,梯形巷道的净宽度：,当其内设置运输机械或者通行矿车、电机车时，是指运输设备顶面的巷道宽度；,当巷道内不设置也不通行运输设备时，是指其净高,1/2,处的水平距离。,拱形巷道的净宽度：,巷道净宽度主要取决于运输设备本身宽度、人行道宽度和相应的安全间隙，无运输设备的巷道可根据通风及行人需要来选取。,11/30/2024,10,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,(3),巷道运输设备本身宽度,表,1.1.12,运输设备主要尺寸 单位：毫米,11/30/2024,11,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,(4),巷道内人行道的宽度、非人行道的宽度和相应的安全间隙，,煤矿安全规程,有明确规定,，设计时按表,1.1.13,的规定选用。,表,1.1.13,巷道宽度尺寸表 单位：毫米,11/30/2024,12,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,(5),在,设计曲线段,的巷道时，应考虑车辆于转弯而外突，巷道需适当加宽，加宽数值可按表,1.1.14,选取。其加宽范围：用矿车运输时，与曲线段相连接直线段加宽长度，建议取,2.0m,；电机车运输时取,5.0m,。为使双轨巷道对开车辆之间的间隙满足,煤矿安全规程,的规定，两条平行轨道的中心距可按表,1.1.14,选取。,11/30/2024,13,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1.1.2.2,计算巷道的净断面尺寸与风速验算,1.,确定巷道,净宽度,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、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。,11/30/2024,14,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,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，,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,）,11/30/2024,15,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,2.,确定巷道,净高度,1,）,矩形、梯形巷道,：自渣面或,底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆露,出长度终端的高度。,2,）,拱形巷道净高,：自渣面至拱,顶内沿或锚杆露出长度终端的高,度。,主要是确定净,拱高,和,自底板,起的墙高,。,H=h0+h3-hb,H,拱形巷道净高；,h0,拱形巷道拱高；,h3,拱形巷道墙高；,hb,巷道内道碴高度。,11/30/2024,16,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,拱高,h0,常与巷道净宽的比来表示（高跨比）：半圆拱：,h,=R=B/2,，,墙高,h3,自巷道底板至拱基线的距离：,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。,11/30/2024,17,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,11/30/2024,18,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,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。,以上计算的墙高,h,3,值，必须按,只进不舍,的原则，,以,0.1,m,进级。,11/30/2024,19,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,3.,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),11/30/2024,20,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,矩形巷道,11/30/2024,21,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,梯形巷道,11/30/2024,22,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,半圆拱形巷道,11/30/2024,23,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,圆弧拱形巷道,11/30/2024,24,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,4.,风量验算,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：,V,通过巷道的风速，,Q,通过巷道的风量，,Vmax,巷道允许通风的最高风速，,m,s,。,煤矿安全规程,规定如右表，,煤矿工业设计规范,规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于,6m,s,；,输送机巷道采区风巷一般不大于,4m,s,。设计时，应在不违反,煤矿安全规程,的原则下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。,11/30/2024,25,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1.1.2.3,计算巷道掘进断面尺寸,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,11/30/2024,26,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1,支护参数的选择,支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题，长期以来，棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要形式，近年来，金属支架和锚喷支护得到发展。支架参数的选取，就是确定坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度，所有这些只寸的选取方法，将在第五章中介绍,11/30/2024,27,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,2,道床参数的选择,道床参数是按选取的,钢轨型号,、,轨忱规格,和,道碴厚度,确定的。,钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积来选取。,轨枕：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。,道床：一股采用坚硬的碎石或不易自燃的矸石或卵石做道碴，颗粒度以,2040mm,为宜。,11/30/2024,28,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,钢轨轨枕型号,11/30/2024,29,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,3,巷道设计掘进断面积,巷道净尺寸加上支架、道床参数使可得到巷道的设,计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。,半圆拱巷道,：,S1=B1,（,0.39B1+h3,）；,B1,拱形巷道掘进宽度；,h3,墙高；,圆弧拱巷道：,S1=0.24B2+1.27BT+1.57T2+B1h3,；,B,巷道净宽；,T,墙厚；,梯形巷道：,S1=,（,B3+B4,）,H1/2,；,B3,、,B4,顶梁、底梁设计掘进宽度；,H1,设计掘进高度。,11/30/2024,30,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,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,(,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。,11/30/2024,31,山西煤炭教育基金会资助项目（晋煤教金字,20099,号）,1.1.2.4,巷道断面内水沟设计和管线布置,一、,水沟设计,二、,管线布置,11/
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