巷道断面设计.docx
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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二5-6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F0二B0/3的断面或者•是半圆拱F0二B0/3的断面。
其优缺点对比如下表格：
类别
圆弧拱
半圆拱
优点
断面利用率比半圆拱高，拱部成型容易，稳定性较半圆拱差
拱部成型容易，施工方便，拱部较大，能承受较大顶压，稳定性较圆弧拱较好
最后选用圆弧拱
B、确定巷道经断面尺寸
a、确定巷道净宽BO
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
（1）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bl二300mm,人行道宽度b2=800mm,此时巷道的净宽度为：
B0二B+bl+b2二1250+300+800二2350mm
b、确定圆弧拱参数
拱高f0二B0/3二2350/3二783.3333mm,这里取f0二784伽。
半径R=0.5417B0二2350*0.5417=1272.995mm,这里取1275mm,
角度Q二67°23’,拱弧长P弧（B0）为1.2740o
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。
底板水平面至道酢水平之间的距离h5=200mm,轨道水平至底板之间的距离h6=350mm,所以道酢水平至轨面水平之间的距离h4=h6-h5=350-200=150ninio
d、确定墙高
（1）、按电机车架线要求确定墙高。
设架线导电弓子宽度
的1/2为400mm,即K=400mnio
由公式h3圆弧
J{IV-（B0/2）
=2000mm+350mm-（1275一300）2一（400+325）2+
J12752-（2350/2）2二2200mmo
（2）按人行要求确定墙高。
其计算公式如下:
h3=1900+h5+[R-JR2一（亍一100）2]-f0二1900+200+[1275
-12752一（竺浮一100）2]-784二2391mm。
（3）按架设管道要求确定巷道墙高
要求导电弓子与管道距离不小于300mm,管道最下边应满足1900mm的人行咼度。
以上计算结果去最大值2391mm,取2390mmo
e、巷道净高度HO
计算结果为：
H0二f0+h3-h5=784+2390-200二2974mm。
C、计算巷道净断面（通风断面）与风速校核
（1）巷道净断面积：
S净二BO（h2+0・175B0）=2.350*（2.190+0.175*2.350）
=5.55775m2（取5.6m2）
（2）风速校核
V=Q/S净=30/5.6=5.35714857K6米每秒
满足风速的要求，无需修改断面尺寸。
D、水沟设计与管线设计
（1）水沟坡度与巷道坡度相同，取千分之三。
（2）根据用水量为70立方米每小时，水沟充满系数为
0.75,水沟采取倒梯为形混泥土砌禎。
经过计算，水沟上宽330mm,下宽280mm,深度250mm,净断面积0.073平方米。
水沟设计断面计算见图1-7。
（3）动力电缆布置在非人行道一侧，通讯照明电缆布置在人行道一侧，距供水管道300mm以方便检修；电缆必须采用电缆悬挂至合理的高度。
（4）供水管布置在人行道一侧，距道祚面不得小于
1900mm,用锚杆悬挂；压风管和供水管平行布置，且于供水管之上。
E、计算巷道掘进工作量及材料消耗量
（1）巷道掘进宽度：
B二B0+2T=2350+2*300二2950mm
（2）巷道掘进高度：
H二H0+T二2974+300二3274miu
（3）巷道拱形面积：
S拱二（1.3B0+1.30R）R=（1.30*2350+1.30*1275）1275二7.0795
m2这里取7
（4）巷道墙断面积
S墙二2h3T二2*2*3*0・3=3.6m2
（5）巷道净掘进净断面积为：
S净二（f0+h3）
*B0=（784+2390）*2350=7.4589in2
（6）绘制断面图。
根据上述计算结果，按规定的比例尺寸（1：
50）绘制巷道断面图。
注：
hl2000mm巷道轨面至导电弓子的高度；bl300mm运输设备到支架的安全间隙；b2800mm人行道的宽度；B02350mm巷道净宽;f0784mm拱高；R1275mm圆弧拱的半
径；h4150mm道旌水平面至轨道水平面的距离；h5200mm底板水平面之道酢水平面之间的距离；h6350mm轨道水平面到底板之间的距离；h32390mm墙高；B1250mm电机车宽度;H1550mm电机车高度；T300mm支护厚度。
（图1巷道断面图）
E、凿岩工作
（1）、凿岩机具的选择
根据该矿山的实际情况，选择的凿岩机具有如下：
条件1、巷道穿过岩层f=5-6页岩；
2、涌水量70立方米每小时。
选择结果1、气腿式凿岩机，型号为YT-25其技术规格如下：
钻孔直径：
34-46毫米；使用气压：
0.4-0.63Mpa；最大凿岩深度：
5m；凿岩机数目8台，
（注：
正常工作4台，备用4台）
（2）、凿岩要求
凿岩质量的好坏直接彫响着爆破效果和巷道施工质量；钻孔效率高低直接关系到掘进速度的快慢C
a、测量工作。
为了在工作面上正确布置炮孔的位置和正确掌握巷道掘进的方向及坡度，钻孔钱前首先将巷道的中线和腰线引到工作面上，用中线指示巷道巷道掘进的方向，用腰线控制巷道的坡度。
工作面上的炮孔位置应以巷道屮线为基准，准确的定岀周边孔、辅助孔和掏槽孔的位置，做好标志，即可进行钻孔工作。
b、凿岩机的选择
巷道掘进中，当初采用气腿式凿岩机时，为了提高掘进速度，缩短钻孔时间，采用多凿岩机同时作业。
c、工作面供风、供水设备
掘进工作面同时使用风、水的设备较多，并且装卸移动频繁。
为了提高钻孔效率并使各种工序互不影响，需配备专用的供风、供水设备。
F、通风与防尘工作
（1）通风工作
掘进巷道通风的目的有两个：
一是把爆破以后产生的有毒有害气体在较短的时间内（5-15imn）排出工作面；二是经常供给工作面新鲜空气，排出掘进时产生的粉尘，降低工作面的温度，使工人有良好的工作环境。
由于巷道的服务年限较长，为了达到长期的良好的通风效果,此处选取混合式通风，混合式通风是压入式通风和抽出式通风的联合应用，掘进巷道时，单独用压入式通风或抽出式通风都有一定能的缺点，为了达到快速排出炮眼的目的可利用一辅助局部通风机做压入式通风，用另一台主要局部通风,构成混合式通风。
通风管理工作。
长距离通风的关键是最大限度地保持风筒平、直、稳,减少漏风和降低阻力，并保证风机的正常运转。
一般应做到以下几点：
（1）阻止和减少漏风。
方法主要：
有减少接头，改进接头形式，消除针眼漏风，发现破口应及时修补等。
（2）降低通风阻力。
方法主要有：
采用相同直径的风筒，保证风筒吊挂质量，消除风筒内的积水，采用大直径风筒或双风筒并联供风等,必须拐弯时应尽可能使拐弯平缓或采用铁制弯头。
（3）保证局部通风机的安全正常运转。
方法主要包括：
注意电动机的风电闭锁；采用双回路或单独供电，保证正常运转；为了保证局部通风，风机最大风量和风压，叶轮和外壳间隙不得少于2mm；局部通风机开启时，应先断续开听几次，再使风机转入运行，以避免风筒破裂或直接被拉开；局部通风机必须指定人员管理，定期检查，及时处理发现的问
题
目前，采用的综合防尘措施主要有：
湿式凿岩，喷洒雾水，加强通风排尘工作，加强个人保护工作。
G、装岩设备的确定
（1）选择装岩设备
根据该矿山实际情况，确定选用耙斗式装岩机，在这类装岩机中P-30B型复合该矿山条件，其参数如下：
耙斗容积0.3m3,生产效率35-50m3/h,适用于净高大于2m、净断面6以上的巷道，具有生产效率高、结构简单、操作方便等特点。
它可用于平巷，也可用于上下山掘进装岩工作。
调车方法（绘制调车示意图），调车方法采用固定错车场调车。
（图2调车图）
（注：
1-装岩机2-矿车3-空车4-重车线5-空车线）
（1）爆破作业
巷道施工采用光而爆破技术，使用2号岩石硝胺类炸药，8号电雷管起爆。
全断面一次爆破掏槽。
爆破图表及技术经济指标
巷道名称
运输大巷
用途
运输
（2）确定爆破参数
1、炮孔深度的确定
炮孔深度是指孔底到工作面的平均垂直距离，炮孔深度的确定主要依据巷道断面，岩右件质，凿岩机具类型，装药佶构，劳动组织及作业循环而定，一般来说，炮孔深度可以使每个循坏进尺增加，相対减少了作业时间，爆破材料的单位消耗量也可以相应降低，但炮孔太深时凿岩速度就会明显降低，对于该矿山而言，根据经验选择的炮孔深度为18J0m,经计算可知Lb=l9966m,最后决定取2m。
2、炮孔直径的确定
炮孔直径应该和药卷直径相适应，该处选择药卷II径为32mm,根据凿岩机貝确定炮孔直径为38mm。
3、炮孔数目的确定
炮孔数目直接决定每个循环的凿岩时间，在一定程度上有影响爆破效果，一般根据岩石性质、巷道断面积、掏槽方式、爆破材料等因素有关。
经计算可得炮孔数目为：
N=43o
4、炸药消耗量
由于岩层多变，单耗根据表143可知q=202,则炸药消耗呈为Q=qSLr|=2.02*74589*7*0.85=896485191kg,瑕后取90kg。
表2爆破原始*件
序号
名称
数量
1
掘进断面/Ilf
74589
岩石普氏系数（f）
5-6
3
工作面涌水最/立方米小时
70
4
炸药和雷管类型
2号岩石硝饮炸药和乳浆炸药，电雷管、导爆管。
表3预期爆破效果
名称
炮孔利
用率
炸药消耗最/kg
炸药单耗
每循环炮孔总长度
数量
085
90
202
231
衣4炮孔排列及装药承
序号
炮孔名称
炮孔深度/m
炮孔长度/m
装药量
角度r
爆破顺序
连线方式
卷/孔
计）
卷小—
1-5
掏槽
孔
19
21
7
42
72
I
串联
6-16
辅助孔
19
19
5
50
90
II
17-31
周边孔
1.9
1.9
4
16
88
m
32-36
底孔
20
20
4
16
88
IV
3742
顶孔
19
1.9
5
25
81
V
43
水沟孔
19
20
5
5
81
训
图2
图1
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