【正文】 格，元 /塊； B——芭片的 寬度， m。 其余符號意義同前。 拱形松軟圍巖巷道護幫費： E2=（ πb/2+2h－ b） (P4/B+ P2/4+ P3/2) /l，元 /m (公式 ) 巷道修理費 巷道修理費包括巷道的翻修費、臥底費和替棚費。 ① 巷道的翻修費 巷道的翻修費視不同的巷道斷面而不同，它主要包括巷道翻修所需要的人工費、護幫費和設(shè)備占用費。對于不同支架損壞率的巷道，其翻修費也不同。為了便于計算，將翻修巷道的支架折損率計入整個巷道的支架折舊費中去。 實際統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，巷道翻修費存在如下近似關(guān)系： E3(1)=5++ E2， 元 /m (公式 ) 式中 E3(1)——巷道的翻修費（不包括支架），元 /m； S——巷道斷面， m2。 ② 巷道替棚費 金屬支架支護的巷道往往采取超前工作面替棚的方法。替棚所用的材料，梁一般采用圓或半圓木，腿一般采用半圓木、摩擦金屬支柱及單體液壓支柱。運輸巷的替棚梁可回收約一半，材料道替棚梁不再回收。替棚時，還需消耗一定的護幫材料，可取相同斷中國礦業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 第 8 頁 面巷道掘進時護幫費的一半。每替一棚平均花費 1 個人工。替棚費由下式確定 ： E3(2)= E2/2+(+)(Φ/2)2πP5/(2l)+， 元 /m (公式 ) 式中 E3(2)——替棚費用，元 /m； P5——坑木價格，元 /m3； Φ——圓木直徑， m； ——平均工值，元 /工。 ③ 巷道臥底費 由于巷道不同程度地存在巷道底鼓問題，嚴重的底鼓及幫凸往往造成巷道的高度不足 1m，斷面不足 2m2。因此，巷道必須臥底，以保證一定的巷道斷面。 根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，取臥底費標準為 元 /m2，則每米巷道的臥底費為： E3（ 3） =[－（ h－ U1） ]（ b－ U2），元 /m (公式 ) 式中 h——巷道初始高度， m； b——巷道初始寬度， m； U1——巷道頂?shù)装逡平浚?m； U2——巷道幫移近量， m。 巷道修理費可由下式確定： E3= E3(1)+ E3(2)+ E3（ 3），元 /m (公式 ) 錨桿支護 錨桿支護的巷道，其維護費用應包括護幫費及巷道的修復費。錨桿為一次性投入，不可回收利用，因此，錨桿基本上不存在折舊費。錨桿支護的巷道護幫一般采用菱形金屬網(wǎng)和塑料網(wǎng)，其護幫費同公式 和公式 。在有些地質(zhì)條件下，錨桿支護的巷道由于地應力及其它原因，變形較大，需要補打錨桿或錨索，其修復費為所加錨桿或錨索的費用。 4 巷道維護費用的影響因素 巷道維護費用的影響因素有開采深度、護巷方式、圍巖性質(zhì)、采高、巷道的用途等。 開采深度對巷道維護費的影響 隨著開采深度的增加，巷道的維護會更加困難，巷道的維護費將 會有不同程度的增加。開采深度對巷道維護的影響主要表現(xiàn)在兩個方面： （ 1）隨著開采深度的增加，原巖應力增大（ ?0=γH），巷道圍巖的支承壓力隨之增大。由圓形巷道的彈塑性力學解可知，巷道周邊的位移與原巖應力成指數(shù)關(guān)系增加，而且隨著采深的增加，圍巖性質(zhì)對巷道維護的影響就愈加明顯。 （ 2）采深加大，巷道兩旁的支承壓力及其分布范圍也增加，圍巖（尤其是松軟圍巖）的流變性也變得更加明顯。 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 蘇聯(lián)科斯捷恩科礦得出開采深度與巷道變形的公式為： U=－ 250（ mm），（ 300m＜ H＜ 1000m ） （公式 ） 即變形量與開采深度成線形關(guān)系。 國外，前蘇聯(lián)學者在《礦井設(shè)計》一書中提到的巷道維護費與開采深度的關(guān)系為： fH=（ H+115） （公式 ） 即隨著采深的加深，巷道的維護費成線形增加。 東灘煤礦由于采深大，巷道斷面大，礦山壓力高，回采巷道采用傳統(tǒng)的工字鋼梯形支架巷道易變形，造成支架損壞和頂煤冒落引發(fā)煤層自燃等諸多問題。為此，東灘礦與煤炭科學研究總院北京開采所合作，研究采用錨桿支護。巷道斷面為梯形微拱頂斷面，拱頂寬 ，高 ，拱高 80mm，下寬 。在巷道頂部用 5 根直徑 18mm、長 2022mm的螺紋鋼錨桿，配 BHW—280——3800 型 W 鋼帶和規(guī)格為 9004200mm 的金屬經(jīng)緯網(wǎng)。幫部用 3 根直徑為 18mm、長為 1800mm 的螺紋鋼錨桿，并鋪金屬菱形網(wǎng)。錨桿間排距在頂部為 850700mm,在幫部為 900700mm。錨桿鉆孔直徑為 27mm，頂部每個錨桿孔使用 K2535 和 Z2550 樹脂藥卷各一個，幫部每個錨桿孔使用一個 Z2550 樹脂藥卷。頂部錨桿設(shè)計錨固力為 60Kn，幫部為 40kN。試驗結(jié)果，礦 壓顯現(xiàn)較架棚支護不太明顯，頂板錨桿的合格率達到 %，幫部錨桿的合格率達到 %。從經(jīng)濟上比較，錨桿支護可大幅度降低支護成本，經(jīng)濟效益明顯，并且錨桿支護的巷道安全性好，錨網(wǎng)帶與煤體形成具用一定承載能力的平衡拱，增強了煤體的整體性，防止頂煤的松散冒落；改善了工作面端頭的作業(yè)環(huán)境，簡化了端頭支護工序，降低了工人的勞動強度，減輕了輔助運輸?shù)膲毫Α? 護巷方式對巷道維護費的影響 無論是運輸巷還是回風巷，其中巷道的一側(cè)必定是煤體，而另一側(cè)可以是煤體，也可以是煤柱、采空區(qū)或者是人工構(gòu)筑物（如木垛、混凝土 塊、矸石墻、石膏充填帶等）。巷道兩幫的特點不一樣，既決定了巷道上方支承壓力的大小，又決定了在支承壓力的作用下，巷道礦壓顯現(xiàn)的差異，也決定了巷道維護的難易程度。巷道兩幫這種不同的特點稱為護巷方式。常見的護巷方式有煤體護巷、煤柱護巷、沿空留巷、沿空掘巷等。護巷方式不同，巷道的維護費用差別甚大。下面分別就不同的護巷方式對巷道維護的影響作一分析。 煤體護巷 煤體保護的巷道只受一次采動的影響，當巷道開挖出來之后，巷道周圍的應力場重新分布，出現(xiàn)塑性變形區(qū)，巷道周邊產(chǎn)生變形、收斂。受本工作面采動影響時，巷道周邊 的支承壓力再次重新分布，出現(xiàn)了新的塑性變形區(qū)，致使巷道變形進一步加劇。由于煤體的支承作用，巷道最終變形量一般都不大。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場得出的數(shù)據(jù)：圍巖穩(wěn)定或中等穩(wěn)定時，巷道的頂?shù)装逡平恳话愣夹∮?200mm；圍巖松軟、有底鼓時，頂?shù)装逯袊V業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10 頁 移近量一般不大于 550mm。由于圍巖松軟的巷道（尤其是有底鼓的巷道），支架往往產(chǎn)生插底現(xiàn)象，加之支架允許一定范圍內(nèi)的變形，所以，煤體側(cè)保護的巷道支架損壞的情況很少見到，一般只出現(xiàn)輕微的變形，巷道不必維修。 煤柱護巷 在同一水平上，護巷方式的差別主要是煤柱寬度的不同。煤柱寬度 決定了巷道與回采空間的距離，決定了回采引起的高應力場對巷道影響的程度。同時，煤柱的極限支承能力不僅取決于煤柱的邊界條件和力學性質(zhì)，也取決于煤柱的幾何尺寸。在同一地質(zhì)和巷道邊界條件下，對不同煤柱寬度的區(qū)段平巷進行圍巖變形的觀測表明，煤柱寬度與圍巖變形有如圖 所示的關(guān)系。 圍巖移近量（mm）0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22300200100400煤柱寬度（m）DCBA 圖 煤柱寬度與圍巖變形的關(guān)系 從圖中可以看到，巷道圍巖的變形量與護巷煤柱之間明顯地呈現(xiàn)三個區(qū)域：第一為隨著煤柱寬度增加，巷道圍巖變形衰減平緩的區(qū)域 CD；第二為隨著煤柱寬度減小，巷道圍巖變形不大或略有升降的區(qū)域 AB；第三為隨著煤柱寬度減小，巷道圍巖變形增長迅速急陡區(qū)域 BC。在開采深度及煤層厚度一定的情況下，這三個區(qū)域在橫坐標軸方向上的變化主要受圍巖性質(zhì)的影響。圍巖穩(wěn)定時，圖中曲線的峰值在 4~6m 左右的坐標位置上；圍巖中等穩(wěn)定時，峰值在 7~8m 的地方；圍巖松軟時，峰值在 10~12m 左右的位置上。根據(jù)這一峰值及 AB、 BC、 CD 三個區(qū)域的位置， 相應地也可以確定不同圍巖條件下，寬煤柱和窄煤柱的尺寸范圍。如表 所示。 表 巷道不同圍巖條件下煤柱的尺寸范圍 煤柱類型 圍巖性質(zhì) 窄煤柱（ m） 寬煤柱（ m） 穩(wěn)定圍巖 6 15~18 中等穩(wěn)定圍巖 8 20 松軟圍巖 10~12 30 （ 1）寬煤柱 寬煤柱保護的巷道，如果毗鄰區(qū)段正在回采，要受到采動的影響，圍巖變形由掘進中國礦業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 后的穩(wěn)定再次加劇。受本工作面采動影響時，由于煤柱較寬，其本身的極限支承能力足以使巷道在兩個工作面支承壓力下保持一定的穩(wěn)定。與煤體內(nèi)布置的巷道相比，由于受毗鄰采區(qū)支承壓力疊加的影響，巷道所受支承壓力更大，圍巖的流變性更加明顯。因此，巷道在整個服務期間，圍巖變形及支架的破壞都比煤體側(cè)護巷大。如果巷道在毗鄰區(qū)段采動穩(wěn)定后在掘，其整個服務期間的圍巖變形量要比毗鄰區(qū)段回采影響的巷道小。巷道的維護狀況更好。 實踐表明，寬煤柱保護的巷道，如果受毗鄰區(qū) 段回采的影響，其維護費為煤體側(cè)護巷的 倍，而毗鄰區(qū)段采動穩(wěn)定后再開掘巷道，其維護費用為同條件下煤體護巷的 倍左右。 （ 2）窄煤柱護巷 窄煤柱保護的巷道距毗鄰采空區(qū)較近，可能使巷道處于上區(qū)段采動引起的支承壓力高峰帶內(nèi)，受采動影響大。窄煤柱維護的巷道受第一次采動影響后，煤柱遭到破壞而處于塑性流變狀態(tài)，圍巖變形仍以較高的速度持續(xù)發(fā)展。在受到本工作面采動影響時，受上、下兩區(qū)段支承壓力的影響，煤柱被壓酥而失去應有的支承能力，使巷道遭到破壞，其圍巖變形及支架破壞均比寬煤柱護巷時大得多。如果巷道在毗鄰區(qū)段回采期間 掘進，則其維護費將比毗鄰區(qū)段回采穩(wěn)定后掘進巷道時增加 ~ 倍。 （ 3）沿空留巷 采用沿空留巷，由于采空區(qū)上方裂隙帶巖層取得平衡之前的急劇沉降，在工作面后方10~20m 的地方，巷道頂板在短期內(nèi)會急劇下沉，采空區(qū)冒落的矸石同時向巷道內(nèi)擠壓。大約在工作面后方 60~70m，頂板下沉才趨向穩(wěn)定。這一時期，它與窄煤柱護巷的顯著不同在于沒有窄煤柱護巷時由于煤柱壓酥產(chǎn)生的流變，圍巖變形長期不能穩(wěn)定下來的現(xiàn)象。通過實踐，沿空留巷為同條件下煤體側(cè)護巷維護費用的 倍。 （ 4）沿空掘巷 沿空掘巷可以分兩種情況：在空間位置上有沿已穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣掘進與保留小煤柱掘進之差，在時間上有上區(qū)段采空區(qū)已穩(wěn)定時掘進和尚未穩(wěn)定時掘進之異。 沿已經(jīng)穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣掘巷，采空區(qū)巖層活動已經(jīng)停止，回采引起的應力分布已經(jīng)穩(wěn)定，巷道位于應力降低區(qū)內(nèi)。因此，掘巷及采準期間，圍巖的變形及支架破壞均不嚴重，巷道基本上不需要維修。但是，對一些底鼓嚴重的巷道，采準期間往往必須臥底。受本工作面采動的影響，巷道處于支承壓力的重疊區(qū)內(nèi)，隨著工作面的臨近，圍巖變形尤其是兩幫的變形會顯著增加。對于底鼓嚴重的巷道，由于采空區(qū)側(cè)向巷道里 壓， 常常表現(xiàn)為幫壓大于頂壓，支架的兩腿根部向里收縮，使底鼓加劇?？偟膩碚f，沿已經(jīng)穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣掘進巷道，其維護狀況比寬煤柱護巷時差，但比窄煤柱護巷時要好得多。實踐證明，沿空掘巷的維護費用是煤體側(cè)護巷的 ~ 倍，為同條件下寬煤柱護巷的~ 倍。沿尚未穩(wěn)定采空區(qū)邊緣掘巷的維護費用是同條件下沿已穩(wěn)定采空區(qū)邊緣掘中國礦業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12 頁 巷的 倍，是同條件下煤體側(cè)護巷的 倍。所以，沿空掘巷必須在時間上保證上區(qū)段采空區(qū)巖層活動已經(jīng)穩(wěn)定，一般不小于 3 個月。 圍巖性質(zhì)對巷道維護費的影響 圍巖性質(zhì)是影響巷道維護 狀況的主要因素。其影響的實質(zhì)是圍巖性質(zhì)在很大程度上決定了巷道圍巖變形量的大小和維護的難以程度。 根據(jù)模糊聚類分析方法，巷道圍巖穩(wěn)定性分為非常穩(wěn)定（ I 類）、穩(wěn)定（ II 類）、中等穩(wěn)定（ III 類）、不穩(wěn)定（ IV 類）、極不穩(wěn)定（ V 類） 5 個類別。 穩(wěn)定圍巖 圍巖穩(wěn)定的巷道一般采用錨桿或者是工字鋼棚支護，薄煤層中甚至可以不支護?；夭上锏烙缅^ 桿支護的優(yōu)點不僅僅在于維護費用低，而且還能保證巷道穩(wěn)定、有效斷面大、生產(chǎn)環(huán)境好。其適用條件為：直接頂為穩(wěn)定砂巖或石灰?guī)r（ 3m 以上）；直接頂較穩(wěn)定（小于 1m），其上部有穩(wěn)定的砂巖。穩(wěn)定圍巖中，工字鋼棚支護也是一種較經(jīng)濟的支護方式。煤體側(cè)護巷時，巷道變形量小于 200mm，通常支架輕微變形，大部分支架可以不整形直接復用。采空區(qū)側(cè)維護的巷道變形量約為 300mm 左右，用工字鋼支護能保證巷道正常使用，而且維護費用較低。 中等穩(wěn)定圍巖 中等穩(wěn)定圍巖的運輸巷由于只受本工作面采動的影響，而且有煤體的保護作用，服務期間總的巷道變形量不大，工字鋼梯形支架一般不會出現(xiàn)嚴重變形現(xiàn)象，能夠保證支架的整體穩(wěn)定性。另外，工字鋼梯形支架還具有拆裝及運輸方便、整形容易的優(yōu)點，因此，中等穩(wěn)定圍巖的運輸巷采用工字鋼是合適的。 松軟圍巖 軟巖即是一方面巖石本身的性質(zhì)較差，即強度低、空隙率大、膠結(jié)程度差，受結(jié)構(gòu)面切割及風化影響顯著或含有大量易膨脹粘土礦物的松、散、軟、弱巖層；另一方面是巷道在各種內(nèi)外載荷的作用下產(chǎn)生顯著的變形，使得常規(guī)支護不能滿足要求而出現(xiàn)嚴重破壞的巖層。而處于軟巖中的巷道就是軟巖巷道。軟巖巷道易風化、遇水易 膨脹；地壓大、來壓快、變形大、變形時間長；巷道圍巖自承能力低。 徐州礦物局旗山礦在運輸巷中采