25m
Ⅰ
不支护
50mm厚喷射混凝土
1.80~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土，设置2.0~2.5m长的锚杆
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.5~3.0m长的锚杆，必要时配置钢筋网
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置3.0~4.0m长的锚杆
Ⅱ
50mm厚喷射混凝土
1.80~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土，设置1.5~2.0m长的锚杆
1.120~150mm厚喷射混凝土，必要时配置钢筋网
2.80~100mm厚喷射混凝土，设置2.0~3.0m长的锚杆，必要时配置钢筋网
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.5~3.5m长的锚杆
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土，设置3.0~4.0m长的锚杆
Ⅲ
1．80~100mm厚喷射混凝土
2.50mm厚喷射混凝土，设置1.5~2.0m长的锚杆
1.120~150mm厚喷射混凝土，必要时配置钢筋网
2.80~100mm厚喷射混凝土，设置2.0~2.5m长的锚杆，必要时配置钢筋网
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.0~3.0m长的锚杆
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土，设置3.0~4.0m长的锚杆
Ⅳ
80~100mm厚喷射混凝土，设置1.5~2.0m长的锚杆
100~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.0~2.5m长的锚杆，必要时采用仰拱
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.5~3.0m长的锚杆，必要时采用仰拱，
Ⅴ
120~150mm厚钢筋网喷射混凝土，设置1.5~2.0m长的锚杆，必要时，采用仰拱
150~200mm厚钢筋网喷射混凝土，设置2.0~3.0m长的锚杆，采用仰拱，必要时加设钢架
（七）确定巷道断面尺寸
巷道设计掘进宽度（无充填时）B1为B1=B0+2（T+50）=3600+2×（50+50）=3800mm
巷道设计掘进高度H1为
H1=H0+h5+T+50=2740+250+50+50=3090mm
巷道拱断面积Sd为
Sd=（1.22B0+1.57T’）T’=（1.22×3.600+1.57×0.1）×0.1=0.4549m2
式中，T’=T+50=100mm.
巷道边墙断面积ST为
ST=2（h3×T’）=2（h2+h5）×T’=2×（1.84+0.25）×0.1=0.418m2
巷道掘进断面积Sn为
Sn=S0+Sd+ST+S基=9.19+0.4549+0.388+3.600×0.25=10.93m2
三、水沟设计和管线布置
已知通过此巷道的水量为150m3/h，现采用水沟坡度与巷道坡度相同，即0.3%。
查《井巷工程》教材的表2.12，选用锚喷支护的水沟，水沟深400mm，宽400mm，水沟净断面积0.16m2，水沟掘进断面积0.207m2，每米水沟混凝土用量为0.13m3，盖板混凝土用量0.03m3。
表2.12拱形、梯形巷道水沟规格和材料消耗表
巷道类别
支护类别
流量/（m2/h）
净尺寸/mm
断面/m2
每米材料消耗量
坡度
宽B
深H
净
掘进
盖板
水沟
0.3%
0.4%
0.5%
上宽B1
下宽B2
钢筋/Kg
混凝土/m3
混凝土/m3
拱形大巷
喷锚
0~86
0~97
0~112
300
350
0.105
0.144
1.336
0.0226
0.114
砌碹
0~96
0~100
0~123
350
300
350
0.114
0.139
1.336
0.0226.
0.099
喷锚
86~172
97~205
112~227
400
400
0.160
0.203
1.633
0.0276
0.133
砌碹
96~197
100~227
123~254
400
350
450
0.169
0.207
1.633
0.0276
0.120
喷锚
172~302
205~349
227~382
500
450
0.225
0.272
2.036
0.0323
0.152
砌碹
197~349
227~403
254~450
500
450
500
0.238
0.278
2.036
0.0323
0.137
喷锚
302~374
349~432
382~472
500
500
0.250
0.306
2.036
0.0323
0.161
砌碹
349~397
403~458
450~512
500
450
550
0.261
0.309
2.036
0.0320
0.145
采区梯形
棚式
0~78
0~90
0~100
230
180
260
0.05
0.146
无
0.093
棚式
78~118
90~136
100~152
250
220
300
0.07
0.174
无
0.104
棚式
118~157
136~181
152~202
280
250
320
0.08
0.195
无
0.110
棚式
157~243
181~280
202~313
350
300
350
0.11
0.236
无
0.122
管子按照规定悬吊在人行道一侧上方，电力电缆在非人行道一侧，通讯电缆挂在墙上。
如图所示：
四、计算巷道掘进工作量及材料消耗量
（一）每米拱顶巷道所需喷射混凝土材料量。
计算如下：
V1=1×[（1.22B0+1.57T’）T’-（1.22B0+1.570.05）0.05]
=1×[（1.22×3.600+1.57×0.1）×0.1-（1.223.600+1.57×0.05）×0.05]
=0.2313m3
（二）每米巷道两墙所需喷射混凝土材料量，计算如下：
V2=2（h2+h5）×T×1=2×（1.84+0.25）×0.05=0.209m3
（三）每米巷道所需锚杆根数N与充填砂浆V3。
设锚杆轴向距离为1m，径向间距为1m，则
N=
根
式中D——锚杆孔直径，取45mm；
d——锚杆直径，取22mm；
l’——锚杆孔深度，取1550.
（四）由设计知，每米水沟混凝土用量V4==0.13m3，盖板混凝土用量0.03m3。
五、绘制巷道断面施工图
根据以上设计结果，绘制出巷道断面施工图，如下图所示。
六、编制工程量及材料消耗量表
运输大巷特征
断面/m2
设计掘进尺寸/mm
净断面尺寸/mm
支护厚度/mm
净周长
宽
高
拱高
宽
净全高
墙厚
拱厚
拱和墙
9.19
10.93
3800
3090
900
3600
2740
50
50
11.89
工程量及巷道支护材料消耗量
计算掘进工资量/m3
混凝土材料消耗量/m3
其他材料/根
巷道
喷拱
喷墙
填孔
水沟盖板
水沟
锚杆
11.67
0.23
0.21
0.04
0.03
0.13
11
七、锚喷支护设计
围岩力学参数：
重力密度γ=25.5KN/m3,粘聚力C=1.0MPa，内摩擦角φ=40°，埋深160m。
（一）求最小计算半径Rc
由于坚固系数f=8~10，查图1-8-5得Kf=0.73
（二）求最小支护抗力Pimin
1.计算下列系数
2.求M值
令M=0，则f1=A=0.084
令M=1，则f1=A-B=0.084-0.002=0.084
在图1-8-7上找出（0,0.084）、（1,0.084）,连接此两点的直线交φ=40°的曲线于某点，此点对应M=0.16MPa，则
Pimin=a3（1-M）=0.026×（1-0.16）=0.0218MPa
（三）根据经验初选支护参数
锚杆选用直径ϕ22螺纹钢筋作成的砂浆锚杆，锚杆间距1.0m，排距1.0m。
长度按照
的经验范围
，则L=0.6×2.6=1.56m.，故取1.6m。
混凝土采用强度等级C20.
（四）计算支护抗力
由
（r0=Rc）,φ=40°，查图1-8-9得初始剪切角ρ=32.5°，则
剪切区高度b=2Rccosρ=2×2.6×cos32.5°=4.39m
剪切区弧长之半a=..
锚杆倾角β=
1.喷射混凝土抗力
喷射混凝土抗剪强度fvs=2.0MPa
2.锚杆抗力
Φ22锚杆截面积Ast=4.0×10-4m2，抗拉强度fst=372.4MPa，间排距d1、d2都为1m。
则
3.总抗力
（五）判定支护方案可靠性
1.安全系数n
2.加固深度与松弛范围比值
求K值
由K、φ值在图1-8-10上查得R/r0=1.9
则R=1.9r0=1.9×2.6=4.94m
所以，
即加固深度为松弛范围的68%，因岩石参数折减较少，如果施工质量有保证，此支护方案是可靠的（
一般在0.38~0.93）。
附录支护设计相关图表（见下页）
四、课程设计摘要（中文）
本课程设计是某铅锌矿-160m运输大巷断面和支护设计。
该矿年生产能力为80万吨，属于中型的金属矿山，其巷道围岩较稳定，为双轨运输巷道，巷道设计采用锚喷联合支护。
设计时，先根据其年生产能力、地压情况、运输设备等初步确定巷道断面的形状为三心拱形，采用锚喷支护。
初步确定断面形状之后，就要具体确定其断面尺寸先确定其净断面尺寸并进行风速验算，再在净断面尺寸的基础上将道床参数以及支护参数考虑进去，并加上一定的超挖值从而确定其掘进断面尺寸，根据断面尺寸进行管线布置、支护参数初定以及工程量、材料消耗量的计算等。
最后，从安全以及经济方面考虑，就要对支护参数进行验证，计算支护抗力、加固深度、支护范围等，最终根据算出的安全系数以及支护深度知道支护合理。
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