圓弧拱

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。

基本介紹

• 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

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岩的地壓大小和方向，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。隨著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。另外隨著機械化程度的提高，大功率機械設備的套用，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。

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岩的穩定。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，導致圍岩失穩，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。

圓弧拱斷面的缺點是:在施工時，拱牆交接處不易處理，如施工時掌握不好，此處極易超挖。造成應力集中，給支護帶來一定的困難。但是隨著綜掘機司機水平的逐步提高，這一問題將得到很好的解決。