1、主讲人：任高峰主讲人：任高峰12023-1-31井巷与隧道工程2 巷道断面设计巷道断面设计 3.1 巷道断面形状巷道断面形状 3.2 平巷断面尺寸设计平巷断面尺寸设计 3.3 斜井断面设计斜井断面设计 3.4 竖井断面设计竖井断面设计 3.5 天井与溜井设计天井与溜井设计 3.6 马头门设计马头门设计2023-1-31井巷与隧道工程3 3.1 巷道断面形状巷道断面形状3.1.1 3.1.1 概述概述 1 1）巷道断面设计的重要意义）巷道断面设计的重要意义 巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状和确定尺寸大小，巷道断面设计，主要是选择巷道断面形状和确定尺寸大小，它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。
2、设计出的巷道断面直接它是矿山井巷工程设计的一项主要内容。设计出的巷道断面直接作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程概预算的依据。因作为井下巷道施工的依据，也是进行井巷工程概预算的依据。因此，巷道断面设计合理与否，直接影响矿山生产的安全和经济效此，巷道断面设计合理与否，直接影响矿山生产的安全和经济效益。益。2 2）断面设计的基本原则）断面设计的基本原则 在满足安全和使用要求的条件下，力求提高断面利用率，缩在满足安全和使用要求的条件下，力求提高断面利用率，缩小断面，降低造价，便于快速施工。小断面，降低造价，便于快速施工。3 3）断面设计的内容和步骤）断面设计的内容和步骤2023-1-31井巷与隧
3、道工程4 3.1.2 3.1.2 巷道断面形状选择巷道断面形状选择 1 1）巷道断面形状的类型（）巷道断面形状的类型（图图1 1）折边形：矩形、梯形、不规则形折边形：矩形、梯形、不规则形 曲边形：三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形曲边形：三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形 封闭拱形、椭圆形、圆形封闭拱形、椭圆形、圆形 2 2）各种形状断面的适用性讨论）各种形状断面的适用性讨论 3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程5 矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道。压都小，服务年限短的巷道。3.1 巷道断面形状
4、巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程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。不大的巷道。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程7 沿矿体走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，根据矿体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状。赋存情况，将巷道开成各种不规则形状。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程8 拱形断面则常用于服务年限长（
5、如一、二十年或更长）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。或围岩不稳定、地压较大的巷道。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程9四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆形；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。四周压力均匀时，可采用圆形。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程10 在松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都在松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用曲墙拱形（把墙也作成曲线形）；底鼓严重很大时，可采用曲墙拱形（把墙也作成曲线形）；底鼓严重
6、时，可用带底拱的封闭拱形；时，可用带底拱的封闭拱形；3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程11 木材、金属能抗压、抗弯；石材的抗压强度大，抗弯性能很木材、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。断面则常用于砖石、混凝土砌碹或金属拱形支架的巷道。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程12 木棚子可具有较大的可缩性；金属棚子虽可缩性差，但木棚子可具有较大的可缩性；金属棚子虽可缩性差，但
7、可多次回收复用；而石材支架很难具有可缩性。可多次回收复用；而石材支架很难具有可缩性。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程13 受采动影响大的受采动影响大的回采巷道回采巷道、准备巷道、常采用、准备巷道、常采用梯形梯形；不受；不受或受采动影响很小的或受采动影响很小的开拓巷道开拓巷道、准备巷道，常采用、准备巷道，常采用拱形拱形。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。拱形。3.1 巷道断面形状巷道断面形状2023-1-31井巷与隧道工程142023-1-31井巷与隧道工程15常用巷道断面及其适用条件 202
8、3-1-31井巷与隧道工程163.1.3 断面形状选择考虑因素断面形状选择考虑因素 一般情况下，一般情况下，作用在巷道上的地压的大小和方向作用在巷道上的地压的大小和方向，在选，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，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压时，可采用封闭曲线形断面圆形、马蹄形或椭圆圆形、马蹄形或椭圆形等封闭式断面，它们的结构稳定，能承受多
9、向压力。形等封闭式断面，它们的结构稳定，能承受多向压力。巷道的巷道的用途和服务年限用途和服务年限也是考虑选择断面形状不可缺少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。形或折线型断面的较多。2023-1-31井巷与隧道工程17 支护材料和矿区习惯的支护方式支护材料和矿区习惯的支护方式也是影响断面形状选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、择的一个因素。梯形或矩形断面巷道一
10、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支架材料。为克服矩形断面承受侧压钢或废钢轨作为支架材料。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
11、采用料石、砌断面。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、用锚网喷支护、U U形钢支护。形钢支护。3.1.3 断面形状选择考虑因素断面形状选择考虑因素2023-1-31井巷与隧道工程18 掘进方法和掘进设备掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一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，法占主导地位，它能适应任何形状的断面。近年来，由于锚喷支护广泛应用，为了简化
12、设计和有利于施工，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。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。重的缺点。在需要通风量很大的矿井中，在需要通风量很大的矿井中，选择通风阻力小的断面选择通风阻力小的断面形状和支护方式形状和支护方式，既有利于安全生产又具有明显经济，既有利于安全生产又具有明显经济效益。效益。3.1.3 断面形状选择考虑因素断面形
13、状选择考虑因素2023-1-31井巷与隧道工程19 3.2 平巷断面尺寸设计平巷断面尺寸设计 3.2.1 3.2.1 主要尺寸主要尺寸 a a）巷道的净高度（）巷道的净高度（H H0 0）;b b）巷道的净宽度（）巷道的净宽度（0 0）;c c）巷道的净断面积（）巷道的净断面积（S S）。）。3.2.2 3.2.2 考虑的主要因素：考虑的主要因素：a a）巷道的用途）巷道的用途 b b）存放或通过的机械，器材或运输设备的数量与规）存放或通过的机械，器材或运输设备的数量与规格格 c c）人行道宽度与各种安全间隙）人行道宽度与各种安全间隙 d d）通过巷道的风速）通过巷道的风速2023-1-31井
14、巷与隧道工程20 3.2.3 3.2.3 尺寸确定的步骤：尺寸确定的步骤：a a）根据规程、规范和设计因素确定净断面积尺寸。）根据规程、规范和设计因素确定净断面积尺寸。（详见详见3.2.43.2.4）b b）进行通风风速验算）进行通风风速验算c c）根据支架参数、道床参数、计算出巷道的设计断面）根据支架参数、道床参数、计算出巷道的设计断面 尺寸。尺寸。d d）并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的掘进断面）并按允许加大值（超挖值）计算出巷道的掘进断面 尺寸尺寸e e）绘图、计算工程量和材料消耗表。）绘图、计算工程量和材料消耗表。3.2 平巷断面尺寸设计平巷断面尺寸设计h5h6S0B0FS0h3H
15、0H1b1bmbb2h03.2.4 平巷断面设计平巷断面设计b b运输设备的宽度运输设备的宽度b b1 1运输设备到支架的间隙运输设备到支架的间隙b b2 2人行道宽度人行道宽度m m两对开列车最突出部分间隙两对开列车最突出部分间隙F F双轨运输线路中心线间距双轨运输线路中心线间距轨距轨距拱高拱高h h0 0墙高墙高h h3 3巷巷道道净净高高度度H H0 0巷道净宽度巷道净宽度B B0 0道砟高度道砟高度h h5 5巷道巷道底板底板到轨到轨面高面高度度h h6 6212023-1-31井巷与隧道工程22 梯形巷道净宽，无运输设备的巷道指巷道净高的梯形巷道净宽，无运输设备的巷道指巷道净高的1
16、12 2处；有运输设处；有运输设备的巷道，指从巷道道渣面起备的巷道，指从巷道道渣面起1.6m1.6m的高度内设备外形轮廓的最大尺寸处的高度内设备外形轮廓的最大尺寸处的宽度。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1-31-3。（1 1）巷道净宽度）巷道净宽度B B0 0的确定的确定 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。算双轨运输巷道净宽度。B B0 02b+b2b+b1 1+b+b2 2+m +m （3.13.1）或或B B0
17、 0b+bb+b1 1+b+b2 2+F +F （3.23.2）式中：式中：b b运输设备的宽度；运输设备的宽度；b b1 1运输设备到支架的间隙，从表运输设备到支架的间隙，从表3 3选选取；取；b b2 2人行道宽度；人行道宽度；m m两对开列车最突出部分间隙；两对开列车最突出部分间隙；F F双轨运双轨运输线路中心线间距，在采区装载点和矿车摘挂钩地点应满足输线路中心线间距，在采区装载点和矿车摘挂钩地点应满足m700mmm700mm，在任何情况下均应满足，在任何情况下均应满足m300mmm300mm。车车 辆辆 类类 型型轨距轨距()外外 形形 尺尺 寸寸宽度宽度()高度高度()长度长度()7
18、t7t或或8t8t架线电机车架线电机车(或或8t8t蓄电池机车蓄电池机车)60060010601060155015504500450010t10t架线或架线或8t8t蓄电池机车蓄电池机车9009001360136015501550450045000.5t0.5t矿车矿车60060075075011001100150015001t 1t 矿车矿车6006008808801150115020002000YGC1.2YGC1.2（6 6）（）（7 7）7627621050105012001200 3t3t矿车矿车900900132013201300130034503450平巷用人车平巷用人车6006
19、00102010201450145043004300无轨胶无轨胶轮车轮车（牽引（牽引車）車）（英国（英国913BUS）200220021880188087638763（美国（美国LS5S14X）260026001220122087008700（澳 大 利 亚（澳 大 利 亚MPVMK11）236023601350135071007100表表1 1 我国电机车与矿车车辆尺寸我国电机车与矿车车辆尺寸 23人推车人推车无轨运输无轨运输电机车电机车人车停车人车停车处巷道两处巷道两侧侧矿车摘挂矿车摘挂钩处巷道钩处巷道两侧两侧14t14t14t14t8008008008008008008008001000
20、100010001000表表2 2 人行道宽度人行道宽度 表表3 3 运输设备到支架的间隙运输设备到支架的间隙 支支 架架 材材 料料砖、石、混砖、石、混凝土及钢筋凝土及钢筋混凝土砌碹混凝土砌碹不支护、木不支护、木支护、及喷支护、及喷锚支护锚支护运输设运输设备备固定式矿车及小于固定式矿车及小于3.5m3.5m3 3的侧卸式矿车的侧卸式矿车300300300300大于或等于大于或等于3.5m3.5m3 3的侧卸式的侧卸式(底卸式底卸式)矿车矿车300300300300350350无轨胶轮车无轨胶轮车300300300300242023-1-31井巷与隧道工程25 运输平巷内一般均应设置人行道，并
21、保证行人安全与方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便；双轨运输线路之间及溜矿口(或卸矿口或卸矿口)一侧禁止设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设管路(架高敷设除外架高敷设除外)时，要相应增加人行道宽度。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在标准巷道设计中，电机车运输时一般轨距为600mm600mm，两，两轨道中心线间距轨道中心线间距F F为为1300mm1300mm；对于采用；对于采用900mm900mm轨距的双轨轨距的双轨巷道，轨道中心线间距巷
22、道，轨道中心线间距F F应为应为1600mm1600mm。确定巷道断面尺寸。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。运输设备的最大宽度验算两线路中心距能否满足要求。（1 1）巷道净宽度）巷道净宽度B B0 0的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程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
23、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。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，其内侧加宽值取采用电机车运输的曲线巷道，其内侧加宽值取100mm100mm，外侧加宽，外侧加宽值和线路中心距加宽值各取值和线路中心距加宽值各取200mm200mm。决定巷道宽度虽有上述一些。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规定，但在设计时还要作具体分析。计算出的平巷净宽度B B0 0，向，向上化为以上化为以50mm50mm为进位的整数。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，其加宽长度当曲线段加宽
24、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及曲线段加宽值见表4 4。运输方式内侧加宽外侧加宽线路中心距加宽直线加宽长度电机车10020020030005000人推车5010010015003500表表4 4 曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（曲线巷道加宽值及直线段加宽长度（mmmm）（1 1）巷道净宽度）巷道净宽度B B0 0的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程27有关巷道巷道高度的具体选择如下：有关巷道巷道高度的具体选择如下：梯形断面巷道梯形断面巷道 （2 2）巷道净高度）巷道净高度H H0 0的确定的确定 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）的巷
25、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巷道和主要通风巷道的净高不得低于2m2m；采区；采区(采场采场)内的通风巷道、内的通风巷道、出矿巷道等净高不得低于出矿巷道等净高不得低于1.8m1.8m；采用木支架和钢筋混凝土预制支架的；采用木支架和钢筋混凝土预制支架的巷道应考虑巷道应考虑100mm100mm的沉降值。的沉降值。架线电机车运输时，轨面至棚梁的高度可取架线电机车运输时，轨面至棚梁的高度可取2200mm2200mm或或2400m
26、m2400mm，架线，架线高则分别为高则分别为2000mm2000mm或或2200mm2200mm（即电机车架弓线和巷道顶或棚梁之间的距即电机车架弓线和巷道顶或棚梁之间的距离不得小于离不得小于200mm200mm）；蓄电池电机车运输应不小于）；蓄电池电机车运输应不小于1900m1900m；一般轨道上、；一般轨道上、下山及木棚支护的轨道巷可取下山及木棚支护的轨道巷可取1800mm1800mm。不设轨道的采区巷道，底板至棚。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1800mm1800mm。梯。梯形巷道的棚腿
27、与水平面的倾角一般为形巷道的棚腿与水平面的倾角一般为8080-82-822023-1-31井巷与隧道工程28 拱形断面巷道拱形断面巷道 如如图图2 2，巷道底板到轨面高度，巷道底板到轨面高度h h6 6和道砟高度和道砟高度h h5 5应与轨道类应与轨道类型相适应，巷道轨型选择见型相适应，巷道轨型选择见表表5 5，h h6 6和和h h5 5的选择见的选择见表表6 6。巷道底板到拱基线高巷道底板到拱基线高h h3 3是根据电机车架线高度、行人和管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，要求道架设等高度的要求计算确定。当用架线电机车时，要求h h3 3满满足导电
28、弓顶端两切线交点与拱壁间距足导电弓顶端两切线交点与拱壁间距不小于不小于200mm200mm；当用蓄电；当用蓄电池电机车或其他方式运输时，池电机车或其他方式运输时，h h3 3应保证人行道在应保证人行道在高度高度1800mm1800mm的的范围有不小于范围有不小于600mm600mm的宽度为原则。在架线电机车运输的巷道的宽度为原则。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顶部安装管路，则要求导电弓距管子的距离不得小于不得小于300mm300mm，管子下边能满足管子下边能满足1800mm1800mm高度的人行道。高度的人行道。（2 2）巷道净高度）巷道净高度H H0 0的确定的
29、确定2023-1-31井巷与隧道工程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，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h h0 0=(0.35=(0.350.4)B0.4)B0 0是合理的拱高范围。所以巷道圆弧拱和三心拱形断面多取是合理的拱高范围。所以巷道圆弧拱和三心拱形断面多取B B0 03
30、3，巷道围，巷道围岩较稳固时可取岩较稳固时可取B B0 04 4甚至甚至B B0 05 5。而半圆拱拱高及拱半径均为巷道净宽之半，。而半圆拱拱高及拱半径均为巷道净宽之半，B B0 02 2。巷道净高度巷道净高度H H0 0的计算式为：的计算式为：H H0 0h h3 3h h0 0-h-h5 5 (2.6.3)(2.6.3)式中：式中：h h3 3拱形巷道墙高；拱形巷道墙高；h h0 0拱形巷道拱高；拱形巷道拱高；h h5 5道砟厚度。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10mm10mm的倍数的倍数向上取整。
31、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）。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，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。经比较后确定选用其中的最大值。（2 2）巷道净高度）巷道净高度H H0 0的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程30 1 1）按架线式电机车导电弓子顶端与巷道拱壁之间的最小）按架线式电机车导电弓子顶端与巷道拱壁之间的最小安
32、全距离安全距离n n计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高h h3 3：22613)(R）（半ZKnhHh202226132/R)(R）（）（圆BZKnhHh（3 3）拱形巷道墙高）拱形巷道墙高h h3 3的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程312 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）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，距离墙壁成人身高，此时墙高应保证行人避车靠壁站时，距离墙壁100mm100mm处的巷道有效净高不小于处的巷道有效净高不小于1800mm1800mm。此时，计算半圆拱与圆弧拱
33、。此时，计算半圆拱与圆弧拱巷道墙高巷道墙高h h3 3：501.141800100R180052253RhRhh）（半0202531002/R1800hBRhh）（圆（3 3）拱形巷道墙高）拱形巷道墙高h h3 3的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程32 3 3）按巷道内管路安装要求确定墙高。若架线式电机车运输）按巷道内管路安装要求确定墙高。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得小于300mm300mm，管路下边有，管路下边有1800mm1800mm高度的人行道。高度的人行道。从上述三方面的墙高中，取
34、其最大值定为设计的墙高。从上述三方面的墙高中，取其最大值定为设计的墙高。（3 3）拱形巷道墙高）拱形巷道墙高h h3 3的确定的确定2023-1-31井巷与隧道工程331 1）轨道布置）轨道布置 巷道轨道由钢轨、轨枕和道砟三部分组成。不同巷道应从表巷道轨道由钢轨、轨枕和道砟三部分组成。不同巷道应从表5 5选择不同型号的钢轨，轨枕、道砟应与轨道类型相适应（表选择不同型号的钢轨，轨枕、道砟应与轨道类型相适应（表6 6）。）。轨道示意图轨道示意图 l l钢轨；钢轨；2 2垫板；垫板；3 3轨枕；轨枕；4 4道砟道砟 （4 4）轨道、水沟和管线布置）轨道、水沟和管线布置2023-1-31井巷与隧道工程
35、34 井下窄轨线路的木轨枕规格通常有长井下窄轨线路的木轨枕规格通常有长1200mm1200mm和上宽和上宽下宽下宽高为高为120120150150120mm120mm和长和长1200mm1200mm，上、下宽与高度为，上、下宽与高度为130130160160140mm140mm两两种，分别用于种，分别用于151518kg18kgm m或或24kg24kgm m的钢轨，轨距为的钢轨，轨距为600mm600mm或或900mm900mm。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筋混凝土轨枕的规格见表
36、7 7。名名 称称规规 格格 (mm)长长 度度全全 高高宽宽 度度上上 宽宽下下 宽宽600600轨距钢筋混凝土轨枕轨距钢筋混凝土轨枕900900轨距钢筋混凝土轨枕轨距钢筋混凝土轨枕1200120015001500120120130130120120120120150150160160表表7 7 常用钢筋混凝土轨枕规格常用钢筋混凝土轨枕规格 （4 4）轨道、水沟和管线布置）轨道、水沟和管线布置2023-1-31井巷与隧道工程35 2 2）水沟布置）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，其坡度与巷道坡度相同，为
37、巷道坡度相同，为3 3-5-5；水沟应加盖板，常采用钢筋混凝土预制板作；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盖板；当混凝土支护或不支护时，水沟侧帮坡度一般为1 1：0.1-10.1-1：0.250.25；水沟充满度取水沟充满度取0.750.75；水沟中的最大流速：当混凝土支护时为；水沟中的最大流速：当混凝土支护时为5-10m5-10ms s；不；不支护时为支护时为3-4.5m3-4.5ms s；水沟的最小流速应满足泥砂不沉淀的要求。水沟尺；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（表寸根据通过巷道的涌水量
38、和巷道坡度选取（表8 8）。）。水沟的断面形状：水沟的断面形状：（1 1）对倒梯形；）对倒梯形；（2 2）半倒梯形；）半倒梯形；（3 3）矩形等）矩形等（4 4）轨道、水沟和管线布置）轨道、水沟和管线布置2023-1-31井巷与隧道工程36涌水量（m3h）水沟净尺寸（mm）水沟断面（m2）每米材料消耗量水沟支护水沟盖板i3i5上宽下宽深度净掘从到从到混凝土(m3)混凝土(m3)钢材(kg)010115120110015020030001211812611201802603403103303504002802803103602002503003500.0590.0780.0990.1330.13
39、20.1610.1920.2380.0730.0830.0930.2380.0290.0290.0290.0291.211.211.211.21表表8 8 巷道水沟特征表巷道水沟特征表 （4 4）轨道、水沟和管线布置）轨道、水沟和管线布置2023-1-31井巷与隧道工程373)3)管线布置管线布置 巷道中常需布设各种管线，如压风管、排水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。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，管线的敷设应符主要运输巷道和回风道内，管线的敷设应符合下列要求：
40、合下列要求：一般情况下管道设在人行道一侧，管道的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；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，动力电缆必须设在同一侧时，要分开悬挂，动力电缆在下，并保持在下，并保持300mm300mm以上的距离；电缆与其他以上的距离；电缆与其他管道平行敷设时，电缆要悬挂在管道上方，管道平行敷设时，电缆要悬挂在管道上方，并隔开并隔开300mm300mm以上的距离；以上的距离；电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不致撞电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不致撞
41、击电缆；电缆坠落时不致落在轨道上或运输击电缆；电缆坠落时不致落在轨道上或运输设备上。设备上。D1300Z2+K100h0h31800h5D2100底板水平道砟水平轨面水平（4 4）轨道、水沟和管线布置）轨道、水沟和管线布置2023-1-31井巷与隧道工程38 1 1、半圆拱、半圆拱:S:S净净=B=B0 0(0.39B(0.39B0 0+h+h2 2)h h2 2道碴起巷道的壁高道碴起巷道的壁高 h h2 2 h h3 3 h h5 5 2 2、圆弧拱：、圆弧拱：S S净净=B=B0 0(0.24B(0.24B0 0+h+h2 2）3 3、梯、梯 形：形：S S净净=(B=(B1 1+B+B2
42、 2)H/2H/2 4 4、矩、矩 形：形：S S净净=B=BH H（5 5）巷道的净断面面积）巷道的净断面面积2023-1-31井巷与隧道工程39 巷道净断面尺寸巷道净断面尺寸 +支护和道床参数支护和道床参数 =设计掘进尺寸设计掘进尺寸 半圆拱：半圆拱：S S1 1=B=B1 1（0.39B0.39B1 1+h+h3 3）圆弧拱：圆弧拱：S S1 1=0.24B=0.24B0 02 2+1.27B+1.27B0 0T+1.57TT+1.57T2 2+B+B1 1h h3 3 梯梯 形：形：S S1 1=B=B1 1（B B3 3+B+B4 4）H H1 1/2/2 T T砌璇或锚喷厚度，取砌
43、璇或锚喷厚度，取100mm100mm；（6 6）巷道设计、计算掘进断面面积）巷道设计、计算掘进断面面积a)a)巷道设计掘进断面面积巷道设计掘进断面面积b)b)巷道计算掘进断面面积巷道计算掘进断面面积 巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值巷道设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值(75mm)(75mm)，即为，即为巷道计算掘进断面尺寸。巷道计算掘进断面尺寸。巷道设计掘进断面尺寸巷道设计掘进断面尺寸+掘进巷道超挖值掘进巷道超挖值计算掘进尺寸计算掘进尺寸 半圆拱：半圆拱：S S2 2=B=B2 2（0.39B0.39B2 2+h+h3 3）圆弧拱：圆弧拱：S S2 2=0.24B=0.24
44、B0 02 2+1.27B+1.27B0 0T+1.57TT+1.57T2 2+B+B2 2h h3 3 梯梯 形：形：S S2 2=B=B2 2（B B3 3+B+B4 4）H H1 1/2/22023-1-31井巷与隧道工程40式中：式中：巷道设计掘进宽度：巷道设计掘进宽度：B B1 1B B0 0+2T+2T；巷道设计掘进高度：巷道设计掘进高度：H H1 1=h=h3 3h h0 0T T；巷道计算掘进宽度：巷道计算掘进宽度：B B2 2B B1 1+2+2；巷道计算掘进高度：巷道计算掘进高度：H H2 2=H=H1 1；T T砌璇或锚喷厚度，取砌璇或锚喷厚度，取100mm100mm；掘
45、进巷道的超挖值，可取掘进巷道的超挖值，可取75mm75mm 。（6 6）巷道设计、计算掘进断面面积）巷道设计、计算掘进断面面积2023-1-31井巷与隧道工程41通风风速验算通风风速验算:=/S /S 低低高高 巷道的风速巷道的风速m/sm/s 通过巷道的风量通过巷道的风量 m m/s/s S S 通过巷道的净段面积通过巷道的净段面积 m m2 2 允允规程规程允许的最高、最低风速允许的最高、最低风速 若计算出来的风速大于最高风速（若计算出来的风速大于最高风速（表表9 9），则要加大，则要加大净面积重新调整设计尺寸。净面积重新调整设计尺寸。（7 7）通风风速验算）通风风速验算:2023-1-3
46、1井巷与隧道工程423.3 斜井断面设计斜井断面设计 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。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、马蹄形、椭圆形等。断面尺寸根据斜井用
47、途、采用圆形、马蹄形、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；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。对于通风井，其断面尺寸根据所需通风量和风速确定。2023-1-31井巷与隧道工程433.3 斜井断面设计斜井断面设计 斜井可采用各种提升容器（提升方式），斜井所能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：适应的斜井倾角可按以下原则进行选取：串车提升，井筒倾角最好为串车提升，井筒倾角最好为1515-20-20，最大不超，最大不超过过2525。箕斗提升，一般取。箕斗
48、提升，一般取2020-30-30，个别情况大于，个别情况大于3535。胶带运输机提升，一般不大于。胶带运输机提升，一般不大于1717，个别情况可，个别情况可达达1818。倾角在斜井全长内应保持不变，或变化很小，。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。特别不允许上大下小，否则对提升、运输带来不利影响。2023-1-31井巷与隧道工程443.3.1 3.3.1 井筒断面形状与设备布置井筒断面形状与设备布置 斜井井筒断面布置形式按提升类型可分三种情况：斜井井筒断面布置形式按提升类型可分三种情况：（1 1）胶带机斜井断面布置。断面内布置设有胶带机、检
49、修道和人行道。有）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。图置，其断面布置分为三种方式，见下图。图a a布置方式的优点是：工作人员在布置方式的优点是：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。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。ECBDA人行台阶人行台阶人行台阶（b）（a）（c）人行道在中部检修道在中部胶带机在中部A、F提升设备至井帮的距离；
50、B胶带机宽度；C人行道宽度；D矿车宽度；E人行道在左侧时两提升设备的间距。ABCDFABDCE2023-1-31井巷与隧道工程45 （2 2）箕斗斜井井筒断面布置。）箕斗斜井井筒断面布置。规程规程规定，箕斗斜井禁止进规定，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。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 3）串车斜井井筒断面布置。斜井中无论是单轨还是双轨，其断）串车斜井井筒断面布置。斜井中无论是单轨还是双轨，其断面布置均按轨
