巷道断面设计最优方案探讨.pdf

问翅探 讨 巷道断面设计，优方案拐讨 王如林 长治职业技术学院. 山 西长治 0 4 6 0 1 1 摘 要 矿山 巷道断面的大小、 轮廓尺寸， 通常是根据运输设备的外 形尺寸、 行人安全问隙及通风的需求而 确定的。因此， 在设计中 技术合理， 但不一定经济。为了 节约生产费用， 求其经济断面， 巷道的设计应同时 考虑掘进、 支护、 维护及通风等费用之和为最小的断面。 关健词 断面设计; 锚喷支护; 最优方案 中图分类号 T D 2 6 3文献标识码 B文t编号 1 0 0 5 - 2 7 9 8 2 0 0 2 0 4 - 0 0 4 7 -02 1 巷道设计思想 长治职业技术学院实习煤矿原矿井运输巷道设 计为半圆 拱形， 掘进在煤层中， 砖石砌暄， 巷道宽度 3 . 1 5 m, 墙高 1 . 8 m a通过计算， 发现掘进费用太 高， 每 米巷道高达2 3 0 0 元。 根据该矿实际情况确定为锚杆支护。为保证锚 杆支护的安全可靠， 并杜绝一切顶板事故， 采用锚固 可靠性高的树脂锚杆， 对巷道围岩破碎断面 采用锚 网结合， 以高锚力、 高增阻特性的高强度锚杆主动加 固 破碎煤岩体， 以 改变巷道围 岩破碎及不稳定状态， 提高施工的可靠性。 式中 S - 巷道净断面积， M Z ; B 巷道净宽、 m ; h 一 一 巷道墙高， m; 尸 巷道周长， m o 由 1 , 2 可得 尸 一 1 4 } B B 设巷道面 积为定值， 有 dPd B 一 ‘ 4 1r 一 2 SB z , 令 一 0, B 一 愿。 即 “ 一2S1 4 “ 半 圆 拱 巷 道 断 面 ” 长 ” 优。 原矿井初步设计断面面积为9 . 5 6 4澎， 巷道墙 高 1 . 8 m， 巷道宽度B 3 . 1 5 m . P 二 2 h 十冬 7rB 乙 脸一 图1 半圆拱的几何关系 2 运用科学的设计方法 该矿的运输大巷现改为半圆拱， 由图1 看出， 半 圆拱的几何关系为 2 x 1 . 8 告 x 3 . 1 4 x 3 . 1 ， 一 8 .5 4 6 m . 5 B h 十杏 n B 6 尸 一 B 2 * 冬 二 刀 乙 由半圆拱巷道断面最优周长计算公式 得 ’ 一 渭一 27 m , 最优周长 _，1 、 。 ‘ 2 9。。尸 P 1 育 “ 70B 盲一 B 一 8 .5 4 4 m , 周长没有发生很大变化。 12 收稿日期 2 0 0 2 -06 - 1 7 作者简介 王如林 1 9 6 2 一 ， 男， 山西睦川人， 讲师， 从事教学与科研工作。 煤 第 1 1卷第 4期4 7 万方数据 8. 5 4 6一8. 5 4 40. 0 0 2 in. 最优周长设计断面 对断面不大的巷道适用， 而 对于大断面的巷道收效不大， 应按统筹学原理来优 化设计断面。随后提出， 一侧卸式矿车在运输过程 中， 两矿车的 安全问隙需增加至3 0 0 r u in， 面积基本 不变， 可否降 低墙高为h 1 . 7 m ， 巷道宽度增加为 B3. 2 i n . S 一 1 .7 x 3 .2 省 x 3 . 1 4 x 3 .2 ， 一 9 . 4 5 9 , P 一 2 h 告 x a 。 一 8 .4 2 4 a 仍不影响通风要求。 从以上实例可看出， 采用最优周长确定巷道断 面的轮廓尺寸也并不是最佳方案， 在满足运输设备 及通风条件后， 按照统筹学原理来优化设计断面， 适 当调整断面的宽高比， 使巷 道无论从技术 上、 经济上 都是最优的才是最佳方案。 3 锚杆布置方案 3 . 1 锚杆长 度 根据巷道围岩松动圈理论， 大巷围岩实侧松动 圈厚度值为1 . 0 -1 . 4 m, 锚杆有效长度按加固 拱理 论设计选用1 . 6 m或1 . 8 in . 3 . 2 锚杆直径 根据锚杆锚固力的要求， 每根锚杆的锚固力不 小于4 0 Iu N ， 从施工管理及经济角度考虑， 选用端头 锚固的 锚杆， 杆体材料选直径为 1 6 一1 8 m m螺纹 钢。 3 . 3 锚杆间排距 为了施工方便， 结合锚杆支护的组合拱理论， 锚 杆间排距不得超过锚杆长度的 1 / 2 ， 选取锚杆间距 为0 . 7 mx 0 . 7 i n . 4 锚杆支护效果 锚杆支护有效地控制了围岩变形， 在掘进中及 时 对巷道顶 板及两帮 进行了锚固力试验， 顶部、 两帮 锚杆锚固力均大于4 0 k N ， 满足设计要求。 5 结论 在巷道断面设计中， 既要考虑设备运输、 通风， 还要考虑支护方式、 锚杆支护技术、 锚杆支护参数的 设计合理性。 该矿积极推广应用锚杆支护技术， 提 高了 巷道顶板自 我承载能力， 确保围岩的稳定， 减轻 了 工人劳动强度， 在改变支护形式的同时优化了断 面设计， 在断面面积基本不变， 周长减小的同时， 增 大巷 道宽度， 降低了巷道高度， 降低巷道支护费用， 取得了较好的效果。 「 资任编辑 宋建勋〕 上 接第1 4 页 资 料， 一般地抗变形结构均能抵抗较 大的地表沉陷变形， 抗变形结构房屋抵抗地表水平 变形效果最大， 倾斜变 形对 其影响较小， 但倾斜变形 过大时， 有碍 观瞻 及使用， 一般在地表水平拉伸变形 8 -1 2 二 // m， 压缩变形 1 2 -1 8 m m / m范围内时， 抗变 形结构房屋 能够取得最佳经济技术效益。当 地 表水平变形值更大时， 就要相应地提高抗变形措施 费用， 房屋在采动中也不可避免地要产生轻微的裂 缝， 但不会影响正常使用。 4 结语 为解放村庄下压煤， 采用就地或就近重建抗变 形结 构建筑的技 术途径是可行的、 有效的， 抗变形结 构建筑在全国范围内的推广应用， 能够产生巨大的 经济效益和社会效益。 A p p l i c a t i o n o f D e f o r ma t i o n R e s i s t a n t S t r u c t u r e C o mp r e s s e d C o a l Mi n i n g u n d e r V i l l a g e 〔 资任编辑 李月成〕 i n M A N G Y o n g C h a n g mn C o a l Mi m, L u 认 Mi n i n g G r o u p L t d. C a . , Gu z n g z h i 0 4 6 1 0 2 , C h in a A b s t r a c t G rou n d b u i l d i n g i s w r e c k e d b y c o mp r e s s e d c o a l m i n i n g u n d e r v i ll a g e . T h r o u g h d e s c r i p e i n g t e c h n ic a l me a s u r e t o d e f o r ma t i o n r e s i s t a n t s t r u c t u r e , r e b u il d in g d e f o r m a t i o n r e s is t a n t s t r u c t u r e i s u s e f u l w a y t o c o m p r e s s e d c o a l o f l i b e r a t i n g v i ll a g e . K e y w o r d s s u r f a c e s u b s i d e n c e ; v i l l a g e p r o t e c t i o n ; d e f o r m a t i o n r e s i s t a n t s t r u c t u r e 4 8 c o a t 4 / 2 0 0 2万方数据