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圓弧拱
鎖定
圓弧拱是取某圓周的一部分構成巷道拱部的形狀,拱形圓滑一致,在巷道周圍壓力作用下不易產生應力集中,支護結構受力狀態好。此斷面利用率較高,可減少開挖工程量,施工技術亦較簡單,是採用較多的一種斷面形式。
- 中文名
- 圓弧拱
- 外文名
- circular arch
- 學 科
- 坑探工程
- 優 勢
- 減少開挖工程量
- 本 質
- 一種斷面形式
圓弧拱簡介
在我國煤礦回採巷道中,採用的斷面形式主要有矩形、圓弧拱形、梯形等。斷面形式的選擇主要考慮巷道圍巖的地壓大小和方向,巷道選用的支護材料和支護方式,巷道的用途和服務年限等,斷面形式的選擇是否合理直接影響到煤礦生產的安全和經濟效果。隨着技術設備的迅速發展,高產高效礦井的工作面走向長度達到4000~6 000m,這樣就增加了回採巷道的服務年限。因此,要選擇合理的斷面形式確保巷道在回採期間支護有效可靠。另外隨着機械化程度的提高,大功率機械設備的應用,在設備的運輸安裝及運行期間對巷道斷面尺寸也有較高的要求。因此在巷道規格一定的條件下,力求提高斷面利用率,縮小斷面、降低造價並有利於加快施工進度。
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圓弧拱使用條件及優缺點
1)設計計算簡便,施工形狀容易掌握。大多數礦井的回採巷道普遍採用“三心”拱斷面及矩形斷面,“三心”拱巷道的斷面利用率較高,但是“三心”拱巷道斷面積計算相對複雜且施工難度較大;矩形斷面雖然施工方便,但是巷道承壓能力較弱。
2)圓弧拱斷面較矩形斷面更有利於圍巖的穩定。圓弧拱形斷面,因拱部中有一個圓弧,地壓大時,拱部不易開裂,適合“三軟”煤層的特點。而矩形斷面將在直牆與頂板的接觸部分形成應力集中,導致圍巖失穩,巷道破壞。
3)圓弧拱斷面與半圓拱斷面相比,其優點是:在巷道斷面相同時,可降低巷道的高度,提高斷面的利用率,以膠帶運輸巷為例:在相同高度及寬度的條件下,圓弧拱斷面積較半圓拱斷面積大10%左右。換言之,在同樣滿足行人、運輸的條件下,圓弧拱斷面積可比半圓拱斷面積減少10%左右。這樣就減少了巷道的掘進量,提高了經濟效益。