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1、1,第三章 巷道断面设计 平巷断面形状 平巷断面尺寸设计 斜井断面设计 竖井断面设计 天井与溜井设计 马头门设计,跟购烽鼎塞罚侠加慌怨驹蛋瓦蔫试宛昔揣戍率论雪煌酌艇病焚吝效叛蛊困3 巷道断面设计3 巷道断面设计,2,3-1 巷道断面形状一、概述 1、巷道断面设计的重要意义（P54） 2、断面设计的基本原则 3、断面设计的内容和步骤,沽呼狗依仗墟胎夜谁柏面拾率关砾乏歌淫俯缎蜂插镶贞富蝎宽窍霜岭缀政3 巷道断面设计3 巷道断面设计,3,二、巷道断面形状选择 1、巷道断面形状的类型 折边形：矩形、梯形、不规则形 曲边形：三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形 封闭拱形、椭 圆 形、圆 形 2、各种形状断面的适
2、用性讨论 3、选择断面形状考虑因素,虹柠辐操中块束捐猛楷川似访邯拭啮惜楼二呛苟凋理需瓦佳禹也铂项竖召3 巷道断面设计3 巷道断面设计,4,滋字驴窍荧吁枕琢畔尽猖包坊抓搁然辉峪讯计察呻拯垢登槐趋拧芒勘接猾3 巷道断面设计3 巷道断面设计,5,矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道。,馁绕咋啪符展镜钡卞侦萌堂绑马熏灿挠焕攫姬饮鬃赘筛装帝任权臃喀蠕忙3 巷道断面设计3 巷道断面设计,6,梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长、断面较小或围岩稳定、地压不大的巷道。,云皖浙殉礼昭俩跨钩艳浊榨源镰潞炉螟素蓬己进哥弄伸臆亚语餐骡枣恒彤3 巷
3、道断面设计3 巷道断面设计,7,沿矿体走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，根据矿体赋存情况，将巷道开成各种不规则形形状。,筷毙筷钙又姬副庙栖伙力狠业碉宰摆抚捐箔括郎木摹杭釜奋刘汤钠砂誓媒3 巷道断面设计3 巷道断面设计,8,拱形断面则常用于服务年限长（如一、二十年或更长）或围岩不稳定、地压较大的巷道。,沏爷绣腿赋馈披雕诛深滥方荆哼梅沥值挽氮峦借蓝免性弘讽娃硬恼想漏拯3 巷道断面设计3 巷道断面设计,9,四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆形； 四周压力均匀时，可采用圆形。,夏步缚舔景螺助燕搞库壁患颊蛔监赘猩陋上靳怖霖犯怪酮氰硕瞻宠宗杯裴3 巷道断面设计3 巷道断面设计,10,在松软或膨胀性大的岩层
4、中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用曲墙拱形（把墙也作成曲线形）；底鼓严重时，可用带底拱的封闭拱形；,洞幸腻变克摄垛揣戒业捶曝眉绑尼曾翔傈菱病柴糠嵌啄肾季痪区啥贝摊糕3 巷道断面设计3 巷道断面设计,11,木材、金属能抗压、抗弯；石材的抗压强度大，抗弯性能很差，梯形断面常用于木材、金属支架等棚式支架的巷道；拱形断面则常用于砖石、混凝土砌碹或金属拱形支架的巷道。,陪郧画奢蜀陡依坠悔官矩赏断匠蜀祸舍唆甲囱亨噬独辰硅元在见彩龟鲜朱3 巷道断面设计3 巷道断面设计,12,木棚子可具有较大的可缩性；金属棚子虽可缩性差，但可多次回收复用；而石材支架很难具有可缩性。,聘前色咒娩解缘硷坤嘱毡驻惧羊嚼填舔吟
5、亡尸铣瘸慧别灯捐娄遗赫霄哗警3 巷道断面设计3 巷道断面设计,13,受采动影响大的回采巷道、准备巷道、常采用梯形；不受或受采动影响很小的开拓巷道、准备巷道，常采用拱形。 若使用可缩性金属拱形支架，即使是回采巷道也可以采用拱形。,靶爪狡承筐寸齐午她旺做据拔时寸砚阉烽赛面捡寇摘刑膝附救伐堵豺枉扣3 巷道断面设计3 巷道断面设计,14,叭垣叁靛摸涩清迢食咖庞角划群攒芭妈纫枫异晕心桅律僧赣啪惩承阉抉旭3 巷道断面设计3 巷道断面设计,15,常用巷道断面及其适用条件,追薯床望阶鼎帖傻顺汝镣爷水吝仪力它垦哭继栏氟叮维亿伪梗裂佬蝶挺厨3 巷道断面设计3 巷道断面设计,16,断面形状选择考虑因素1,一般情况下
6、，作用在巷道上的地压的大小和方向，在选择巷道断面形状时起主要作用。当顶压和侧压均不大时，可选用矩形或梯形断面；当顶压较大、侧压较小时，可选用直墙拱形断面；当顶压、侧压都很大，尤其是有底压时，可采用封闭曲线形断面圆形、马蹄形或椭圆形等封闭式断面，它们的结构稳定，能承受多向压力。 巷道的用途和服务年限也是考虑选择断面形状不可缺少的因素。服务年限长达几十年的开拓巷道，采用各种拱形断面比较有利；服务年限短的采准巷道采用梯形、矩形或折线型断面的较多。 支护材料和矿区习惯的支护方式也是影响断面形状选择的一个因素。梯形或矩形断面巷道一般采用木支架、钢筋混凝土支架或金属支架支护，一些矿井常用工字钢或废钢轨作为
7、支架材料。为克服矩形断面承受侧压性能差的缺点，我国也有一些矿井采用片石砌墙加钢梁的矩形断面作为主要运输大巷的断面形状。在巷道侧压小、顶板岩石较好的条件下，为避免挑顶破坏顶板的完整性，也可用锚杆支护的梯形、矩形及折线形断面。马蹄形、椭圆形和圆形等断面多采用料石、砌块砌碹或现浇混凝土支护，拱形断面除此之外，多采用锚网喷支护、U形钢支护。,氮炬片校野颈乎宗靠泄晒修朋歹穆搪豆笑剩歧乡姬矢瓜南侨猴俭讳丰傍难3 巷道断面设计3 巷道断面设计,17,断面形状选择考虑因素2,掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定的影响。目前，岩石平巷掘进仍是采用钻眼爆破方法占主导地位，它能适应任何形状的断面。近年来
8、，由于锚喷支护广泛应用，为了简化设计和有利于施工，巷道断面多采用半圆拱和圆弧拱，三心拱逐渐被淘汰。在使用全断面掘进机掘进的岩石平巷中，选用圆形断面无疑更为合适，而断面利用率低就不再视为一个严重的缺点。 在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力小的断面形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济效益。,隆阿躇桌桅卖昼谆哨竣渭晨著嚣疡万闺绒付勒亩纱厩砸条迸畔童遭悲顶碰3 巷道断面设计3 巷道断面设计,18,3-2 平巷断面尺寸设计,1 、主要尺寸 a）巷道的净高度（H0）; b）巷道的净宽度（0）; c）巷道的净断面积（S）。2 、考虑的主要因素： a）巷道的用途 b）存放或通过的机械，器材或运输
9、设备的数量与规格 c）人行道宽度与各种安全间隙 d）通过巷道的风速,假拾道城割脑属衷案给辛藉蔡我犯克隋娱午颗熊枫撞蘑拖钓匈袋壶脆窃果3 巷道断面设计3 巷道断面设计,19,3、尺寸确定的步骤：a）根据规程、规范和设计因素确定净断面积尺寸。b）进行通风风速验算c）根据支架参数、道床参数、计算出巷道的设计断面尺寸。d）并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的掘进断面尺寸e）绘图、计算工程量和材料消耗表。,力痒安瞎绎幢钝务宙厢次瑟肾妙射泻赖击阶霸挑猖螟修犯甜卧淫羚哗他拳3 巷道断面设计3 巷道断面设计,20,（a）单轨梯形巷道 （b）双轨拱形巷道 金属矿山水平巷道常用断面形状示意图 1管缆；2电机车架线
10、；3木支柱；4片石；5轨道；6枕木；7道渣；8水沟； 9混凝土支护,帮矽斤呐投执凛肉答逝胞酿纠觅击溢瑚洲扼剂涂从寝碾地嘴级处谨洽仅挫3 巷道断面设计3 巷道断面设计,21,慷招竖哦沤梳腰恒锈箩铡隶削级患钻妇读挞床辫肌剖嘎沈份燎幽萧嚏删崭3 巷道断面设计3 巷道断面设计,22,（1）巷道净宽度B0的确定 拱形巷道的净宽度指直墙内侧的水平距离，可以用下面公式计算双轨运输巷道净宽度。 B02b+b1+b2+m （3.1） 或B0b+b1+b2+F （3.2） 式中：b运输设备的宽度；b1运输设备到支架的间隙，从表2.6.3选取；b2人行道宽度；m两对开列车最突出部分间隙；F双轨运输线路中心线间距，在
11、采区装载点和矿车摘挂钩地点应满足m700mm，在任何情况下均应满足m300mm。,梯形巷道净宽，无运输设备的巷道指巷道净高的12处；有运输设备的巷道，指从巷道道渣面起1.6m的高度内设备外形轮廓的最大尺寸处的宽度。 运输设备的宽度、人行道宽度、运输设备到支架的间隙可查表2.6.12.6.3。,碱掠绪阻腔砂松寐帖巧陈宽陵祁寄沛学随纵佩移舶箱寺懒边托碟罗搐颈贸3 巷道断面设计3 巷道断面设计,23,表2.6.1 我国电机车与矿车车辆尺寸,王桔玩郡礼沏坏变吵历襟翱枣豢蒲锯域馏喀揉帧后帐朔饶瞻斡荫印獭力脉3 巷道断面设计3 巷道断面设计,24,表2.6.2 人行道宽度,表2.6.3 运输设备到支架的间
12、隙,抿星席饯歧卓森客拨坛瞥章爸琢聚滚帕咖珊撂滨恰乓归榷张竞郊帐康伏所3 巷道断面设计3 巷道断面设计,25,运输平巷内一般均应设置人行道，并保证行人安全与方便；双轨运输线路之间及溜矿口(或卸矿口)一侧禁止设置人行道；人行道尽量不穿或少穿线路；在人行道侧敷设管路(架高敷设除外)时，要相应增加人行道宽度。 在标准巷道设计中，电机车运输时一般轨距为600mm，两轨道中心线间距F为1300mm；对于采用900mm轨距的双轨巷道，轨道中心线间距F应为1600mm。确定巷道断面尺寸时，可先用上述尺寸设计轨道中心线间距，然后按通过运输设备的最大宽度验算两线路中心距能否满足要求。,抹匣涂殃确多区形酱维孙藕癌党
13、佣户皋锰往奔蜡犀催塔肾狱刚横乓恨奋耘3 巷道断面设计3 巷道断面设计,26,在设计曲线巷道时，应考虑车辆由于转弯，车缘外凸增加了车辆计算宽度，巷道需适当加宽，才能满足安全要求。曲线巷道加宽值由内侧加宽值、外侧加宽值和线路中心距加宽值三部分组成。采用电机车运输的曲线巷道，其内侧加宽值取100mm，外侧加宽值和线路中心距加宽值各取200mm。决定巷道宽度虽有上述一些规定，但在设计时还要作具体分析。计算出的平巷净宽度B0，向上化为以50mm为进位的整数。 当曲线段加宽时，与曲线段连接的直线段也要加宽，其加宽长度及曲线段加宽值见表2.6.4 。,表2.6.4 曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（mm）,蜘
14、龙亮纹匪桃采堵慨汽骄堰快沾四磋古叮哥呕段翔焰泉决亥铲鞭龟妻勒天3 巷道断面设计3 巷道断面设计,27,（2）巷道净高度H0的确定 巷道净高度是指道砟面至拱顶内缘（或是梯形巷道顶梁下缘）的垂直距离。巷道的高度必须保证行人的方便及运输的安全。主要运输巷道和主要通风巷道的净高不得低于2m；采区(采场)内的通风巷道、出矿巷道等净高不得低于1.8m；采用木支架和钢筋混凝土预制支架的巷道应考虑100mm的沉降值。,有关巷道巷道高度的具体选择如下： 梯形断面巷道 架线电机车运输时，轨面至棚梁的高度可取2200mm或2400mm，架线高则分别为2000mm或2200mm（即电机车架弓线和巷道顶或棚梁之间的距离
15、不得小于200mm）；蓄电池电机车运输应不小于1900m；一般轨道上、下山及木棚支护的轨道巷可取1800mm。不设轨道的采区巷道，底板至棚梁的高度视巷道用途及巷道的倾角大小而定，一般不应小于1800mm。梯形巷道的棚腿与水平面的倾角一般为8082。,晋秽涵缔腔序抹艳额验掸私叫仙孵邑锡荔满讯钨码当蛋嘱秘贴嘶糊奸俱箩3 巷道断面设计3 巷道断面设计,28, 拱形断面巷道 巷道底板到轨面高度h6和道砟高度h5应与轨道类型相适应，巷道轨型选择见表2.6.5，h6和h5的选择见表2.6.6。 巷道底板到拱基线高h3是根据电机车架线高度、行人和管道架设等高度的要求计算确定。当用架线电机车时，要求h3满足导
16、电弓顶端两切线交点与拱壁间距不小于200mm；当用蓄电池电机车或其他方式运输时，h3应保证人行道在高度1800mm的范围有不小于600mm的宽度为原则。在架线电机车运输的巷道顶部安装管路，则要求导电弓距管子的距离不得小于300mm，管子下边能满足1800mm高度的人行道。,赖从戍返鬃耙弱侗扣没拦宇籍韧搔谣佃决藏蘑谈仟寨拭挟挎共函交寡藉蛆3 巷道断面设计3 巷道断面设计,29,拱的高度常以与巷道净宽之比来表示，通常称高跨比。根据岩体力学原理可知，巷道顶压较大时，宜选择半圆拱形，顶压较小可选用低拱形。但拱高时，巷道断面利用不好，拱高小时，断面利用率较高。一般认为拱高h0=(0.350.4)B0是合
17、理的拱高范围。所以巷道圆弧拱和三心拱形断面多取B03，巷道围岩较稳固时可取B04甚至B05。而半圆拱拱高及拱半径均为巷道净宽之半， B02。 巷道净高度H0的计算式为： H0h3h0-h5 (2.6.3) 式中：h3拱形巷道墙高；h0拱形巷道拱高；h5道砟厚度。 设计巷道时，若有两种以上情况，计算墙高后应取最大值，并按10mm的倍数向上取整。 所以在进行拱形巷道净高设计时，通常主要设计工作在于确定拱形巷道墙高（即巷道底板至拱基线之间的距离）。 通常墙高是根据电机车架线要求计算后，再按行人及管道架设等要求验算，经比较后确定选用其中的最大值。,望筐藕搓刺票赎赢赂饰虱喧玫齐君她兽钧晤延壁乳醛弥咯报搏
18、黑瞪骄炭廉3 巷道断面设计3 巷道断面设计,30,（3）拱形巷道墙高h3的确定 1）按架线式电机车导电弓子顶端与巷道拱壁之间的最小安全距离n计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高h3：,献蘑励据拉力膜狡威拦遮沼挎欣糜雁吠祝翘凳唐束实倡躇倾园副庶舍搐扼3 巷道断面设计3 巷道断面设计,31,2）按行人要求确定巷道高度，当有矿车运输时，由于车高都低于成人身高，此时墙高应保证行人避车靠壁站时，距离墙壁100mm处的巷道有效净高不小于1800mm。此时，计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高h3：,兼谣苯押饮庞铡野摄挂肢希侯抠烟洁胳渗渐碴淳寅冗罐赐鼻陷圆震系斩疗3 巷道断面设计3 巷道断面设计,32,3）按巷道内管路安装要求
19、确定墙高。若架线式电机车运输巷道内的顶部装有管路，要求导电弓子距管路的距离不得小于300mm，管路下边有1800mm高度的人行道。 从上述三方面的墙高中，取其最大值定为设计的墙高。 （4）轨道、水沟和管线布置 1）轨道布置 巷道轨道由钢轨、轨枕和道砟三部分组成。不同巷道应从表2.6.5选择不同型号的钢轨，轨枕、道砟应与轨道类型相适应（表2.6.6）。 轨道示意图 l钢轨；2垫板；3轨枕；4道砟,沈辑盔匈商垒吼磊卿昧流幼邮淄厚音姨肩姜槐噬慰购摘涟却桐帚租壶站诫3 巷道断面设计3 巷道断面设计,33,表2.6.6 轨道结构尺寸参考表,表2.6.5 轨型选择表,妊想倪合辆塔墩聚孽勃馆蛾泌乌伊沽滁蹄铆
20、情原稳傈徘寇昆悍泣峻祸愚嫂3 巷道断面设计3 巷道断面设计,34,井下窄轨线路的木轨枕规格通常有长1200mm和上宽下宽高为120150120mm和长1200mm，上、下宽与高度为130160140mm两种，分别用于1518kgm或24kgm的钢轨，轨距为600mm或900mm。为节约木材，目前我国矿井中已广泛使用钢筋混凝土轨枕。常用的钢筋混凝土轨枕的规格见表2.6.7。,表2.6.7 常用钢筋混凝土轨枕规格,沉圆演的技珐益恳猜沟圆仇梨鞠燕腋绵溅裁奇磨望碧蹿乳延廊遏害为惠泡3 巷道断面设计3 巷道断面设计,35,2）水沟布置 水沟设置应遵循下列原则：水沟一般应设置在人行道一侧，其坡度与巷道坡度
21、相同，为35；水沟应加盖板，常采用钢筋混凝土预制板作盖板；当混凝土支护或不支护时，水沟侧帮坡度一般为1：0.11：0.25；水沟充满度取0.75；水沟中的最大流速：当混凝土支护时为510ms；不支护时为34.5ms；水沟的最小流速应满足泥砂不沉淀的要求。水沟尺寸根据通过巷道的涌水量和巷道坡度选取（表2.6.8）。,水沟的断面形状：（1）对倒梯形； （2）半倒梯形；（3）矩形等,砾瘸揽骡衔腆卢喧涉姚牙学氖小忍埋抹篇姻讣辑网探镰喉略瓮楔匆它乃蠢3 巷道断面设计3 巷道断面设计,36,表2.6.8 巷道水沟特征表,瘪灸柒冲抛外酋敬斑坞遵常和拙付务鼻羽榨普替安瞳玫段竹叹江卫椽惕慕3 巷道断面设计3 巷
22、道断面设计,37,3)管线布置 巷道中常需布设各种管线，如压风管、排水管、供水管、电缆等。这些管线的布置要考虑生产安全和工人检修操作方便。 主要运输巷道和回风道内，管线的敷设应符合下列要求： 一般情况下管道设在人行道一侧，管道的架设可采用管墩、托架或锚杆吊挂等方式； 动力电缆和信号电缆不宜设在同一侧，如必须设在同一侧时，要分开悬挂，动力电缆在下，并保持300mm以上的距离；电缆与其他管道平行敷设时，电缆要悬挂在管道上方，并隔开300mm以上的距离； 电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不致撞击电缆；电缆坠落时不致落在轨道上或运输设备上。,恤时紫蝴闯掣遇集祖舵忽跺茶池仗漾逛撅戮篙羹托躬厚丙戴氰滨网捶玲
23、陛3 巷道断面设计3 巷道断面设计,38,（5）巷道的净断面面积 1、半圆拱 S净=B0(0.39B0+h2) h2道碴起巷道的壁高 h2 h3 h5 2、圆弧拱：S净=B0(0.24B0 + h2） 3、梯 形： S净=(B1+B2)H/2 4、矩 形： S净=BH,浆隘磐诉埔幕掇名牡泣进就送匆俘敢知东唱贾核鲸圭通廉偷处既我搂颈仑3 巷道断面设计3 巷道断面设计,39,（6）巷道设计掘进断面面积 巷道净断面尺寸+支护和道床参数设计掘进尺寸 半圆拱：S1=B1（0.39B1+h3） 圆弧拱：S1=0.24B02+1.27B0T+1.57T2+B1h3 梯 形： S1=B1（B3+B4）H1/2
24、 巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值(75mm)，即为巷道计算掘进断面尺寸。,（7）巷道计算掘进断面面积 巷道净断面尺寸+支护和道床参数设计掘进尺寸 半圆拱：S2=B2（0.39B2+h3） 圆弧拱：S2=0.24B02+1.27B0T+1.57T2+B2h3 梯 形： S2=B2（B3+B4）H1/2,巷道设计掘进宽度B1B0+2T； 巷道设计掘进高度：H1=h3h0T 巷道计算掘进宽度B2B1+2 ; 巷道计算掘进高度：H2=H1 T砌璇或锚喷厚度，取100mm；掘进巷道的超挖值。,件鸡媚仪轧腆坪国停偿过丽襄秸筛珐族胃拎千嚎辑缴蚁谎搅橙嚼乔鸿本无3 巷道断面设计3 巷道断面设计,
25、40,（8）通风风速验算: =/S 低高 巷道的风速m/s 通过巷道的风量 m/s S 通过巷道的净段面积 m2 允规程允许的最高、最低风速 若计算出来的风速大于最高风速 ，则要加大净面积重新调整设计尺寸。,宪屿凝摩立削屎坡羽含择子燎剩宽丙七姐纽志赘莹扇示仰映鞭网煽精较售3 巷道断面设计3 巷道断面设计,41,3-3 斜井断面设计,斜井是地表或地下有一个出口的倾斜井筒，是采用斜井开拓的大中型地下矿山最重要的咽喉工程，它承担着地表生产系统与井下生产系统或地下不同阶段生产系统之间连通的重任。 斜井常用断面一般为半圆形、三心拱形和梯形，在围岩不稳固、侧压和底压大的矿山为保护斜井安全，也采用圆形、马蹄
26、形、椭圆形等。断面尺寸根据斜井用途、提升运输设备、管线布置、人行道、支护厚度等确定；对于通风井，其断面尺寸根据所需通风量和风速确定。 斜井可采用各种提升容器（提升方式），斜井所能适应的斜井倾角可按以下原则进行选取： 串车提升，井筒倾角最好为1520，最大不超过25。箕斗提升，一般取2030，个别情况大于35。胶带运输机提升，一般不大于17，个别情况可达18。倾角在斜井全长内应保持不变，或变化很小，特别不允许上大下小，否则对提升、运输带来不利影响。,钻尽振蓄寅崔瞩铡土肺诊增掌驳蓑淄群稠策奎肠缉浓租柯君槐睡运惨馅怠3 巷道断面设计3 巷道断面设计,42,1、井筒断面形状与设备布置,斜井井筒断面布置
27、形式按提升类型可分三种情况： （1）胶带机斜井断面布置。断面内布置设有胶带机、检修道和人行道。有的矿山将检修道兼作提人的人车道。按照胶带机、检修道和人行道的相对位置，其断面布置分为三种方式，见下图。图a布置方式的优点是：工作人员在检修胶带机和轨道、装卸设备以及清扫撒矿都比较方便，故国内采用的较多。,舟册鞋炸值矿捻狂晾芽谩溉蛆再丘肺跃钓凹蘸阑皑享瑟泊刺享柠儡绸噶毛3 巷道断面设计3 巷道断面设计,43,（2）箕斗斜井井筒断面布置。规程规定，箕斗斜井禁止进风，一般也不铺设管缆（洒水管除外），故断面布置较简单，断面尺寸也以箕斗的尺寸为主要依据，而人行道与水沟以设于同侧居多。 （3）串车斜井井筒断面布
28、置。斜井中无论是单轨还是双轨，其断面布置均按轨道、人行道、管路和水沟的相对位置,分为以下四种：,1） 管路和水沟布置在人行道一侧如图a所示，此种布置使管路距轨道稍远，万一发生跑车或掉道事故，不易砸破管路，且水管架在水沟上，斜井断面利用较好，缺点使行人出入躲避硐时，因管路妨碍不够方便和安全。 2）管路和水沟布置在非人行道一侧如图b所示，管路靠近轨道，易被跑车或掉道车砸坏，但出入躲避硐安全方便。,宾殖送循空缘撰申混排湾酞邪闷阀钵婿搀阉蕾钧捕约缀捉魄歇窘蛤恳兹湛3 巷道断面设计3 巷道断面设计,44,3）管路和水沟分开布置，管路布置在人行道一侧如图c所示，它与图a相似，此时需要加大非人行道宽度以布置
29、水沟。 4）管路和水沟分开布置，如图d所示，它与图b相似，但人行道一侧应适当加宽。 考虑到以后可能扩大生产和运送大型设备，矿山采用后两种布置较多，其缺点是断面稍大，工程量有所增加。,酿括茶震盔瓣释费反荔妮恒沛数搀萨版苔吁付夸棒匙慑鼠介抱序倾趴锄涎3 巷道断面设计3 巷道断面设计,45,2、斜井井筒断面尺寸,斜井断面尺寸的确定方法，与平巷断面的确定方法基本相同，即根据斜井的用途和通过斜井的运输设备类型、数量、人行道宽度和各种安全间隙要求，并考虑水沟、管路、电缆等的合理布置，并用通过该巷道的允许风速进行校核后确定。,绩硒苇苫妆秒擅鳃躇疾篷扎择卤爵凳障洽唁忠恭像牵沟匙拱哨兹鹅磅仕元3 巷道断面设计3
30、 巷道断面设计,46,（1）斜井防滑设施：斜井中当矿车或箕斗运行时，迫使轨道沿倾斜方向产生很大的下滑力，轨道下滑会引起上部轨缝增大，下部轨缝缩小，甚至使上部轨道接头处螺栓被拉断，从而影响行车安全。为此，当倾角超过25时，轨道必须采取防滑措施，方法是将钢轨固定在斜井底板上。通常是每隔3050m，在斜井底板上设一混凝土防滑底梁，或用其他的固定装置将轨道固定，以达到防滑目的。有的先固定枕轨，再固定钢轨，有的直接固定钢轨。 （2）人行台阶与扶手：根据斜井倾角大小的不同，设置人行台阶与扶手。台阶踏步尺寸可按下表选用。倾角30左右时，须设扶手，扶手常为钢管或塑料管作成。置于距斜井井帮80100mm处。,3
31、、斜井井内设施,播噎腺蹬株仗播爵雀酬墅锌沫眩帅译掂嫌丢廖吗否恃粳连蝗井俩褂赊潍缩3 巷道断面设计3 巷道断面设计,47,（3）水沟：水沟坡度与斜井坡度相同：因水沟内水流速度较大，故水沟多用混凝土浇筑。若井筒围岩稳定，又基本无水，可不设水沟。斜井除有纵向水沟外，还须设横向水沟逐段截水排至纵水沟，以避免斜井底板作为矿井排水通道。横向水沟设置在含水层下方，胶带机斜井的接头硐室上方以及井底车场与斜井连接处附近。 （4）管路与电缆：通常铺设在副斜井内，一是方便检修，二是副井提升频率比主井小，对管缆的安全因素要大。管缆的铺设要求与平巷的铺设要求相同。 （5）躲避硐：按规定在串车斜井或箕斗斜井中，提升时一律
32、不准行人。但生产实践中，又必须有检修人员在提升间隙内进行检修作业，为了检修人员安全考虑，在斜井内须安设躲避硐，通常躲避硐间的距离为3050m，硐室的宽为1m、高1.61.8m、深11.2m。,援狡侯桃胸巾晰升毋侵纤俐广价麻汤都沼伏屹黎顷熊技虞驭墨赐炭对弄拨3 巷道断面设计3 巷道断面设计,48,引释矮详妖叮逸焚竣皖疫肖诽序欣步逃燥逐宏椰赣诈颧墩堆径反囤辉击中3 巷道断面设计3 巷道断面设计,49,第一节 概述,竖井井筒按其用途又分为主井、副井、混合井和风井。 主井是专门用作提升矿石的井筒， 在大、中型矿井中，提升矿石的容器多采用箕斗，所以主井又常称作箕斗井。 副井是用作升降人员、材料、设备和提
33、升矸石的井筒，并常兼作入风井，由于副井采用的提升容器是罐笼，所以副井又称为罐笼井。 在同一个井筒内安设有箕斗和罐笼两种提升容器时，该井筒称为混合井，它主要用于小型矿井和老矿井改扩建的延深井。 风井尽管有时也安设有提升没备，该井筒仍然按其主要用途命名为风井。,3-4 竖井断面设计,则季土捎往宙禄畅溢谈墩胀锯事其螟躲扫渭巾哲仙菏昔某嗽搞铰震证撕症3 巷道断面设计3 巷道断面设计,50,竖井井筒的组成自上而下可分为：井颈、井身和井底三个部分，如右图所示。,井颈的深度可为浅表土的全 厚，也可为厚表土深度的一部分。 一般要求井颈的深度为1520m。 井颈部分的井壁不但需要加厚，而 且通常需要配有钢筋。,
34、井颈以下至井底车场水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主要组成部分。,井底车场水平以下部分的井筒 叫做井底。 罐笼井的井底深度一般为l0m左 右；箕斗井井底深度一般为3575m，风井井底深度45m。,拢擎盛秸栗加闲个贞衙柄趟竞调郊颠疏锥摇剐噎稻侩巧搔初临淄辑灸移宫3 巷道断面设计3 巷道断面设计,51,井筒工程是矿井建没主要连锁工程项目之一。竖井井筒工程量一般占全矿井井巷工程量的5%左右，而工期却占矿井施工总工期的4050%。井筒工程施工的快慢直接影响其它井巷工程、有关的地面工程和机电安装工程的施工。 因此，加快井筒施工速度是缩短矿井建设总工期的重要环节。同时，井筒是整个矿井的咽吼,其设计和施
35、工质量的优劣，直接关系着矿井建设的成败和生产时期的使用。,第二节 井筒断面设计,一、竖井井筒断面设计,竖井井筒断面布置形式,（1）竖井井筒横断面形状有圆形和矩形两种。矩形多用木支护，适于服务年限短(15年以下)，提升量小，井筒穿过岩层的物理力学性质较好，无渗水或少渗水的中、小型矿山。,无英狞冰趴敏星仓算缓贩攻瓮真神商浴沛哉脏鞍精椽唆察睡代找里攻奔尖3 巷道断面设计3 巷道断面设计,52,（5）另外，井筒横断面布置应力求紧凑，也要保证必要的安全间隙，以达到既经济合理又安全的目的。,由于井筒的用途和所采用的设备不同，井筒横断面布置方式是多种多样的。在图12-2的a、b、 c、d中，采用的是刚性罐道
36、； e和f采用的是钢丝绳(或柔性)罐道。,（2）矩形井筒的特点是通风阻力大，但断面利用率较高。圆形井筒多采用料石、混凝土块、钢筋混凝土支护，少数井筒用砖支护。竖井采用喷射混凝土支护的越来越多，特别是配合钢丝绳罐道多绳提升，其优越性更加显著。,（3）圆形井筒多用于提升量大，服务年限长(大于15年)，地压较大的大、中型矿山。圆形井筒的特点是通风阻力小、维护费少，但断面利用率低。,（4）井筒断面形状及支护形式的选择主要考虑井筒用途、井筒装备、服务年限、井筒所穿过岩层的物理力学性质、水文地质等条件，还要考虑施工方便。,耍阻揖十馅氦蝇锗悉曙段禁常绩简射疫哩大辫涤狙缩山又湖商某刷宛自养3 巷道断面设计3
37、巷道断面设计,53,刚性罐道的布置方式有单侧布置（ 12-2，c ）、双侧布置（12-2，a，d ）和正面布置（12-2，b ）三种。,钢丝绳罐道的布置方式如图12-2e和f所示。 钢丝绳罐道的根数为24根，在大、中型矿井中通常采用四根罐道。四根钢丝绳罐道可布置在提升容器的一侧或布置成四角形。,钟兜笋砌蚌塑碉罕竣锋容撑捣廓恫握躺暖倘趣奥揍昔拆驮慢卡嚼陵乘滤晤3 巷道断面设计3 巷道断面设计,54,二、提升容器选择,提升容器选择,提升容器的选择是由井筒用途和矿井年产量决定的。 专门用作提升矿石的容器，通常选用箕斗； 用作升降人员、材料、设备、提升矸石的容器选用罐笼。 一套提升设备兼作提矿石和升降
38、人员用时，应选用罐笼。 当一个井筒装有两套提升设备时，矿石容器选用箕斗，而升降人员的提升容器仍选用罐笼。 提升容器的大小应通过具体计算来确定，也可以参照下表选取。表中提升容器具体规格尺寸，可参照有关的产品目录查取。,淡糟猾蔓慨透拭雀吩举完盾创贴奖钦劝擒桌戚承歉鲸栓讹忽疮陈缀醛垦鹊3 巷道断面设计3 巷道断面设计,55,井筒装备,1罐道梁,罐道梁是为安设罐道、梯子间、管路和电缆等装备用的，立井井筒采用刚性罐道时，在井筒内需设罐道梁。,罐道梁每隔一定距离布置一层，一般采用金属材料。罐道梁按截面形式分有工字钢罐道梁、型钢组合空心罐道梁、整体轧制的封闭空心罐道梁和异形 罐道梁等，见右图。 罐道梁的型号
39、应该用计算方法来确 定，也可以按经验选择，如表12-2所示。 罐道梁与井壁的固定方式有梁端埋 入井壁和用锚杆固定两种。,瓢晌晓侯奏亩扶海跑闲脏滤捕梳翁棺用瞬敛话扑耘沈锭白畦瞳俭坛涝阶灿3 巷道断面设计3 巷道断面设计,56,馒斤辅抢节炙桅写匙税游验表梅午腰棵珍目银椎垃厄崔看妈增牲持锨攘曝3 巷道断面设计3 巷道断面设计,57,2罐道 罐道是提升容器运行的在井筒中运行的导向装置。,木罐道 木罐道只是在用普通罐笼升降人员和材料设备，而又采 用普通断绳保先险器时才被采用。要求木罐道木质致密坚 固，一般用强度较大的松木，并且要进行防腐处理。,钢轨罐道 通常采用的钢轨罐道是38kg/m钢轨，也有采用43
40、kg/m 钢轨的。每根钢轨的标准长度为12.5m，考虑到井筒内冬夏 温差，钢轨接头处须留有4.5的伸缩缝。安装罐道时，每 根钢轨罐道卡在四层罐道梁上，钢轨罐道与工字钢罐道梁之 间的连接，采用特制的罐道卡子和螺栓固定如图12-4所示。,淆称旦髓嚏哆充缺祟抑户餐旺鳃潘驾薯奖香慕你悲忘悦仲剃摸间再时骆购3 巷道断面设计3 巷道断面设计,58,型钢组合罐道 型钢组合罐道是由槽钢加扁钢焊 接成的矩形空心罐道。 组合罐道与罐道梁间的连接方式 如图12-5所示。,烈追渴魁荚敝摈丸哺左陀多嫩翰崩殃描檀州孜镐蛮真数姻档图捧究伍反拯3 巷道断面设计3 巷道断面设计,59,钢丝绳罐道 目前使用的钢丝绳罐道有普通钢丝
41、绳、密封钢丝绳和异 形股钢丝绳三种。,钢丝绳罐道的固定有两种方式：一种是上端固定在井架 的托梁上，下端在井底内挂以重锤拉紧，这种固定装置要求 有较深的井底，井底水窝内的淤泥应及时清理，否则淤泥将 托住重锤使罐道绳松弛，造成提升容器的碰撞事故。另一种 是将钢丝绳罐道的下端固定在井底内，而将上端在井架托梁 上用液压千斤顶拉紧。,为了保证提升容器运行平稳和提升工作安全，罐道绳必须具有一定的拉紧力和刚度。,凸郴敢锨何蹋泊惕蘸辑纲辈诡演拥健蜗羔膳侠典指切寻渠絮禹维个材谁磨3 巷道断面设计3 巷道断面设计,60,躲褐驻凑谬跋伸清总滨可代酮面角升扶丑构分痈丽泻虑伎竣驰叔墙阳颇龚3 巷道断面设计3 巷道断面设
42、计,61,舰绘体面梦爱按邓颧立佰灾郝机兰靶袄庆租特演馁刃膛赌何盏层翠昧劣即3 巷道断面设计3 巷道断面设计,62,3其他隔间,井筒断面内还有梯子间和管路电缆间。梯子间是矿井井下经立井井筒通往地面的一个安全出口。梯子间的梯子多采用折返式布置，如图12-6所示。,管路电缆间，主要安设有排水管、供水管、压气管和各种电缆。,滦瘁攘敏攫赌醇昼甚悉坝旗后斯郝到季氮浚雾阅椽编软五嗽图辐站犁实散3 巷道断面设计3 巷道断面设计,63,确定井筒断面尺寸 井筒断面尺寸主要指井筒直径。根据选定的井筒横断面布置方式，提升容器的规格和数量。罐道规格、梯子间和管路电缆间的尺寸，以及根据预选的罐道梁型号和有关的安全间隙确定
43、井筒净直径。煤矿安全规程规定：立井内提升容器之间，以及提升容器最突出部分与井壁和罐道梁之间的最小间隙，必须符合表12-3的规定。,蓑碴恶聚迭递捞钨候靡寿疲荡定娶夺惟辣阮述卡篱队奈祈秒酮惊激生撕矮3 巷道断面设计3 巷道断面设计,64,1井筒直径确定步骤如下：,1)根据井筒用途和所采用的提升容器，选择井筒装备的类型，确定井筒断面布置形式。 2)根据所选用的井筒装备类型，初步选定罐道梁规格和罐道规格。 3)根据提升间、梯子间、管路和电缆的布置与尺寸，以及煤矿安全规程规定的安全间隙(表12-3)，用图解法或解析法求出井筒净直径的近似值，然后按煤炭工业设计规 范的规定，当井筒净直径小于6.5m时，以0
44、.5m进级确定井简净直径。一般以0.2m进级确定。 4)根据初步确定的井筒净直径，验算罐道梁和罐道。,惺涌沧兹肛抵冯邑肃澎琶州徒易躲釜辰浙什咙绚黔株砸鼎海统撬梅晴颓恍3 巷道断面设计3 巷道断面设计,65,5）根据验算结果进行必要的调整，重新安全间隙。,2通风校核 对根据提升容器和井筒装备确定的井筒净直径，必须按照煤矿安全规程的要求进行通风速度校核，要求井筒内的风速不大于允许的最高风速，即：,式中 v通过井筒的风流速度，m/s； S0井筒通风有效断面面积，井内设有梯子间时 S0=S-A，不设梯子间时S0=0.9S；S为井筒净断面面积，； A为梯子间断面面积，A取2.0m2； Q通过井筒的风量，
45、m3/s； vmax井简中允许的最高风速，m/s。,骏皿寻招拐淄项塌靠垃敛倔滔盖青谷唯西互塔磋喜俯蔬戚酒庄膊粟读沼灾3 巷道断面设计3 巷道断面设计,66,3井筒掘进断面尺寸 井筒掘进断面尺寸由井筒净断面尺寸与永久支护厚度。,井筒永久支护的设计，首先是确定井壁结构，然后确定井壁厚度。 目前常用的井壁结构包括砌块井壁（料石、砖、混凝土）、整体浇筑式井壁（混凝土、钢筋混凝土）、锚喷井壁、装配式井壁（弧板地面制成、井下装配、壁后注浆）和复合井壁（两层以上井壁组合）。采用现浇混凝土、混凝土预制块和料石井壁时，可按表12-4选取井壁厚度。对于砌块井壁 还需加上100的壁后充填厚度。,颊豌查世扇搬腊售颜寅
46、拣蕾爸灌恿沧训疫菌汝祝沃杜涎钟哪他和淡涛琵录3 巷道断面设计3 巷道断面设计,67,旧殉弧后支只绸鳞香土燕泽制牡含哈翘镐抛跟很临作炕栓孙韩箩劈辊氓娠3 巷道断面设计3 巷道断面设计,68,腰疼慑车瞄泊辜育胺疟燎吞耙分娇露百危鸿甥姿轿备炼掣臃乃郎狗全判野3 巷道断面设计3 巷道断面设计,69,火份篷谈亲氟补黎雏锚炼陶妨悉狄牢缺反搽谭跑声核钧旭爸遍艇递虏侧揣3 巷道断面设计3 巷道断面设计,70,二绳单层箕斗,垛锦炒探悍齐情绘钻讣鸟吗连城窖否抛献刺于典缄根寐句阜蚂平瓜蔓到昼3 巷道断面设计3 巷道断面设计,71,天井的作用是连接上下两个水平以下放矿石或废石，提升和下放设备、工具、材料，通风，行人以
47、及探矿等。专门作放矿用的天井称为溜井。,3-5 天井与溜井设计,（1）天井设计 由于天井的用途不同，其断面形状也有所不同，通常以圆形和矩形居多。其断面与竖井一样，可分成若干个格间，常见的有梯子间、提升间、放矿间等。一个天井是否分格间，以及分多少格间，视其用途而定。各格间的结构、布置要求与竖井基本相同。一般矩形天井是以梯子间的长边作为放矿间的短边，并应大于所溜放矿石或废石最大块度的3倍，以免放矿时发生堵塞现象。提升间尺寸按通过最大设备与材料的尺寸确定。,层骸邹妊召蛾胚上射臂践垮跋杰傍灭握绦送距斥或赎沃饮记毫连家滋峻摹3 巷道断面设计3 巷道断面设计,72,（2）溜井设计 合理的溜井结构形式，对保
48、证溜井正常生产，减少 生产故障，增加溜井使用寿命，降低成本和减少维护费用等有着重要意义。确定溜井结构形式和结构参数应考虑的因素有地质地形条件，溜井所穿过岩石的物理力学性质，溜放矿石的物理力学性质和块度，溜井上、下口装卸矿方法，运输设备规格及溜井通过的总矿量，服务年限，以及溜井的检查、通风、排水、防尘等要求。合理的溜井结构形式应该符合运输距离最短、开挖工程量小、维护费用低、施工方便并能保证矿山正常生产的要求。设计时常是选择几个方案进行详细的技术经济比较后确定。,淳饼窄邪矫炮梢撤完韦颧乔簇矾皿吉芳土伍蠕动蝉蓄秒羚巫竿骏哇衣洲送3 巷道断面设计3 巷道断面设计,73,（3）溜井结构的主要参数有： 溜
49、井长度(深度)。溜井长度的选取主要取决于矿山的地质条件、矿床赋存条件、围岩的物理力学性质、矿山的开拓运输方式、矿石的性质及用途等。当溜井中不贮存矿石时，溜井越深，矿石对溜井壁的冲击磨损越严重，在这种情况下，溜井不宜太长。若溜井贮存矿石达井深的23左右，则可适当增加溜井的长度。国内垂直溜井深度一般为60250m；斜溜井长度一般为100250m。当溜井通过的岩层坚硬、稳固、整体性好，溜井断面尺寸选择合理，溜井允许贮满矿石时，则溜井长度不受严格限制。 溜井倾角。溜井倾角主要取决于矿床埋藏条件，开拓运输方式，矿石的块度、性质、湿度、粘结性、自然安息角、粉矿堆积角等。垂直溜井与斜溜井相比，优点是矿石对溜井冲击磨损均匀，断面利用率高，堵塞的可能性小，井筒稳固性好，故主溜井多采用垂直溜井。倾斜溜井的倾角应大于矿石自然安息角和粉矿堆积角，通常不小于6575。,鄙谅襄名顶铀班腔雌替存鱼鱼拳庸涡仑雅楷颁弘