江西理工大学2009届函授专科生毕业设计
第 三 章 巷道断面的选择
武山铜矿-360M中段运输巷道，布置在志留系上统砂帽组的砂岩中，f=4～6，节理较发育，中等稳定岩层。巷道要求日通过能力5000吨，采用CJY10/6G架线式工矿电机车及容积为3m3底卸式矿车运输。通过该巷道涌水量160米3/小时，风量为45米3/秒；巷道内设两条动力电缆及三条照明电缆，一条4英寸压风管和一条2 英寸洒水管。
3．1 巷道断面形状与支护材料的选择
根据该巷道是一条服务年限较长的主要运输巷道，所穿过的岩层是中等坚硬和中等稳定，预计巷道承受较大地压。故选拱高为1/3B0类型的三心拱形，支护材料选用喷射混凝土支护和混凝土整体支护。
3．2 巷道断面各部尺寸的确定
3．2．1 根据该巷道所通过的运输设备类型
CJY10/6G架线式工矿电机车的宽为1090毫米，高为1600毫米；容积为3m3底卸式矿车的宽为1350毫米，高为1390毫米。两者相比较取其最大值。但考虑到设备的尺寸误差有可能带来的安全问题，故在原有尺寸基础上增加100毫米，以满足安全运输的需要。所以通过巷道运输设备的宽取b=1450毫米，高取h=1700毫米，轨距为600毫米。
3．2．2 选取人行道宽度及运输设备到支架间隙
该巷道通过的是小于14吨的架线电机车，参考《采矿设计手册》第三卷第三章表1-3-1和表1-3-2，人行道宽度取b2=1000毫米；运输设备到支架间隙b1=300毫米。
3．2．3 弯道尺寸的确定
单轨运输，设备过曲线巷道时，考虑到车辆由于转弯，外凸增加了车辆计算宽度，巷道需要适量加宽，才能满足安全要求。参考《采矿设计手册》第三卷第三章表1-3-4，故在巷道外弯部分加宽200毫米。
3．2．4 巷道净宽度的确定
结合以上诸尺寸，可得巷道净宽度：
直道： B0=b+b1+b2=1450+100+300=2750毫米
弯道： B0=b+b1+b2+200=1450+1000+300+200=2950毫米
3．2．5 支护断面参数
巷道喷射混凝土（喷浆）支护，墙厚T=100毫米，拱厚d0=100毫米。 巷道混凝土支护，墙厚T=300毫米，拱厚d0=300毫米。
3．2．6 巷道铺轨尺寸的确定
CJY10/6G架线式工矿电机车选用30公斤/米铁轨，木轨枕。巷道铺轨尺寸：巷道底板
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到轨面高度h6=350毫米；道碴面到轨面高度h4=150毫米；道碴厚度h5=200毫米。
3．2．7 三心拱参数的确定
三心拱拱高取1/3 B0类型：
直道： 拱高： f0 =1/3 B0=2750/3=917毫米
大圆弧半径：R =0.692 B0 =0.692×2750=1903毫米 小圆弧半径：r =0.262 B0=0.262×2750=718毫米 弯道： 拱高： f0=1/3 B0=2950/3=983毫米
大圆弧半径：R =0.692 B0 =0.692×2950=2042毫米 小圆弧半径：r =0.262 B0=0.262×2950=770毫米
3．2．8 巷道墙高的确定
巷道底板到拱基线高度（即墙高），按下列三种情况确定：(注：弯道的整体高度H0同直道，所以在设计巷道墙高时不以考虑)
1、按电机车架线要求确定：
设架线导电弓子之半K= 400毫米，架线到轨面高度取H1=2100毫米；（离巷道中心最近）导电弓子中心到巷道中心的距离Z：
单轨巷道：Z = B0/2 －(b/2 + b1) = 2750/2－（1450/2+300）=350毫米 双轨巷道：Z = B0/2 －(b/2 + b2) = 4500/2－（1450/2+1000）=525毫米
由于 （r －a + K）/(r – 250)=（718-1025+400）/（718-250）=0.199﹤0.554； 故在单轨巷道中导电弓子在大圆弧断面内，按公式计算墙高 h3 = H1+h6－[ (R-250)2-(K+Z)2 -(R- f0)]
= 2100+350-[ （1903-250）2-（400+350）2 -（1903-917）] =1963毫米
2、按管道架设高度要求确定：
h3 = 1800+h5+n－ r2-[r-( B0/2+Z1-K-300-D1)] 2
=1800+200+250－ 7182-[718-( 2750/2+350-400-300-100)] 2 =1562毫米
3、按人行要求确定： h3 = 1800+h5－14.1 r －50 =1800+200－ 14.1 718－ 50 =1635毫米
以上三种情况的最大值1963毫米，已能满足架线、管子铺设和人行安全的要求。但运输设备的最大高度=h + h6 =1700+350=2050毫米，比墙高出87毫米，说明矿车顶部车缘已在拱部，这时矿车到巷道壁间隙就小于300毫米，不符合安全要求。在此种情况下，墙高的决定就该以满足运输设备布置的安全间隙为主，进行最后决定，故在单轨巷道中取墙高
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2083毫米（H 0 = h3 + f0 =2083+917=3000毫米，方便施工）。
3．2．9 巷道各部尺寸的确定
根据以上数据，可求得下列各部尺寸： 直道： H 0 = h3 + f0 =2083+917=3000毫米 H = h3 +d 0 + f0 =2083+100+917=3100毫米 h = 1700毫米 H1=2100毫米
S净 = B0（h3+0.263 B0）=2.75×(2.083+0.263×2.75)=7.717米2 ①喷浆 ： S拱 =(1.33B0+1.57 T) d0 = (1.33×2.75+1.57×0.1) ×0.1=0.381米2
S墙 =2 h3T=2×2.083×0.1=0.417米2
S掘 = S净+ S拱+S墙=7.717+0.381+0.417=8.515米2
②混凝土 ：S拱 =(1.33B0+1.57 T ) d0 = (1.33×2.75+1.57×0.3)×0.3=1.239米2
S墙 =2 h3T=2×2.083×0.3=1.250米2
S掘 = S净+ S拱+S墙=7.717+1.239+1.250=10.202米2
弯道： H 0 = 3000毫米
h3 = H 0 － f0 = 3000－983=2017毫米 H = h3 +d 0 + f0 =2017+100+983=3100毫米 h = 1700毫米 H1=2100毫米
S净 = B0（h3+0.263 B0）=2.95×(2.017+0.263×2.95)=8.239米2 ①喷浆 ： S拱 =(1.33B0+1.57 T ) d0 = (1.33×2.95+1.57×0.1)×0.1=0.408米2
S墙 =2 h3T=2×2.017×0.1=0.403米2
S掘 = S净+ S拱+S墙=8.239+0.408+0.403=9.050米2
②混凝土 ：S拱 =(1.33B0+1.57 T ) d0 = (1.33×2.95+1.57×0.3)×0.3=1.318米2
S墙 =2 h3T=2×2.017×0.3=1.210米2
S掘 = S净+ S拱+S墙=8.239+1.318+1.210=10.827米2
3．2．10 允许风速校核：
直道： Q = S净×V允 = 7.717×6 = 46.302 > 45米3/秒 弯道： Q = S净×V允 = 8.239×6 = 49.434 > 45米3/秒
3．3 掘进工程量的计算
3．3．1 每米巷道砌拱所需材料量
直道： 喷浆： V1= S拱×1=0.381米3 混凝土：V1= S拱×1=1.239米3
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弯道： 喷浆： V1= S拱×1=0.403米3 混凝土：V1= S拱×1=1.318米3
3．3．2 每米巷道砌墙所需材料量
直道： 喷浆： V2= S墙×1=0.417米3 混凝土：V2= S墙×1=1.250米3 弯道： 喷浆： V2= S墙×1=0.403米3 混凝土：V2= S墙×1=1.210米3
3．3．3 每米巷道基础所需材料量
设有水沟一侧基础深500毫米；另一侧基础深250毫米，水沟壁厚50毫米，则：
V3=（0.5+0.25）×0.1=0.075米3
3．3．4 每米巷道水沟及盖板所需材料量
V4 =0.103+0.029=0.132米3
3．3．5 每米巷道共需材料量
直道： 喷浆： V= V1+V2+V3+V4 = 0.381+0.417+0.075+0.132 = 1.005米3
混凝土：V= V1+V2+V3+V4 = 1.239+1.250+0.075+0.132 = 2.696米3
弯道： 喷浆： V= V1+V2+V3+V4 = 0.408+0.403+0.075+0.132 = 1.018米3
混凝土：V= V1+V2+V3+V4 = 1.318+1.210+0.075+0.132 = 2.735米3
3．4 水沟及管缆布置：
水沟的坡度与巷道相同，取3‰。水沟断面根据涌水量160米3/小时，参考《采矿设计手册》第三卷第三章表1-3-94，选取上宽350毫米，下宽250毫米，深度300毫米；每米水沟支护材料消耗0.103米3，水沟盖板0.029米3,钢材1.21公斤。
管子布置在人行道一侧，采用管子托架架高铺设，可以减小巷道净宽。托架上设压风管，下边悬挂洒水管。
两条动力电缆设于非人行道一侧，三条照明电缆设于人行道一侧。电缆悬挂全部采用挂钩形式。
详细情况见附图3。
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