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，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=3600mm 2) 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=360mnu b\\ -- 轨道中线与巷道中线间距h=B/2—© = 360Qnwn/2—930mmH870mm。 故 /i3》2OOOmni+410mm-/(1800—300)2 —(360+870)?mm= 1552mm(2) 按管道装设要求确定居。
hi 二加 +人7 十屁 _ d尺—(K +加+ 0/2 + 6?F
式中 尼——磴面至管子底高度，按《煤矿安全规程》取居= 1800mm；
h7——管子悬吊件总高度，取A7 = 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，亠=B/2-G = 3600mm/2—1370mm= 430mm 故 人3
N 1800mm + 900mm + 220mm — >/1800i— (3604-3004-335/2+430)2 mnr 1633mm
(3) 按人行高度要求确定虽。
N 1800 + hb —
故
— (R
式中J——距壁J处的巷逍有效高度不小T 1800mm. j^lOOmm, 一般取j = 200mm.
居 N 1800mm+220mm— -/1800Z— (1800—200)2mm=119 5mm
综上计算，并考虑一定的余量，确定该巷道壁高为辰= 1820mm。则巷道高度H=\"： hb 十屁=1820mm—220mm+ 1800mm= 3400mm o
4) 确定巷道净断面积S和净周长P
S=B(O. 39B+/L2)
由表2. 6得净断面积
式中 他——道殖面以上巷道墜髙9 /i2=H3T6=182OmnL22Omm=16OOmm。 故 净周长
S=36OO (0.39X3600+1600) mm2 = 10814400mm2^10.8m2 P=2・ 57B+2/^=2・ 57 X 3600mm+2 X 1600mm= 12500mm= 12.5m 5) 用风速校核巷道净断面积
査表2.8,知如=8m/s,已知通过大巷风量Q=48n?/s,代入式(2.6)得 = 4・ 44m/s < 8m/s □
1U« Q
设计的大巷净断面面积、风速没超过规定，可以使用。
6) 选择支护参数
采用锚喷支护，根据巷道净13.6m.穿过中等稳定岩层即属ID类围岩、服务年限大 于10年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杠，杆体为0?&nm螺纹钢，毎孔 安装两个树脂药卷，锚固长度》700mm,设计锚固力》80kN。锚杆长度2.0m,成方形布 置，其间排距
0,80mX0.80m,托板为8mm厚150mmX 150mm的方形钢板。喷射层厚 T^lOOmxn,分两次喷
射，每次各喷50mm厚°故支护厚度T=T1=100mmo
7) 选弹道床参数
根摇凌巷道通过的运输设备,已选用30kg/m钢轨,其道床参数九，他分别为
410mm 和 220mm,道18面至轨面高度 ha=he—hb—M0mm—220mm—190mm,采用钢筋 混凝土轨枕。
8)确定巷道掘进断面尺寸 由表2.6计算公式得
巷道设计掘进宽度
巷道计算掘进宽度 巷道设计掘进离度 巷道计算据进高度 巷道设计掘进断販面积 12547600mm2 取 Si = 12.55 m2
巷道计算掘进断面积
& =
(0・ 39B2+加)=3950 (0.39X 3950+1820) mm2 =
B1^B+2T=3600mm+2X100mm=3800mm B2 = Bi+2^=3800mm+2 X 75mm=3950mm H： =H+/i&+T=3400mm+220mni+100mm=3720mm Hi =Hi +6=3720mm+75mm=3795mm
&=5 (0.39弘+爲)=3800(0.39 X 3800+1820) mm2 =
2
13273975mm 取 $2 = 13・27小2
2.4.3布置巷道内水沟和管缆
已知通过该巷道的水量为160m3/h,现采用水沟坡度为3%。，查表2・12得水沟深 400mm,水沟宽400mm,水沟净断面积0.16m2；水沟掘进断面积0. 203m2,每米水沟盖 板用钢筋1・633kg、泯凝土 0. 0276m\\水沟用混凝土 0.133m\\
管扌悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方.如图 2・9所示。
2.4.4计算巷道掘进工程■及材料消耗■
由表2. G计算公式得 每米卷道墙脚计算掘进体积
匕=O・2(T+$〉X1=O・2 (0. 1+0.075) m2Xlm-=0. 04m3
每米卷道拱与墙喷射材料消耗 匕=[1・57(£2 —兀)兀+2居厂]Xl =
[1.57 (3・ 95—0・10) 0.10+2X1.82X0.10] m2Xlm=0. 968m3
每米巷道墙脚喷射材料消耗
V4 =0. 2T. X 1=^0. 2X0. 10m2 X lm=0,02m3 '
£ =S2 X1 = 13・27m2 Xlm=13. 27m3
‘
每米巷道拱与墙计算掘进体积
每米巷道喷射材料消耗(不包括损失)
V=V? +V4 =0. 968n?+0・ 02n?=0・ 988m3
毎米巷道锚杆消耗
N = H 二9少
aa
式中PL
f
一计算锚杆消耗周长，Pi = L 57B? +绻=1・57 X 3.95m + 2 X L 82m =
9,84m；
s a — Y杆间距、排距，a=a =0.8mo
故
裁斜=】4・75根
折合质虽为
14.
75[/K（Y） p]= 14. 75〔2・ 00 X 3・ 14（号卑 X 7850卜 58. 90kg 式中
I——杆长度.^=2. 0m5
d——锚杆直径，d=18mnu
p一_ 杆林料密度，Q=7850kg/n?。 每排锚杆数 每米巷道粉刷面积
NX0. 8=14. 75X0. 8 = 11. 8 根=12 根 Sw-1. 57民+2居
式中 B3——计算净宽，B3=B2-2T=3. 95m—2X0. 10m=3・ 75m。
故
Sa = L 57X3. 75m+2Xl. 60m=9. Im2
2.4.5偿制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米卷道工穆*及材料消耗■表
根据以上计算结果，按”50比例绘制出巷道断面施工图（图2.10）,并附上运输大 巷特征表2.15及运输大巷每米工程量及材料消耗表2.16。
表2・15达株大卷转征
Wffi/m2 净 设片觀 设讣翩尺寸/ 喷射 厚度/ 国頻别 mm K ff/mm 净周 长/m % 3800 髙 3720 mm 9式 排列方式 间捷距 错杆长 方形 01 10 J 12 55 100 800 2000 18 12.5 表2・16运米工程壬及林扑消耗
计算ia进工程最/占 材科消耗 喷射林科/ 最/根 fflfi/kg 0.98 58.90 映SI #道 堵W » ff 林阳药卷/个 29.5 粉剧面 n 13.27 0.04 14.75 9.1
