第一篇：1 井巷工程教案

井巷建筑介質與材料 1.1 概述

井巷工程的任務：建筑地下空間，維護穩定。

介質：巖石和土。

材料：木、竹、石、金屬、混凝土等 1.1.1井巷工程的概念

1.井巷工程：為進行采礦等工作，在地下煤層或巖層內所開掘的井筒、巷道和硐室等工程，總稱為井巷工程；

2.巷道頂(底)板：構成巷道頂(底)部的巖石面，叫巷道頂(底)板，兩側的巖石面叫兩幫；

3.工作面：正在施工的井巷，其末端隨掘進工作不斷向前移動的巖石面稱為工作面；

4.橫斷面：垂直于巷道長軸線的斷面稱為井巷的橫斷面。5.巷道種類： 1）水平巷道

水平巷道：巷道長軸線與水平面平行的巷道。為滿足運輸、排水的方便，設有3‰～5‰的坡度。

平硐：是地面上有一個直接出口的水平巷道，用于運輸、通風、行人和排水等，可沿巖層（或煤層）走向或與走向成一角度開掘。

隧道：是地面上有二個直接出口的水平巷道，用于運輸、行人和排水等。石門：沒有直接通達地面的出口，在巖層中開掘并與煤層走向垂直或斜交的水平巷道，用于運輸、通風、行人和排水等。

煤門：在煤層中開掘并與煤層走向垂直或斜交的水平巷道。

平巷：沿巖層（或煤層）走向開掘且沒有直通地面出口的水平巷道，用于運輸、通風、行人和排水等。

2）傾斜巷道

傾斜巷道：巷道長軸線與水平面成一定傾角相交的巷道稱為傾斜巷道。

斜井：有直接通達地面的出口，一般是從地面沿煤層傾斜方向開掘，用于提升煤和矸石、上下人員、下放材料設備、通風、排水等。

暗斜井：沒有地面出口的傾斜巷道。

上（下）山：在運輸大巷以上（下）沿煤（巖）層開掘，為一個采區服務的傾斜巷道。按用途和裝備分為輸送機上（下）山、軌道上（下）山、通風上（下）山和行人上（下）山。

3）垂直巷道

垂直巷道：巷道長軸線與水平面垂直的巷道稱為垂直巷道。

立井：自地面往下開鑿的垂直巷道。有主井、副井、風井。主井用于提升煤炭；副井用于提升材料、設備、矸石以及進風、排水、上下人員等；風井用于通風。

暗立井：沒有直通地面的出口而設有提升設備的垂直巷道。用以將下部水平開采的煤炭提升至上部水平，也可以運送材料、設備、人員或用來進行通風和排水。

溜井：沒有直通地面的出口，井筒內不裝臵機械設備的垂直巷道。用以將上部水平開采的煤炭借自重下放到下部水平。

4）硐室

斷面較大而長度較短的巷道。用于安裝機電設備、存放材料或作其他用。變電所、水泵房、箕斗裝載硐室、翻籠硐室、火藥庫、調度室和絞車房等。

礦山建設工程：

礦井生產準備工程：

礦井延深工程：

礦井輔助工程：

井巷工程設計與施工：以掘保采，以采促掘，采掘并舉，掘進先行。

井巷工程研究的核心問題：破巖與維護——有效、經濟、安全。

1.1.2 井巷設計與施工

井巷工程設計是按照礦井生產需要、服務年限和圍巖性質，根據設計規范要求，經濟合理地確定井巷的斷面形狀、尺寸和支護結構等。井巷施工是按照設計要求和施工條件，考慮安全規范要求，采用不 同方法、手段和材料開鑿井筒、巷道或硐室等空間。

井巷施工最基本的過程，就是把巖石從巖體上破碎下來，形成設計所要求的井筒、巷道及硐室等空間。接著要采用一定的支護材料和結構，對這些地下空間進行必要的維護，防止圍巖繼續破碎和垮落。井巷施工方法：普通、特殊、機械 1.2 井巷建筑介質 1.2.1 巖石概述

1.巖石

由一種或多種礦物織成。是組成地殼的基本物質，由礦物或巖屑在地質作用下按一定規律而形成的自然地質體，包括巖漿巖、沉積巖、變質巖。2.巖塊

從地殼中切取出來的小塊體，不包含軟弱面（巖體中的地質遺跡、層理、節理、斷層、裂隙面），近似認為各向同性的連續介質。3.巖體

地下工程周圍較大范圍內的自然地質體。從煤礦采掘工程角度：包括巖石、地下水、瓦斯。巖體的性質復雜，是我們研究的主要對象。

4.表土

建井工作者把覆蓋在地殼上部的第四紀沉積物成為表土，也稱為松散性巖石，如：黃土、流沙、粘土等。5.基巖

表土以下的固結性巖石稱為基巖。巖漿巖、沉積巖、變質巖。6.圍巖 7.煤系地層

1.2.2 巖石的物理性質

1.2.2.1 巖石的相對密度、密度

1．相對密度(曾稱比重)巖石的相對密度是指巖石固體實體積(不包括孔隙體積)的質量與同體積水的質量的比值。

2．密度 巖石單位體積(包括巖石內孔隙體積)的質量，稱為巖石的密度，亦稱質量密度。兩種：干密度和濕密度。前者是單位體積巖石絕對干燥后的質量，后者是天然含水或飽水狀態下的密度。1.2.2.2 巖石的孔隙性

巖石的孔隙性是指巖石的孔隙和裂隙的發育程度，它通常用孔隙度n和孔隙比e來表示。

孔隙度是指巖石試件內各種裂隙、孔隙的體積總和與試件總體積 V之比(常以百分數表示)?？紫侗仁菐r石試件內各種裂隙、孔隙的體積總和與試件內固體礦 物顆粒體積Vc之比。1.2.2.3 巖石的水理性質

1．巖石吸水率：W是指巖石試件在大氣壓 力下吸入水的質量與試件烘干后質量G之比值。

影響吸水率的因素：

⑴巖石所含孔隙，裂隙的數量、大小、開閉程度及其分布情況有關。

⑵試驗條件，試驗表明，整體巖石試件的吸水率要比同一巖石的碎塊試樣吸水率小，隨著吸水水時間的增加，吸水率也會有所增大。吸水率對巖石力學性質有影響。2.巖石的透水性

地下水存在于巖石的孔隙和裂隙之中，而且大多數巖石的孔隙和裂隙是相互貫通的，因而，在一定水壓作用下，地下水可在巖石中滲透，這種巖石能被水透過的性質，稱為巖石的透水性。

影響因素：地下水壓力、巖體應力狀態、孔隙發育程度、連通程度等。

3.巖石的溶蝕性

由于水的化學作用而把巖石中某些組成物質帶走的現象稱為巖石的溶蝕性。導致巖石致密程度降低，孔隙度增大，強度降低。4.巖石的軟化性

巖石浸水飽和后強度降低的性質，稱為軟化性，用軟化系數(ηc)表示。ηc定義為巖石試件的飽和抗壓強度(Rcw)與干抗壓強度(Rc)的比值。5.巖石的膨脹性和崩解性

⑴膨脹性：軟巖浸水后體積增大和響應的引起壓力增大的性質，用膨脹應力和膨脹率來表示。

膨脹應力：巖石與水進行物理化學反應后，隨時間變化會產生體積增大的現象，這時，使試件體積保持不變所需要的壓力稱膨脹應力。

膨脹率：巖石與水進行物理化學反應增大后的體積與原體積的比率。⑵崩解性：軟巖浸水后發生解體的性質。

用耐崩解指數表示：巖石試件在承受干燥和濕潤兩個標準循環后，巖樣對軟化和崩解表現出來的抵抗力。1.2.2.4 巖石的碎脹性

巖石的碎脹性：巖石破碎后因巖塊間空隙增多而總體積增大的性質稱為碎脹性。碎脹程度的大小可用碎脹系數表示。1.2.3 巖石的力學性質 1.2.3.1 巖石的變形特性

㈠靜荷載單向受壓下巖石的變形特征 ⑴應力應變曲線

⑵體積應變,巖石的體積改變量ΔV與原體積 V的比值,也稱體積改變率。也叫碎脹應變。

一般巖石具有在彈性階段體積變小和塑性階段體積增大的特點。巖石在塑性階段體積增大的性質稱為擴容現象,對于研究巷道變形和圍巖對支護造成的壓力等問題有重要意義。⑶三種破壞形式

脆性破壞：永久變形或全變形小于5%者為脆性破壞。具有這種特性的巖石稱為脆性巖石。

塑性破壞：永久變形或全變形大于5%者塑性破壞。具有這種特性的巖石稱為塑性巖石。過度狀態：

（二）巖石在三向靜荷載壓縮下的變形特征 ⑴彈性段與單軸壓縮基本相同；

⑵巖石表現出明顯的由脆性向塑性轉化；

⑶屈服極限，強度峰值、殘余強度與圍壓大小成正比；

⑷大部分巖石在一定臨界圍壓下出現屈服平臺，呈塑性流動現象；

⑸達到臨界圍壓后，繼續提高圍壓，不在出現峰值，應力—應變出現單調增長趨勢。

1.2.3.2 巖石的強度特性與理論

巖石抵抗外載破壞的能力稱為巖石的強度 1．靜荷載下巖石的強度性質

⑴大多數情況下，巖石表現為脆性破壞； ⑵同種巖石強度并非常數，變化很大；

⑶不同受力情況下，巖石的極限強度相差懸殊。

三向等壓抗壓強度>三向不等壓抗壓強度>雙向抗壓強度>單向抗壓強 度>單向抗剪強度>單向抗彎強度>單向抗拉強度。2．動荷載下的巖石強度性質比靜荷載大

3.非連續巖石的強度特性

非連續面（也叫弱面）：層理、節理、斷層和裂隙面等。

當巖石的非連續面與加載方向成30°時，巖石強度最低；而巖石的非連續面與加載方向正交或平行時強度最高。4.莫爾強度理論

5.格里菲斯巖石強度理論 1.2.3.3 巖石的硬度

巖石的硬度是巖石抵抗其他較硬物體侵入的能力。硬度與強度又有區別。1.2.4 巖石的分類

1.2.4.1 巖石分類概述

按成因不同，將巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質巖三類，對于采掘工程來說，又要求對巖石進行定量的區分，以便能正確地進行工程設計，合理地選用施工方法、施工設備、機具與器材，準確地制定生產定額和材抖消耗定額等。因此，提出了巖石工程分級與巖體工程分類問題。1.2.4.2 常見巖石分類方案 1．普氏巖石分類

用一個綜合性的指標” 堅固性系數f”來表示巖石破壞的相對難易程度，R通常稱f為普氏巖石堅固性系數。

f?C10普氏分級的優點：

普氏巖石分級法簡明，便于使用，因而多年來在蘇聯及一些東歐國家獲得廣泛應用。

缺點：它沒有反映巖體的特征。關于巖石堅固性正各方面表現趨于一致的觀點，對少數巖石也不適用，如粘土就鉆眼容易，而爆破困難。根據f的大小將巖石分為10級15種

2．根據錨噴支護需要，按照煤礦巖層特點制定的圍巖分類。3．巖心質量指標分類（RQD）4.圍巖松動圈巖石分類 小松動圈：0～40cm 中松動圈：40 ～150cm 大松動圈：150 ～300cm，甚至更大 1.2.4.3 軟巖的概念

軟巖又稱不穩定巖石、大松動圈巖石等。

井巷工程——圍巖變形量大、變形持續時間長、支護破壞嚴重。

1.3 井巷建筑材料

巷道支護材料：木材、竹材、石材、金屬、水泥、混凝土、鋼筋混凝土和砂漿等。1.3.1 水泥 1）細度

水泥顆粒的粗細對水泥的性質有很大影響。2）凝結時間

水泥與適量的水混合后制成水泥漿，經過一定時間，便會發生物理化學變化而逐漸變稠，失去可塑性，稱為初凝，開始具有強度時稱為終凝。之后其強度逐漸增加，稱為硬化。

初凝和終凝過程稱為凝結過程，強度增長過程稱為硬化過程。

初凝時間和終凝時間。

初凝時間為水泥加水拌和起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間；終凝時間為水泥加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性并開始產生強度所需的時間。

水泥的凝結時間對使用具有重要意義。水泥的初凝不宜過早；水泥的終凝不宜過遲。3）強度 4）水化熱

5）水泥的儲存條件 1.3.1.1 硅酸鹽水泥

硅酸鹽水泥:凡是以適當成分的生料(石灰石、粘土、鐵礦物)燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適當的石膏，磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。

國家標準規定：硅酸鹽水泥的初凝時間不得小于45min，終凝時間不得大于390min。

硅酸鹽水泥的應用

在常用的水泥品種中，硅酸鹽水泥的標號較高，常用于重要結構中的高強度混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土工程。

硅酸鹽水泥的凝結硬化較快，適用于早期強度高、凝結快的工程，地下工程的噴漿及噴射混凝土支護等宜于采用。

硅酸鹽水泥在水化過程中放出大量的熱，因此，適于冬季施工，同樣原因不宜用于大體積混凝土工程。

硅酸鹽水泥抗軟水侵蝕和抗化學侵蝕性差，所以不宜用于受流動的軟水侵蝕和有水壓作用的工程，也不適用于受海水和礦物水作用的工程。1.3.1.2 普通硅酸鹽水泥

凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，簡稱普通水泥。

國家標準規定：普通水泥的強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R六個類型。

1.3.1.3 混合材料及摻混合材料的硅酸鹽水泥 1）水泥混合材料

在水泥磨細時，所摻入的天然或人工的礦物材料，稱為混合材料。

混合材料按其性能可分為活性混合材料和非活性混合材料。

活性混合材料常用的有?；郀t礦渣、火山灰質混合材料和粉煤灰。

火山灰質混合材料包括火山灰、硅藻土、沸石、凝灰 巖、燒粘土、煅燒的煤矸石，煤渣與粉煤灰等。

非活性混合材料例如石英砂、粘土、石灰石、慢冷礦渣等。2）摻混合材料的硅酸鹽水泥 礦渣硅酸鹽水泥：

火山灰質硅酸鹽水泥：

粉煤灰硅酸鹽水泥： 三種水泥共同特性是：

凝結硬化速度較慢，早期強度較低，但后期強度增長較快，甚至超過同標號的硅酸鹽水泥；

水化放熱速度慢，放熱量也低；對溫度的敏感性較高，溫度較低時，硬化很慢，溫度較高時（60～70°C以上）硬化速度大大加快，往往超過硅酸鹽水泥的硬化速度；

抵抗軟水及硫酸鹽介質的侵蝕能力較硅酸鹽水泥高。

這三種水泥的抗凍性差。

礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質硅酸鹽水泥的干縮性大，而粉煤灰硅酸鹽水泥的干縮性小。火山灰質硅酸鹽水泥的抗滲性較高，礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性較好。

除能用于地面外，還特別適田于地下和水中的一般混凝土和大體積混凝土結構以及蒸汽養護的混疑土構件。1.3.2 混凝土

普通混凝土是由水泥、砂、石和水按適當比例配合、拌制而成拌合物，經過一定時間硬化而成的人造石材。1.3.2.1 混凝土的組成材料

1）水泥 混疑土強度的產生，主要是由于水泥硬化的結果。起膠結作用。2）細骨料 在混凝上中，凡粒徑小于4.75㎜的骨料稱為細骨料。一般多以天然砂為細骨料。其中以石英砂為最佳。

3）粗骨料 在混凝土中，凡粒徑大于4.75㎜的骨料稱粗骨料，常用的有卵石(礫石)與碎石兩種。

4）水 凡是能飲用的自來水和清潔的天然水，都能用來拌制和養護混凝土。

污水、酸性水、含硫酸鹽水和含油脂、糖類的水均不許 使用。

1.3.2.2 混凝土的主要技術性質 1）混凝土拌和物的和易性

混凝土拌合物的和易性，是指新拌合的混凝土拌合物在保證質量均勻、各組成成分不離析的條件下，適合于攪拌、運輸、澆灌和搗實的綜合性質。它包括有流動性；粘聚性；保水性等三方面的性能。2）混凝土的強度與強度等級

混凝土強度包括抗壓、抗折、抗剪、抗彎等，其中以抗壓強度為最大，在工程中為主要的承壓構件。

按其強度不同分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共16個強度等級。

影響混凝土強度的因素很多，其中水泥強度等級與水灰比是影響混凝土強度的主要因素。

1.3.2.3 混凝土外加劑

在混疑土拌和時或拌和前摻入的、其摻量一般不大于水泥重量5％，并能顯著改善混凝土性能的材料稱為混凝土外加劑。

1)減水劑 能保持混凝土混合物的和易性不變而顯著減少其拌和水量的外加劑稱為減水劑。減水劑有多種，如M型(木質磺酸鈣)、MF型等。

2)速凝劑 速凝劑的作用是使混凝土快凝并迅速達到較高強度，噴射混凝土一般都需摻速凝劑。紅星I型和71l型等速凝劑的性能如下：加速水泥硬化，初凝l～5min，終凝l0min以內；提高混凝土早期強度，但摻入這兩種速凝劑的混凝土后期強度降低。1.3.2.4 混凝土的配合比

混凝土配合比是指混凝土各組成材料數量之間的比例關系。

合理確定水泥、水、砂與石子這四項基本組成材料用量之間的三個比例關系。即水與水泥之間的比例關系，常用水灰比表示；砂與石子之間的比例關系，常用砂率表示；水泥漿與骨料之間的關系，常用單位用水量表示。

混凝土水灰比（水:水泥）是決定混凝土強度及其和易性的重要指標。1.3.3 鋼材

金屬材料作支架有許多優點：強度大，可支撐較大的地壓，使用期長，可多次復用，安裝容易，耐火性強，必要時也可制成可縮性結構。初期投資雖然大些，但可回收，總成本還是經濟的。1.3.3.1 常用鋼材分類

按品質：普通鋼、優質鋼、高級優質鋼。

按化學成分：碳素鋼、合金鋼（低、中、高）。

按用途：型鋼、鋼筋、工具鋼。

碳素鋼、低合金鋼：型鋼和鋼筋、鋼絲、錨具，以及礦山工程中常用的鋼絞線、錨桿螺紋鋼等。

1.3.3.2 常用建筑鋼材的主要化學成分

碳素鋼：以鐵為基體，除含碳外，還含有少量的硅、錳、硫、磷等。屬鋼中的伴隨元素。

1.3.3.3 常用建筑鋼材的力學性能與特點

作為主要的受力結構材料，主要力學性能有抗拉性能、抗沖擊性能、耐疲勞性能及硬度。

1.3.3.4 常用鋼材加工方法及對鋼材性能的影響 1）冷加工強化 2）時效強化 3）熱處理 4）焊接

1.3.3.5 礦用鋼材種類、特點和要求

常用的礦用鋼材有工字鋼、角鋼、槽鋼、輕便鋼軌、礦用工字鋼以及礦用特殊型鋼等。

礦用工字鋼也稱鋼梁，作梁、作腿。

礦用特殊型鋼U18、U25、U29、U36。制作可縮性拱型支架。槽鋼規格：120㎜×53㎜×5㎜；12＃。與錨索組合支護。1.3.4 木材

常用的坑木有松木、杉木、樺木、榆木和柞木等。其中以松木用得最多。

巷道斷面設計

巷道斷面設計主要是選擇斷面形狀和確定斷面尺寸。

巷道斷面設計原則：在滿足安全、生產和施工要求的條件下，力求提高斷面利用率，取得最佳的經濟效果。

巷道斷面設計的內容和步驟

㈠選擇巷道斷面形狀和支護方式；

㈡確定巷道凈斷面尺寸，計算巷道的設計掘進斷面尺寸，算出巷道的計算掘進斷面尺寸；

㈢布臵水溝與管纜；

㈣繪制巷道斷面施工圖，特征表、工程量表、材料消耗量表。2.1 巷道斷面形狀的選擇

按構成的輪廓線分：折線形、曲線形；矩形類、梯形類；拱形類和圓形類。

巷道斷面形狀

選擇巷道斷面形狀主要考慮：

㈠作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇巷道斷面形狀時起主要作用。㈡巷道用途和服務年限是選擇巷道斷面形狀不可缺少的重要因素。

㈢礦區的支架材料和習慣使用的支護方式，也直接影響巷道斷面形狀的選擇； ㈣掘進方法和掘進設備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。

㈤需要風量大的礦井，選擇通風阻力小的斷面和支護方式，有利于安全和具有經濟效益。

巷道所處的位臵及穿過的圍巖性質也應重視。2.2 巷道斷面尺寸的確定

2.2.1 巷道凈寬度的確定

直墻拱形巷道的凈寬度系指巷道兩側內壁或錨桿露出長度終端之間的水平間距。

矩形巷道的凈寬度，系指巷道兩側內壁或錨桿露出長度終端之間的水平間距。

梯形巷道，當其內通行礦車、電機車時，凈寬系指車輛頂面水平的巷道寬度；當其內不通行運輸設備時，凈寬系指自底板起1.6m高水平的巷道寬度。

2.2.2 巷道凈高度的確定

1．矩形、梯形巷道凈高：自渣面或底板到頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度。

2．拱形巷道凈高：自渣面至拱頂內沿或錨桿露出長度終端的高度。主要是確定凈拱高和自底板起的墻高。H=h0+h3-hb H—拱形巷道凈高； h0—拱形巷道拱高； h3—拱形巷道墻高； hb—巷道內道碴高度。

⑴拱高h0 高跨比。半圓拱：h０=R=B/2，圓弧拱：B/3，個別h０=2B/5 ⑵壁（墻高）h3 自巷道底板至拱基線的垂直距離

架線電機車導電弓子頂端與巷道拱壁間最小安全間隙要求、管道的裝設要求、人行高度要求、1.6m高度人行道寬度要求以及設備上緣至拱壁間最小安全間隙要求，按圖2.4、2.5和表2.5中公式計算，取其最大值，按只進不舍原則，0.1m進級。

無軌運輸巷道凈高度，除滿足行人、通風等要求外，運輸設備的頂部距巷道頂部（支護）或管線下緣的距離不得小于0.6m，最后確定的凈高度要滿足安全間隙對巷道高度的要求。

一般，架線電機車運輸的巷道，按其中架線電機車導電弓子和管道裝設要求計算即能滿足要求；其它如礦車運輸、僅鋪設輸送機或無運輸設備的巷道一般只按行人高度要求即能滿足要求，但在人行道范圍1.8m以下，不得架設管線和電纜。

2.2.3 巷道的凈斷面面積 1．矩形巷道凈斷面積：S＝BH B—巷道凈寬； H—巷道凈高。

2．梯形巷道凈斷面積：S＝(B1+B2)H/2； B1、B2—巷道頂梁、底板處凈寬； H—巷道凈高。

3．半圓拱巷道：S＝B(0.39B+h2)h2—渣面起巷道壁的高度。

4．圓弧拱巷道：S＝B(0.24B+h2)2.2.4 巷道風速驗算

生產礦井的巷道通常兼作通風用，因此還要進行最優的風速驗算：

Q V??VmaxSV——通過巷道的風速，m／s； Q——通過巷道的風量，m3／s； S ——巷道的凈斷面面積，m2 Vmax——巷道允許通風的最高風速，m／s。

《煤礦安全規程》規定如右表，《煤礦工業設計規范》規定：礦井主要進風巷的風速一般不大于6m／s；輸送機巷道采區風巷一般不大于4m／s。設計時，應在不違反《煤礦安全規程》的原則下，按規范要求確定巷道斷面，以留有余地。

2.2.5 巷道的設計掘進面積

確定巷道的設計掘進面積首先必須確定支護參數和道床參數，然后根據表2.4、2.6或2.7中的有關公式進行計算。

（一）支護參數的確定

支護是影響煤礦技術經濟指標和安全生產的關鍵技術問題，長期以來，棚式支架和磚石、混凝土砌碹是支護的主要形式，近年來，金屬支架和錨噴支護得到發展。支架參數的選取，就是確定坑木的直徑、金屬和鋼筋混凝土構件的斷面高度以及背板厚度、噴層的厚度或錨桿外露的長度，所有這些只寸的選取方法，將在第六章中介紹。

（二）道床參數的選擇

道床參數的選擇是指鋼軌型號、軌枕規格和道碴高度的確定。

①鋼軌型號是根據巷道類型、運輸方式及礦車容積與軌距來選取，以每米長度的質量表示。常用的有15、22、30和38kg/m。

②軌枕規格：軌枕的類型和規格應與選用的鋼軌型號相適應。表2.10 ③道碴高度：一股采用堅硬的碎石或不易風化的矸石或卵石做道碴，顆粒度以20~30mm為宜。

（三）巷道設計掘進斷面

巷道凈尺寸加上支護和道床參數便可得到巷道的設計掘進尺寸，從而求得巷道設計掘進斷面積。

2.2.6 巷道計算掘進斷面積

考慮到巷道在施工中出現超挖觀象，因此，設計掘進斷面尺寸應

加上允許超挖值δ(75mm)，作為計算掘進斷面尺寸。并以此計算出巷道的掘進工程量和支護材料消耗量。

2.3 水溝與管纜的布臵

2.3.1 水溝設計 2.3.1.1水溝布臵

（1）水平巷道及傾角小于16°的傾斜巷道的水溝，一般布臵在人行側。也可布臵在非人行側；少穿越運輸線路。

（2）在傾角大于16°的巷道中，當涌水量小或巷道較窄時，水溝與人行臺階可在巷道同側平行或重疊布臵；當涌水量較大或巷道較寬時，水溝和人行臺階可分設在巷道兩側。

（3）專用排水行道、中間設人行道的巷道、有底鼓的巷道和鋪設整體道床的巷道，水溝也可布臵在巷道中間。

（4）巷道橫向水溝，一般應布臵在含水層的下方、上（下）山的下部車場的上方、膠帶機接頭硐室的下方或出水點處。

（5）金屬或木支架巷道的水溝為使立柱牢固和流水暢通，水溝中線與立柱之間的距離應大于0.5m，或者水溝與立柱的最小距離應大于0.3m。（6）在水平和傾斜的砌碹巷道中，可將沿水溝一側的巷道基礎加寬

50mm以上，以便搭設水溝蓋板，同時應使水溝底板掘進面比巷道基礎淺50~100mm。

（7）在傾角小于或等于10°的行人及車輛來往頻繁的主要巷道，水溝上面要加設蓋板，蓋板頂面應與道渣面平齊。2.3.1.2 水溝砌筑

永久性和臨時性水溝?；炷翝仓⑵鲋摻罨炷令A制。2.3.1.3 水溝坡度和流速

3‰～5‰的坡度，與巷道一致。平巷不宜小于3‰，巷道中橫向水溝的坡度不宜小于2‰，采區中的其他巷道可選用5‰。

水溝采用混凝土砌筑時最大流速為5～10m/s，不襯砌的水溝為3～4.5m/s。水溝的最小流速，應以不使煤泥等雜物沉淀為原則，其值一般不應小于0.5m/s。2.3.1.4 水溝的斷面

對稱倒梯形、半倒梯形和矩形。水溝的斷面尺寸，根據水溝的流 量、坡度、支護材料和斷面形狀等確定。設計部門提供。2.3.1.5 水溝蓋板

為行人方便，大巷及小于15°上（下）山的水溝，一般設臵蓋板。規格及材料消耗見表2-12。蓋板的寬度比水溝凈寬加寬150mm，厚度不小于50mm，采用鋼筋混凝土預制板。無運輸設備的巷道、大于15°上（下）山和采區巷道的水溝可不設蓋板。2.3.2 管纜布臵 2.3.2.1 管道布臵

（1）管道通常應部臵在人行道一側，也可布臵在非人行道一側。管道架設可采用管墩架設、托架固定或錨桿懸掛等方式，并考慮檢修方便。若架設在人行道上 方，管道下部與道渣面或水溝蓋板面保持1.8m和1.8m以上的距離，若架設在水溝上，應以不妨礙清理水溝為原則。（2）當管道與管道呈交叉和平行布臵時，應保證管道之間有足夠的更換距離。管道架設在平巷頂部時，應不防礙其他設備的維修與更換。（3）管道與運輸設備之間必須留有不小于0.2m的安全距離。

（4）在架線式電機車運輸巷道內，為防止電流腐蝕，管道應盡量避免沿巷道底板架設。

2.3.2.2 電纜布臵

（1）通信電纜和動力電纜不宜設在同一側。如受條件限制設在同一側時，通信電纜應設在動力電纜上方0.1m以上的距離處，以防電磁場作用干擾通訊信號。（2）電纜與管道在同一側敷設時，電纜要懸掛在管道上方并保持0.3m以上的距離。

（3）電纜懸掛高度應保證當礦車掉道時不會撞擊電纜，或者電纜發生墜落時，不會落在軌道上或運輸設備上。

（4）高壓電纜和低壓電纜在巷道同側布臵時，相互之間距離應大于0.1m以上；同時高壓電纜之間、低壓電纜之間的距離不得小于50mm，以便摘掛方便。（5）人行道一側最好不敷設動力電纜。

2.3.3 繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表

巷道斷面施工圖按1:50的比例繪制，并附巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表。不同軌距的巷道斷面施工圖已由設計單 位編出。

2.4 巷道斷面設計示例

[例題)某煤礦，年設計能力為90萬t，低瓦斯礦井，中央分列式通風，井下最大涌水量為320m3/h。通過該礦第一水平東翼運輸大巷的流水量為160m3/h，采用ZK10—6/250架線式電機車牽引1.5噸礦車運輸，該大巷穿過中等穩定的巖層，巖石堅固性系數f =4～6，需通過的風量為48m3/s 巷道內敷設一趟直徑為200mm的壓風管和一趟直徑為l00mm的水管。試設計運輸大巷直線段的斷面。

2.4.1 選擇巷道斷面形狀、年產90萬噸礦井的第一水平運輸大巷，一般服務年限在20年以上，采用 600mm軌距雙軌運輸的大巷，其凈寬在3m以上，又穿過中等穩定的巖層，故選用螺紋鋼樹脂錨桿與噴射混凝土支護，半圓拱形斷面。2.4.2 確定巷道凈斷面尺寸

㈠確定巷道凈寬度B 查表2-2知ZK10—6/250電機車寬A1=1060㎜，高h=1550㎜；1.5噸礦車寬1050㎜，高1200㎜。根據《煤礦安全規程》，取巷道人行道寬C=840㎜，非人行道一側寬a=400㎜。又查表2-3知本巷雙軌中心線b=1300㎜，兩電機車之間的距離為：1300-（1060/2+1060/2）=240㎜﹥200mm故巷道凈寬度B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=3600㎜。㈡確定巷道拱高h0 半圓拱巷道拱高h0=B/2=3600/2=1800㎜，半圓拱半徑R=h0=3600/2=1800㎜

㈢確定巷道壁高h3 按架線電機車導電弓子要求確定h3由表2-5中半圓拱巷道壁高公式得

h3?h4?hc?(R?n)2?(k?b1)2 h3?2000?410?(1800?300)2?(360?870)2?1552

2.按管道裝設要求確定h3

h3?h5?h7?hb?R2?(K?m?D/2?b2)

2h3?1800?900?220?18002?(360?300?335/2?430)2?1633

3.按人行高度要求確定h3 h3?1800?hb?R2?(R?j)2

h3?1800?220?18002?(1800?200)2?1195

綜上計算，并考慮一定的余量，確定本巷道壁高為h3=1820㎜。則巷道高度H=h3-hb+h0=1820-220+1800=3400㎜。㈣ 確定巷道凈斷面面積S和凈周長P 由表2-6得凈斷面面積S=B（0.39B+h2）

式中：h2為道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1820-220=1600㎜。故S=3600×（0.39×3600+1600）=1081400㎜2=10.8㎡ 凈周長P=2.57B+2h2=2.57×3600+2×1600=12500㎜=12.5m ㈤ 用風速校核巷道凈斷面面積 查表2-8，知Vmax=8m/s，已知通過大巷風量Q=48m3/s，計算得：

Q48V???4.44?8

S10.8

設計的大巷斷面面積、風速沒超過規定，可以使用。㈥ 選擇支護參數

本巷道采用錨噴支護，根據巷道凈寬3.6m、穿過中等穩定巖層即屬Ⅲ類圍巖、服務時間大于l0年等條件，確定選用錨固可靠、錨固力大的樹脂錨桿，桿體為￠18mm螺紋鋼，每孔安裝兩個樹脂藥卷，錨固長度≥700mm，設計錨固力≥80kN。錨桿長度2.0m，成方形布臵，其間排距0.80m×0.80m，托板為8×150×150mm的方形鋼板。噴射層厚T1=100mm，分兩次噴射，每次各噴50mm厚，故支護厚度T=T1=100㎜。㈦選擇道床參數

根據本巷道通過的運輸設備，已選用30kg/m的鋼軌，其道床參數hc、hb分別為410㎜和220㎜，道渣至軌面高度ha=hc-hb=410-220=190㎜。采用鋼筋混凝土軌枕。

㈧確定巷道掘進斷面面積 表2.6公式

巷道設計掘進寬度 B1=B+2T=3600+2×100=3800㎜。巷道計算掘進寬度 B2= B1+2δ=3800+2×75=3950㎜。巷道設計掘進高度 H1=H+hb+T=3400+220+100=3720㎜。巷道計算掘進高度 H2=H1+δ=3720+75=3795㎜。

巷道設計掘進斷面面積S1=B1（0.39B1+h3）=3800×（0.39×3800+1820）=12547600㎜2，取S1=12.55㎡。

巷道計算掘進斷面面積S2=B2（0.39B2+h3）=3950×（0.39×3950+1820）=13273975㎜2，取S2=13.27㎡。2.4.3 布臵巷道內水溝和管纜

已知通過本巷道的水量為160m3/h，采用水溝坡度為0.3%，查表2-12得：水溝深400㎜、水溝寬400㎜，水溝凈斷面面積0.16㎡；水溝掘進斷面面積0.203㎡，每米水溝蓋板用鋼筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水溝用混凝土0.133m3。管子懸吊在人行道一側，電力電纜掛在非人行道一側，通信電纜掛在管子上方，如圖2-9所示。

2.4.4 計算巷道掘進工程量和材料消耗量 表2.6公式 每米巷道拱與墻計算掘進體積V1=S2×1=13.27×1=13.27m3；

每米巷道墻腳計算掘進體積V3=0.2×（T+δ）×1=0.2×（0.1+0.075）×1=0.04m3；

每米巷道拱與墻噴射材料消耗V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]×1 =[1.57（3.95-0.10）0.10+2×1.82×0.10]×1=0.968m3；

每米巷道墻腳噴射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；

每米巷道噴射材料消耗（不包括損耗）V= V2+ V4=0.968+0.02=0.988 m3； 每米巷道錨桿消耗N=（P1-0.5a）/aa′ 式中，P1為計算錨桿消耗周長, P1=1.57B2+2h3=1.57×3.95+2×1.82=9.84m；、a、a′為錨桿間距、排距a = a′=0.8m。

故 N=（9.84-0.5×0.8）/0.8×0.8=14.75根 折合質量為 14.75 [lπ（d/2）2ρ]=14.75 [2.00×3.14（0.018/2）×7850]=58.90kg l——錨桿長度，l=2.0m； d——錨桿直徑，d=18mm；

ρ——錨桿材料密度，ρ=7850kg/m3。

每排錨桿數 N ×0.8=14.75 ×0.8=11.8根≈12根

每米巷道粉刷面積 Sn=1.57B3+2h2=1.57 ×3.75m+2 ×1.60m=9.1m2 式中 B3——計算凈寬，B3=B2-2T=3.95m-2×0.10m=3.75m。

2.4.5 繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道掘進工程量材料消耗量表.根據以上計算結果，按1：50比例繪制出巷道斷面圖（圖2-10），并附上工程量及材料消耗量表。這些施工圖表發至施工單位，作為指導施工的依據。

巷道斷面設計練習

某煤礦，年設計能力為180萬t，低瓦斯礦井，中央并列式通 風，井下最大涌水量為350m3/h。通過該礦第一水平運輸大巷的流 水量為180m3/h，采用ZK14—9/550架線式電機車牽引1.5噸礦車運 輸，該大巷穿過中等穩定的巖層，巖石堅固性系數f =4～6，需通 過的風量為56m3/s。巷道內敷設一趟直徑為200mm的壓風管和一 趟直徑為l00mm的水管。試設計運輸大巷直線段的斷面。

第二篇：井巷工程

一、名詞解釋

1、巖石的空隙比是指巖石中各種孔隙、裂隙體積占巖石內固體部分實體總體積的百分比。

2、圍巖分類為了判定巷道周圍巖體的穩定性并合理選擇支護類型對較大范圍內的巖體加以量的區分稱為圍巖分類。

3、正向起爆起爆藥包裝在眼口端爆轟波由外向里傳爆的起爆方式。

5、毫秒爆破利用毫秒雷管或其他設備控制爆破的順序使每段之間只有幾十毫秒的時間間隔。

6、井巷：為了勘探、開拓及開采礦床或為達到其他開采技術的目的在有用礦物礦床或巖石中進行開鑿工作時所形成的孔洞叫做巷道。

7、礦壓控制：人為地調節、改變和利用礦山壓力的各種措施叫做礦壓控制。

8、冒落拱：圍巖的變形移動較大時往往會引起巷道頂部的巖石冒落最后趨于穩定的邊界都形成拱形稱為冒落拱。

10、光面爆破：根據施工圖紙的要求在巷道和地下工程掘進爆破后成形規整、表面光滑輪廓線以外的巖石不受擾動或破壞很小盡可能地保持圍巖自生強度這種人為控制的爆破方法就叫做光面爆破。

12、馬頭門：副井井筒與井底車場連接的擴大斷面部分。

13、交岔點：是指巷道相交或分岔的地點。

14、炸藥的敏感度：炸藥在外界能量的作用下發生爆炸的難易程度。

15、井巷礦壓：是指由于在地下巖體中進行采掘活動引起的作用在巷道、硐室等周圍巖體中或支撐物上的壓力。

16、自然平衡拱巷道：開挖后圍巖一部分巖體會失去平衡而向下塌落塌落部位以上及兩側巖體處于新的平衡狀態而穩定塌落邊界呈拱形這個拱稱為自然平衡拱。

17、殉爆：某處炸藥爆炸時通過某種惰性介質例如空氣中產生的沖擊波引起另一處炸藥爆炸的現象。

18、礦壓顯現：由于礦山壓力作用使圍巖、煤體和各種人工支撐物產生的種種力學現象

1.圍巖：巷道附近受擾動的巖石。

2.最小抵抗線：炸藥藥包中心到自由面的垂直距離。

3.巖石孔隙率：巖石內的各種裂隙、空隙的體積和巖石總體積的比值。

4.混凝土和易性：是指混凝土混合物在保證質地均勻，各組成成分不離析的條件下，適合于拌和、運輸、澆灌和搗實的綜合性質。它包括流動性、粘聚性和保水性三方面的含義。5.半煤巖巷：在巷道掘進斷面中巖層面積占掘進斷面面積的1/5~4/5的巷道。

6.正規循環作業：在規定的循環時間內，按作業規程、爆破圖表和循環圖表的規定，完成全部工序和工作量，取得預期的進度。

7.爆破作用指數：通常把爆破漏斗半徑與最小抵抗線的比值稱作爆破作用指數。

8.巷道快速掘進：采用合理的破巖、裝運和支護技術，科學管理施工各個工序，使得每個工序用時最少、各個工序之間轉換順暢，使巷道施工技術和組織管理得到良好發揮。9.普氏系數：即巖石堅固性系數f，其值為巖石單軸抗壓強度除以10來表示。

10.一次成巷：把巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌三個分部工程視為一個整體在一定的距離內，按設計及質量標準要求，互相配合，前后連貫的最大限度的同時施工。

11.殉爆距離：帶有雷管的主發藥包爆炸時能連續三次使相隔一定距離的另一同種藥包也爆炸的最大距離（m）。

12.二次支護：初次支護完成后，為了進一步提高巷道安全穩定性而采用的剛度較大的支護結構和支護方法。

13.裝藥系數：炮眼內裝藥的長度與炮眼長度的比值。

14.循環圖表：為了組織循環作業，在施工時將掘進循環中各工序的持續時間、先后順序和相互間的銜接關系，用圖表的形式表示出來，該圖表即為循環圖表。15.周邊眼：爆落巷道周邊巖石最終形成巷道設計斷面輪廓的炮眼。16.工程軟巖：在工程力作用下表現出明顯的塑性變形等特征的巖石。

17、巖石可爆性：表征巖石爆破的難易程度。

18、偶合裝藥：藥卷與炮眼之間沒有或很小的間隙。

19、裝藥集中度：單位炮眼長度的平均裝藥量。

20、腰線：為了指示巷道掘進的坡度而在巷道兩幫上給出的方向線。

21、猛度：－炸藥爆炸瞬間爆轟波和爆轟產物對鄰近的局部固體介質的破碎能力，用一定規格的鉛柱被壓縮的程度來表示。

22、氧平衡：用來表示炸藥內含氧量與充分燃燒可燃元素所需氧量之間的關系，通常用每克炸藥不足或多余的氧的克數或百分數來表示。

23、毫秒爆破：利用毫秒雷管控制放炮的順序，使每段之間只有幾十毫秒的間隔。

24、爆力：爆生氣體在高溫下膨脹做功破壞周圍介質的能力。

25、光面爆破：是指爆出的巷道斷面輪廓平整光潔、超挖量小，圍巖炮震裂隙少、穩定性高，便于錨噴支護的一種爆破方法。

26、交岔點：巷道相交或分岔地點處的那段巷道。

27、井巷工程：為采礦或其他目的在地下開掘的井筒、巷道和硐室等工程，總稱為井巷工程。

28、錨噴支護：以錨桿和混凝土噴層為主要支護結構的一系列支護形式的總稱。

29、采區巷道：指直接為生產服務的各類巷道，多布置于煤層或煤層附近，一般又可稱為煤層巷道。

30、RQD：巖心質量指標，是指長度大于10cm的巖心的總長度占鉆孔總長度的比值。

31、爆破作業圖表：在正確確定各種爆破參數的基礎上，編制出來的指導和檢查鉆眼工作的技術文件。

32、最大安全電流：給電雷管通以恒定電流5分鐘不爆的電流最大值。

33、巖石的碎漲性：是指巖石破碎以后的體積將比整體狀態下的體積增大的 性質。2.34、巖體：地下工程周圍較大范圍內的自然地質體。

35、輔助眼：又稱崩落眼，是大量崩落巖石和繼續擴大掏槽的炮眼。

36、水灰比：水與水泥之間的比例關系。

37、巖石的空隙比：是指巖石中的各種孔隙、裂隙的體積占巖石內固體部分 實體總體積的百分比。

38、混凝土配合比是指混凝土各組成材料間的數量(質量)比例關系。

39、巷道施工中除了要求及時將巖石運出掘進工作面外，還需要將大量的材料、設備和人員運往工作面，這類工作稱為輔助運輸。40、噴射混凝土支護是以壓縮空氣為動力，用噴射機將細骨料混凝土以噴射的方法覆蓋到需要維護的巖面上，凝結硬化后形成的混凝土結構的支護方式。

三、填空題

1、巖石的特征很大程度上取決于它的力學性質。

2、巖體的性質除取決于巖塊性質外在很大程度上受其結構的影響。

3、巖石的抗拉強度/單項抗壓強度1/51/38

4、普氏認為巖石堅固性在各方面的表現是趨于一致的難破碎的巖石用各種方法都難于破碎容易破碎的巖石用各種方法都容易破碎。

5、在采礦工程中為了提高破碎效率合理地選擇鉆眼爆破參數對小范圍的巖石加以量的區分稱為巖石分級。

6、頂壓的大小取決于冒落拱的大小而冒落的大小與頂板巖石的性質、巷道的寬度有關。

7、巷道埋深越大變形越大圍巖壓力越大。

10、風動鑿巖機工作面風壓應不低于0.5 Mpa。

11、氣腿式鑿巖機使用的釬尾長度為108mm其偏差規定為±0.1mm釬尾端面應垂直釬 2 桿軸線并要平整。

12、MS—12S型煤電鉆鉆眼時由供水開關控制實現濕式鉆眼噴水后其平均粉塵濃度僅為干式鉆眼時粉塵濃度的5。

13、在外界能量作用下自身進行高速的化學反應。同時產生大量的高溫高壓氣體和熱量這種物質稱為炸藥。

14、炸藥主要由C/H/O/N四種元素組成它爆炸時不需要外界供氧只靠自身的氧平衡就可以進行爆炸反應。

15、炸藥爆炸反應的放熱性生成氣體產物化學反應和傳播的高速性是炸藥爆炸的三要素。

16、由于環境和引起化學變化的條件不同一種炸藥可能具有三種不同形式的化學變化即緩慢分解、燃燒和爆炸。

17.、炸藥對周圍介質產生強烈沖擊和壓縮作用使其發生變形、破壞和拋擲這種作用可分為 動、靜 作用兩部分。

19、為了保證通風效果局部通風機必須安裝在通有新鮮風流的巷道內并距掘進巷道口不得小于10m以避免產生循環風流。

20、爆破圖表是指導和檢查鉆眼爆破作業的技術文件。其內容分三部分第一部分是爆破條件第二部分是炮眼布置圖并附有說明書第三部分是安全措施及預期爆破效果。

1、井巷掘進最基本的過程就是將一部分巖石從巖體中破碎下來形成設計要求的井筒、巷道和硐室等斷面形狀和尺寸然后對周圍巖體加以控制維護這些掘進空間的穩定以防止圍巖的破碎坍塌。因此破碎巖石和防止巖石破碎就成為井巷工程中解決的一對主要矛盾。

2、鉆眼機械按使用的動力不同可分為風動鑿巖機、電動鑿巖機、內燃和液壓鑿巖機。按破 4 巖機理可分為沖擊式、旋轉式和旋轉沖擊式三類。井巷掘進在巖石上鉆眼主要采用沖擊式風動鑿巖機在煤及軟巖中鉆眼主要采用旋轉式煤電鉆。

3、炸藥爆炸的三要素為放熱性、生成氣體產物、化學反應和傳播的高速性。影響穩定爆轟的主要因素藥卷直徑、炸藥密度、起爆沖能、其他因素。

4、電雷管按用途可分為煤礦非許用電雷管和煤礦許用電雷管兩類。煤礦非許用電雷管有普通瞬發電雷管、秒延期電雷管和毫秒延期電雷管煤礦許用電雷管有煤礦許用瞬發電雷管和煤礦許用毫秒電雷管。

6、影響爆破作用的因素有炸藥性能和裝藥結構、爆破方法、爆破參數與爆破工藝、巖石性質與地質構造。

7、掘進工作面的炮眼按其用途和位置不同可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼三類。

8、掘進中的裝藥結構有正向裝藥與反向裝藥、不耦合裝藥、眼底集中空氣柱裝藥。

10、巷道施工方法基本有兩種一種是鉆眼爆破法、另一種是掘進機法。

四、簡答題

1、影響穩定爆轟的主要因素是什么

答1藥卷直徑 2炸藥密度 3起爆沖能 4其他因素。包括藥包外殼的強度、炸藥的粒度、變質程度以及填塞質量等。

2、爆破引起瓦斯爆炸的因素有哪些預防爆破引起瓦斯爆炸的措施是什么

答1引起因素空氣沖擊波、熾熱的固體顆粒、爆炸生成的高溫氣體。2預防措施加強通風避免瓦斯超限嚴格執行一炮三檢制和三人連鎖放炮制。

3、掘進工作面上的炮眼按用途不同分為哪幾種它們的作用各是什么

答

分為三種掏槽眼、輔助眼崩落眼、周邊眼。掏槽眼首先將工作面某部分巖石破碎下來使工作面形成第二個自由面為其他炮眼爆破創造有利條件。輔助眼充分利用掏槽眼所創造的自由面最大限度均勻地將巖石崩落并為周邊眼的光面爆破創造條件。周邊眼控制巷道設計斷面輪廓的形成。

二．光爆的特點和標準是什么特點：

1、巷道形成好，符合設計要求，減少超挖值

2、圍巖受爆破震動小，圍巖的自身承載能力大，有利錨噴，支護也好

3、爆破后較少出現 危巖 有利于安全作業

4、炸藥消耗少，但鉆眼工作增加，鉆眼與爆破操作質量要求高;標準：

1、巖石上留下具有均勻眼痕的周邊眼數應不小于其總數的50%

2、超挖值不大于150MM，欠挖不得超過質量標準規定

3、巖石上不應有明顯炮震裂縫

4、錨桿支護的工作原理是什么 答1加固拱作用 2懸吊作用 3組合梁作用 4圍巖補強作用 5減小跨度的作用

2、畫圖并說明沖擊式鑿巖機的破巖機理。

答 鑿巖機是利用壓氣推動機體內的活塞前后移動打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖機理如圖所示。釬刃在沖擊力F的作用下鑿入巖石鑿出深度為 圖見課本P34 h的溝槽Ⅰ—Ⅰ然后將釬子轉動一角度β再 次沖擊此時不但鑿出溝槽Ⅱ—Ⅱ而且兩條溝 槽之間的巖石也被沖擊時產生的水平力H剪 切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上必須 及時排除巖石碎屑。沖擊、轉釬、排粉往復 循環地持續進行便可鑿出圓形炮眼。5

3、巷道斷面設計的基本原則及巷道斷面形狀選擇主要取決的因素。

答 基本原則在滿足煤礦安全、生產施工等方面技術要求的前提下最大限度地提高斷面利用率縮小斷面、降低造價有利于加快施工速度以獲得最大的經濟效益。主要因素1巷道的位置及圍巖的性質 2巷道的用途及服務年限 3支護方式和支護材料 4掘進方法及設備 5通風要

4、硐室施工特點。答1硐室的斷面大、變化多、長度短、服務年限長、工程質量要求高一般要求具有隔爆、防潮和防火等性能。2硐室周圍井巷工程較多一個硐室常與其他硐室或井巷相連故其受力狀態復雜難以準確分析施工難度大支護比較困難。3多數安有多種機電設備故多數內還要澆筑機電設備基礎預留管線溝槽安裝起重梁等。

5、巷道遇含水層的施工方法。

答:掘進巷道時常采用疏、堵或疏堵結合的方法來防水。疏即利用鉆孔或放水巷道放水。堵就是用注漿的方法堵住流水進入巷道圍巖的裂隙或空洞。例如煤巷掘進探水法、石門探水法、利用鉆孔放水的方法、注漿堵水、改道繞行等等。

3、采區巷道與主要運輸巷道施工條件相比具有哪些特點

答1采區巷道所穿過的煤及圍巖的堅固性較小掘進較容易但其穩定性較差同時采區巷道還要受到采動的影響在施工的同時不但要注意頂板的管理而且還要.2.簡述下坡施工的特點。（6分）

答：⑴ 下山破巖施工中應特別注意坡度，使其符合設計要求。⑵ 下山掘進時沒有瓦斯積聚問題，通風工作比向上掘進時容易。

⑶ 下山掘進時裝巖工作比較困難，裝巖時間通常占循環時間的60％，因此它盡量采用機械裝巖，而不采用人工裝巖。

(4)根據下山傾角大小和排矸量，選擇鏈板輸送機、皮帶輸送機、礦車、箕斗等設備。(5)下山排水，根據其來源不同和水量大小而采取不同的對策。

(6)在安全上特別注意跑車問題，應該設置擋車器、阻車器等設備。7說明錨桿支護的組合拱作用原理？ 答：單根錨桿作用會形成以錨頭和緊固端為端點的錐形體壓縮區，如果將錨桿巖拱形巷道斷面按一定間距排列，每根錨桿形成的錐形壓縮區彼此重疊鏈接，在圍巖中形成一個均勻的連續壓縮帶，即組合拱。（3分）它不僅能保持自身的穩定，而且能夠承受地壓，阻止圍巖的松動和變形。（1分）9 巷道支護主要分為三種類型 第一類為被動支護形式包括木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等。第二類是以錨桿支護為主旨在改善巷道圍巖力學性能的積極支護形式包括錨噴支護、錨網支護等。第三類是以錨桿和注漿加固為主的積極主動加固形式如錨注支護等能明顯改善破裂巖體力學特性支護結構整天性好承載能力高支護效果好。

四、錨桿支護的作用原理

1、懸吊作用原理：認為錨桿支護是通過錨桿將不穩定的巖層和危石懸吊在上部堅硬穩巖的巖體上，以防其滑落

2、組合梁作用原理:把層狀巖體看成一種梁，沒有錨固時，它們只是簡單疊加在一起，若有錨桿將各層巖石錨固稱組合梁，層間摩擦阻力大為增加，從而增加了組合梁的抗彎強度和承載能力

3、擠壓加固作用原理:對于被縱橫交錯的弱面所切割的塊狀或破裂狀圍巖，在錨桿擠壓作用下，在每根錨桿周圍都形成一個以錨桿兩頭為點的錐形壓縮區，各錨桿所形成的壓縮區彼此重疊，便形成一條拱形連續壓縮帶

四、圍巖分類法與普氏巖石分級法在應用上有什么區別。答普氏巖石分級法用一個“堅固性系數”這一指標劃分巖石等級該指標表示巖石被破壞的相對難易程度普氏巖石分級法是以巖塊的強度為基礎適應于巖石破碎方面的應用。但它只是反映了巖石開挖的難易程度不能說明巖石的穩定性和完整性等特征。一般來講普氏巖石分級法對于松散巖體比較適用而在堅固的裂隙發育較少的巖體中不適用。圍巖分類法不僅考慮了巖塊的強度而且考慮了巖體的完整性。它充分考慮了圍巖的節理、裂隙的影響科學地反映了支護的難度為選擇支護類型和確定支護參數提供了依據彌補了普氏巖石分級法的不足。但還缺少綜合性的分類指標仍然缺乏簡單易行的現場實測手段有待不斷改進。

五、論述題 怎樣才能實現光面爆破? 答:要實現光爆必須做到周邊眼爆破后既不把圍巖壁的巖石炸碎不產生明顯的炮震裂縫又把巖石沿炮眼連線整齊地切斷下來使圍巖壁面規整沒有大的凹凸符合設計要求。為此采取下列措施

1、盡量減少爆炸裂隙 ①控制沖擊動壓產生的粉碎性破壞 選擇密度小的炸藥并通過合理的裝藥結構加大爆轟波峰壓的衰減。選用爆速小。藥卷直徑小的炸藥對減少爆轟壓力的效果更為顯著。在裝藥結構方面采用不耦合裝藥。②減小靜壓的破壞作用。主要措施是嚴格控制光爆炮眼的裝藥量盡可能減小裝藥密度。

2、促進兩炮眼間形成貫穿裂縫 兩個周邊光爆炮眼之間形成貫穿裂縫是光面爆破技術的關鍵。光爆炮眼同時起爆也是產生光滑的貫穿裂縫的關鍵 各個光爆炮眼都裝入等量的炸藥有利于形成整齊的貫穿裂縫。

3、防止兩炮眼之間發生欠挖和超挖。

1、畫圖并說明巖石應力應變的各個階段

答 如圖所示Ⅰ—OA為原始空隙壓密階段該段曲線呈凹型是由于巖石中原有裂隙和孔隙受壓后逐漸閉合所致。Ⅱ—AB為線彈性變形階段曲線呈直線型。在Ⅰ段和Ⅱ段內如果卸除荷載變形能完全恢復B點即為彈性極限或屈服應力。Ⅲ——BD為破裂發展階段曲線呈凸型曲線斜率逐漸減小。BC階段中破裂的傳播比較緩慢而穩定從C點起此時應力達0.95σmax破裂開始迅速傳播應變速度明顯增大到達峰值應力σmax 時圖中D點即強度極限Rc試件發生破壞。D點即為極限抗壓強度。Ⅳ——DE為軟化階段在這一階段內巖石仍保持一整體繼續抵抗荷載且應力隨應變增大而下降當巖石繼續破裂發展到E點時才最終破裂從E點以后應力基本不變而應變無限增長。E點的應力為殘余強度。

7、論述錨網噴支護的作用原理。答：噴射混凝土能有效的控制錨桿間石塊掉落，但其本身是脆性的，當巖石變形大時易開裂、剝落。在噴射混凝土中加鋼纖維，增加混凝土的抗彎強度和韌性(5分)，另外就是在噴射混凝土之前敷設金屬網，噴后成鋼筋混凝土層，提高了噴層的整體性，改善了噴層的抗拉性能，這就形成了錨噴網聯合支護，能有效的支護松散破碎的軟弱巖層(5分)。

第三篇：井巷工程

第一章

一、巖石分類指標的選取應遵循的原則: 1:分類指標形式要簡單,含義要明確,應具有科學意義和實用價值.2:分類指標要容易獲得

3分類指標應明確表達出巖石的質量或穩定性.二、圍巖松動圈分級有三個特點: 1:松動圈厚度是一個綜合指標,分類工作繞過了地應力.巖石強度.結構面性質測定等困難問題,但又反映了它們共同的影響結果.2:松動圈厚度理解直觀,可以通過實測等方法簡單獲得.3:分類與支護參數確定相聯系,現場應用十分方便.第二章

一、巷道斷面設計的原則和步驟

原則：在滿足安全、生產和施工的條件下，力求提高斷面利用率，以取得最佳經濟效益

步驟：

1、選擇斷面形狀，確定巷道凈斷面尺寸，并且進行風速計算

2、根據支架和道床參數，計算設計掘進尺寸并按照允許的超挖值，計算斷面掘進尺寸

3、布置水溝、管道、線纜

4、繪制巷道施工圖，編制巷道特征表、每米材料消耗量表

二、巷道斷面尺寸應滿足哪些要求

巷道斷面必須滿足行人、運輸、通風和安全設施及設備安裝、檢修、施工的需要

三、凈斷面、設計掘進斷面和計算掘進斷面有何區別？巷道超挖和欠挖的后果是什么？

凈斷面：巷道支架內的面積

設計掘進斷面：凈斷面面積與支護面面積與道床面面積之和 計算掘進斷面：設計掘進斷面尺寸加上允許的掘進超挖誤差值

超挖的后果：超挖部分需要額外的消耗炸藥和雷管,爆落得這部分巖石需要裝運出去,超挖留下的凹陷部分需要支護材料補平,所以在人力,物力.財力和時間上造成了浪費.欠挖的后果：巷道斷面不能滿足生產要求,如果需要擴大,又會造成人力物力財力和時間上的浪費.四、雙軌巷道凈寬度的有關規定

煤礦安全規則規定:新建礦井.生產礦井新掘運輸巷的一側,從巷道道碴面起1.6米的高度內,必須留有寬度0.8米(合機械化采煤礦井為1米)以上的人行道,管道吊掛的高度不低于1.8米;在人車停車地點的巷道上下人側,從巷道道碴面起1.6米的高度內,必須留有寬1米以上的人行道.煤礦安全規則規定:在雙軌運輸巷中,兩輛列車最突出部分之間的距離,對開時不得小于0.2米,采區裝載點不得小于0.7米,礦車摘掛鉤地點不得小于1米

第三章

一、光面爆破的標準是什么？如何實現光面爆破

光面爆破的質量標準:圍巖面上留下均勻眼痕的周邊眼數應不少于其總數的50%;超挖尺寸不得大于150毫米,欠挖不得超過質量標準規定;圍巖面上不應有明顯的炮震裂縫.如何實現光面爆破:先用一般的爆破方法在巷道內部做出巷道的毛斷面,給周邊眼留下一個厚度比較均勻的光爆層,然后再由布置在光爆層上的周邊眼爆出整齊的巷道輪廓,這些周邊眼就是光面爆破的炮眼,它的爆破參數要慎重選取,才能達到既降低對圍巖的破壞,又能在周邊眼間形成貫穿裂縫,把光爆層整齊的切割下來,全斷面一次爆破時,按起爆順序分別裝入多段毫秒電雷管,起爆順序為掏槽眼-輔助眼-周邊眼.二、常用的掏槽眼方式有哪些?有何區別? 分為:直眼掏槽.斜眼掏槽.混合掏槽.斜眼掏槽特點:掏槽眼與自由面(掘進工作面)斜交,可分為單向掏槽和多向掏槽.斜眼掏槽可充分利用自由面,逐步擴大爆破范圍;掏槽面積較大,適用于較大斷面的巷道.但因炮眼傾斜,掏槽眼深度受到巷道寬度的限制;碎石拋擲距離較大,易損傷設備和支護.直眼掏槽特點:是所有的掏槽眼都垂直于工作面,各炮眼之間必須保持平行;炮眼深度不受巷道斷面的限制,可用于深孔爆破,便于使用鑿巖臺車打眼.直眼掏槽炮眼的間距較近,其中每一個裝藥炮眼的爆炸,都可以破壞兩個炮眼之間的巖石;另外直眼掏槽都有不裝藥的空眼,它起著附加自由面的作用,直眼掏槽的缺點是鑿巖工作量大,鉆眼技術要求高,一般需要的電雷管段數比較多.直眼掏槽的形式有:直線掏槽.螺旋掏槽.三角柱掏槽.菱形掏槽.五星掏槽和混合式掏槽.第四章

一、掘進工作面的風量應符合的規定：

1、爆破后15min內能把工作面的炮煙排出

2、按掘進工作工作面同時工作的最多人數計算，每人每分鐘的新鮮空氣量不應小于4立方米

3、風速不得小于0.15米每秒

4、混合式通風系統的壓入式通風機，必須在炮煙全部排出工作面后方可停止運轉

二、礦井瓦斯等級可分為：

1、低瓦斯礦井:礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10立方米每噸，且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40立方米每噸

2、高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大余10立方米每噸或礦井絕對瓦斯涌出量大于40立方米每分鐘

3、煤與瓦斯突出礦井

三、預防瓦斯爆炸的措施

1、加強通風

2、加強檢查

3、及時處理局部積聚的瓦斯

4、抽放瓦斯

四、礦井通風的任務是什么

供給巷道足夠的新鮮空氣，稀釋和排出各種有害氣體和粉塵，調節氣候條件，創造一個良好的工作環境，保護工人健康，保證生產安全

五、瓦斯爆炸的本質是什么

瓦斯爆炸濃度是5%~16%，當礦井下瓦斯濃度達到此范圍時，甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。

第五章

一、如何提高裝巖機的生產率

1、積極推廣和研究裝巖、運輸機械化作業線，不斷提高裝巖機工時利用率，縮短循環中的裝巖時間

2、積極選用和研制高效能的裝巖機

3、做好爆破工作

4、發展一機多用設備

5、加強裝巖調車的組織管理工作，保證重車即使推出，空車即使到位

第六章

一、噴射混凝土支護的支護原理

1、加固和防止分化作用?；炷烈暂^高速度噴射到節理裂隙中，產生粘結作用，提高巖體的粘結力和內摩擦角，提高圍巖強度防止風化

2、改善圍巖應力狀態作用。噴射混凝土，可將圍巖凹凸處填平，消除因巖面不平引起的應力集中現象，也可使巷道周邊圍巖由單向或雙向受力狀態變為三向受力狀態，提高圍巖強度

3、柔性支護結構作用?；炷琳辰Y強度大，和圍巖緊密粘結一起，具有一定的柔性，在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區，使圍巖的自承能力充分發揮，也能夠抑制圍巖產生過大變形，防止圍巖松動破碎

4、與圍巖共同作用。噴射混凝土，使噴層與巖石的粘結力和抗剪強度足以抵抗圍巖局部的破壞，這樣圍巖能與噴層構成共同承載的整體結構

第七章 一、一次成巷的概念和優點

概念：將巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌和鋪軌四項部分工程視為一個整體，在一定距離范圍內，前后連貫、最大限度的同時施工，一次做成巷道，不留收尾工程

優點：施工安全，速度快，質量好，節約材料，降低成本和便于管理

二、正規循環作業的概念

概念：在巷道掘進工作面，在規定的時間內，一一定的人力物力和技術裝備，按照作業規程、爆破圖表和循環圖表的規定，完成全部工序和工作量，取得預期的進度，并保證生產有序的、周而復始的進行

第八章

一、采區巷道的特點

1、采區巷道處于煤層中或煤層附近，有瓦斯爆炸和舊礦井水害的威脅。

2、采區巷道所穿過的煤層或巖層一般強度嬌小，掘進容易但穩定性較差，而且多受采動影響

3、采區巷道遠離井口，工作面多而分散

4、煤層褶皺起伏多，有各種斷層存在，正確的進行巷道定向有困難

5、采區巷道隨掘隨采，服務期限短，一般短的只有1~2個月，長的有0.5~1年，允許變形量大，可有0.3~1.0m的收斂量

二、采區巷道施工的原則

1、采區巷道掘進的先后順序，應根據巷道的用途、支架的形式以及通風運輸等各種因素來決定

2、在保證重點工程的前提下，只要運輸提升通風排水等條件許可，應先掘進上山巷道，開展多工作面施工

3、在采區巷道施工時，應先掘進區段軌巷道后掘進輸送機巷道

4、當地質情況較為清楚，上山掘進到中部車場位置時，即可掘進區段運輸巷道，當地質情況不清楚時，最好等上山全部掘完或掘過一部分后再掘區段運輸巷道

5、在采用兩翼風井的礦井開拓方式中，可用風井負擔全部或部分采區巷道開拓任務，提前主副井與風井貫通，以改善采區巷道施工時的通風及運輸工作

10章

1、新奧法的主要原則：

（1）充分保護圍巖，減少對圍巖的擾動。（2）充分發揮圍巖的自承能力。（3）盡快使支護結構閉合。（4）加強監測，根據監測數據指導施工。

2、石門揭穿的防突出措施有哪些，其適合條件如何？

答：石門揭穿突出危險煤層的防突措施主要有震動或遠距離爆破、抽放瓦斯和鉆眼爆破、水力沖孔和水力沖刷、金屬骨架、地面鉆井排放等。1）、厚度小于0.3m的突出煤層，可直接采用震動爆破或遠距離爆破揭穿.2）、抽放瓦斯和鉆孔排放方法適用于煤層松軟、透氣性較大的中厚煤層。3）、水力沖孔和水力沖刷也適用于煤層松軟、透氣性較大的中厚煤層。4）、金屬骨架適用于急傾斜、厚度不大、松軟的煤層。5）、地面鉆井排放適用于煤層裂隙發育較好、瓦斯含量高的煤層。

11章

1、與巷道相比，交岔點和硐室有以下特點； 1）、硐室規格尺寸大 2）、工程質量要求高 3）、施工難度大

2、道岔類型：

道岔可分為單開道岔、對稱道岔和渡線道岔三大類。表示方法分別為DK、DC、DX。

例如DK615-4-12表示：600mm規矩、15kg/m鋼軌、4號右向單開道岔、曲率半徑12m。

3、道岔選擇原則： 1）、與基本軌的規矩相適應。2）、與基本軌型相適應。3）、與行駛車輛的類別相適應。4）、與行車速度相適應。

4、箕斗裝載硐室施工方方法：

1、與井筒同時施工

2、與井筒順序施工

3、與主井井口永久建筑平行施工。1）、與井筒同時施工的方法具有充分利用鑿井設備進行硐室施工，效率高、進度快、安全性好和硐室施工前的準備工作較少的優點，但是硐室施工占用了井筒工期，拖延了井筒到底的時間。2）、與井筒順序施工作業的優點是可以部分利用鑿井設備。缺點是高空作業，安全性差；矸石全部落入井底，給后期清底工作增加困難，同樣要延長井筒的施工期。3）、采用平行施工方案最大的優點是施工不占用建井工期。

12章

1、斜井施工技術發展的成果主要表現在哪些方面：

1、形成了激光指向、光面爆破、耙斗式裝載機裝巖，箕斗提升大，大型矸石倉排矸，潛水泵排水，局部通風機通風。

2、錨噴網支護技術在斜井施工中的到應用和推廣，簡化了支護工藝，提高了機械化程度，減少了工程量，實現了遠距離管路輸料，為掘進和支護平行作業創造了條件，有效地加快了成井速度。

3、總結形成了“一坡三檔”的成功經驗，為有效預防斜井跑車事故，保證斜井施工安全提供了有力的保障措施。

2、斜井施工特點 1）、斜井施工的困難多 2）、容易發生跑車事故 3）、混凝土管道輸送

3、我國斜井施工中如何預防跑車事故？通常采用哪些防跑車裝置？

(1)按規定設置可靠的防跑車裝置和跑車防護裝置，實現“一坡三擋”。

(2)傾斜井巷運輸用的鋼絲繩連接裝置，在每次換鋼絲繩時，必須用2倍于其最大靜荷重的拉力進行實驗。

(3)對鋼絲繩和連接裝置必須加強管理，設專人定期檢查，發現問題，及時處理。

(4)礦車要設專人檢查。礦車的連接鉤環、插銷的安全系數不得小于6。

(5)礦車之間的連接、礦車和鋼絲繩之間的連接，必須使用不能自行脫落的裝置。

(6)把鉤工要嚴格執行操作規程，開車前必須認真檢查各防跑車裝置和跑車防護裝置的安全功能，檢查各礦車的連接情況、裝載情況、牽引車數，不符合規定不準發出開車信號。嚴禁先打開擋車裝置后進行掛鉤操作；嚴禁礦車在沒有運行到安全停車位置就提前摘鉤；嚴禁在松繩較多的情況下把礦車強行推過變坡點；嚴禁用不合格的物件代替有保險作用的插銷。

(7)斜井串車提升，嚴禁蹬鉤。行車時，嚴禁行人。

(8)斜井軌道和道岔的質量要合格。

(9)斜井支護完好、軌道上無雜物。

(10)滾筒上鋼絲繩繩頭固定牢固。

(11)絞車操作工嚴格遵守操作規程，開車前必須認真檢查制動裝置及其他安全裝置，操作時要準、穩、快，特別注意防止松繩沖擊現象。

防跑車裝置有：

1、井口擋車器

2、擺桿擋車器

3、鋼絲繩擋車器

4、固定式井內擋車器

第十三章

一、吊桶布置的原則

1、采用鑿井提升機施工井筒時，應考慮地面地形條件是否有安設提升機的可能性。鑿井提升房的位置應不影響永久建筑物施工，并力爭使井架受力較均衡

2、吊桶應盡量布置在永久提升間內，并使提升中心線與罐籠出車方向或箕斗井臨時罐籠出車方向一致，以利于轉入平巷施工時的提升設備改裝和進行井筒永久裝備工作

3、吊桶應盡量靠近地面卸矸方向一側布置，使溜矸槽少占井筒有效面積，避免溜矸槽裝車高度不夠

4、吊桶與井壁及其其他設備間隙，必須滿足《煤礦安全規程》和《礦井井巷工程施工及驗收規范》的有關規定.二、預注漿（包括地面及工作面）的注漿方案及其優缺點 地面預注漿：適合含水層距地表較淺時.含水層薄時,可一次注完全深,較厚時,分層注漿, 工作面預注漿;適合含水層埋藏較深時.三、井筒內如何合理布置施工設備

32.1、吊桶布置: 井筒內如何合理布置施工設備？

答：⑴吊桶布置：在立井施工中，提升矸石、升降人員和材料工具都需要使用吊桶；⑵抓巖機布置：應使抓巖工作不出現死角，以利于提高抓巖生產率；⑶吊泵布置：吊泵的位置應靠近井幫，使之不影響抓巖工作。⑷安全梯：當井筒停電或發生突然冒水等其他意外事故時，工人可借助井內做設置的安全梯迅速撤離工作面；⑸照明與信號：井筒施工中，良好的照明能提高施工質量和效率，減少事故的發生。

四、有幾種井筒延深方式？各有何優缺點

1、輔助水平延深法，特點：對礦井的正常生產提升影響小，但是延深輔助工程量大、延深準備工期長、投資大和占用設備比較多

2、延深間延深法，特點：延深輔助工程量小和延深準備工期短，提升吊桶溶積小，提升一次時間長，影響井筒延深施工速度

3、反井延深法，特點：工效高，速度快，勞動強度低，施工安全又經濟

五、影響延深方案的因素有哪些？如何選擇延深方案

因素：

1、地質條件：井筒所穿過巖層的力學性質、用水量以及瓦斯情況

2、施工條件：井筒延深深度，延深輔助工程量

方案：

1、當具有通往延深新水平井筒位置的條件時，應優先考慮自下向上的延深方法

2、吊罐反井施工比普通反井法速度快、效率高、成本低

3、隨著深孔反井鉆機的推廣使用，利用反井延深深立井井筒可減輕工人的體力勞動，且速度快，廣泛適用于中硬巖石、深度大于60m的井筒延深施工

4、當井筒斷面及井口位置具有布置延深施工設備條件，且延深提升高度在提升機提升能力范圍內時，優先采用延深間延深方法

5、如不具備上述條件，或為保證礦井生產不受或少受影響時嗎，才采用輔助水平延深法

第四篇：井巷工程總結

一次成巷：把巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌三個部分工程視為一個整體，在一定距離內，按設計及質量標準要求，互相配合，前后連貫地、最大限度地同地施工，一次完工。煤與瓦斯突出：煤礦地下采掘過程中，在極短的時間內，從煤巖層內以極快的速度向采掘空間內噴出煤（巖）和瓦斯，并常伴有巨響及氣浪等現象。上山：采區中自水平運輸巷道向上傾斜的巷道。下山：采區中自水平運輸巷道向下傾斜的巷道。

煤巷：沿煤層掘進的巷道，在掘進斷面中，若煤層占4／5(包括4／5在內)，就稱它為煤巷。半煤巷：沿煤層掘進的巷道，在掘進斷面中，若煤層占1/5-4／5，就稱它為半煤巷。巖石可鉆性：巖石被碎巖工具鉆碎的難易程度 斷面凈高，凈寬：1．巷道凈寬度 梯形巷道的凈寬度分兩種情況：

a.當其內通行礦車、電機車時，指的是車輛頂面水平的巷道寬度；

b.當其內不通行運輸設備時，從底板起1.6 m高水平的巷道寬度。

直墻拱形（半圓拱形、圓弧拱形、三心拱形）巷道的凈寬度指巷道兩側內壁或錨桿出露長度終端之間的水平距離。

矩形斷面巷道的凈寬度指巷道兩側內壁或錨桿出露長度終端之間的水平距離。

2．巷道凈高度

梯形巷道凈高度指的是從渣面或底板至頂梁或頂部噴層面、錨桿露出長度終端的高度。

直墻拱形巷道凈高度指是從道渣面至拱頂內沿或錨桿露出長度終端的高度，包括凈拱高和自底板起的壁高。

矩形巷道凈高度指的是從道渣面至拱頂內沿或錨桿露出長度終端的高度。

巖石分級的意義：不同的巖石，其物理力學性質都不相同。施工時，選用的方法、設備及參數都有不同，耗損的材料也不一樣，故要對巖石進行工程分級。方法：1．普氏分級法f 2.我國煤炭部門制定的圍巖分級標準3．巖心質量指標分級法（R．Q．D）

鑿巖機工作原理：風動鑿巖機環閥沖程：壓縮空氣從操縱閥經氣道進入滑閥的前腔再進入氣缸的后腔施加于活塞的左端面，此時，活塞的右端即汽缸的前腔與大氣相通，所以，活塞左右兩端面的壓力不同，從而推動活塞自左向右運動，開始沖擊行程。當活塞右端面越過排氣口時氣缸前腔被封閉，前腔的余氣受活塞壓縮，被壓縮的余氣壓力逐漸升高，并經回程氣道至滑閥的后腔，使滑閥的左端面壓力逐漸升高。當活塞的左端面越過排氣口后，汽缸后腔與大氣相通，壓縮空氣突然逸出造成壓力驟然下降，這時，作用在滑閥左端面上的余氣壓力大于右端面上的壓力，滑閥被推向右運動，關閉了原來壓縮空氣的通道。同時，活塞沖擊釬尾，結束沖程，開始回程。

回程：當滑閥移至右端，封閉與汽缸后腔的通路后，壓縮空氣將沿滑塊左端的氣路經回程通路進入汽缸前腔推動活塞做回程運動。當活塞左端面越過捧氣口，活毫將壓縮汽缸后腔的余氣，使壓力逐漸升高，并使滑閥右端面所受余氣壓力增高。當活塞右靖越過排氣口后，汽缸前腔與大氣相通，壓縮空氣突然逸出，壓力驟然下降。這時作用在滑閥右端的壓力高于左端的壓力，從而推動滑閥向左端運動，封閉了回程氣道的通路，回程結束，壓縮空氣又從滑閥右端進入汽缸后腔，開始又一個沖程運動。斷面設計：

簡述巷道斷面設計原則和步驟

原則：在滿足安全、生產和施工要求的條件下，力求提高斷面利用率，取得最佳的經濟效果。

內容和步驟：首先，根據巷道的服務年限、用途和圍巖性質，選擇巷道斷面形狀和支護方式；其次，根據巷道中所通過的設備尺寸、支護參數與道床參數、通風量與行人要求等確定巷道的凈斷面尺寸（并進行風速驗算），計算巷道的設計掘進斷面尺寸，并按允許的超挖值，求算出巷道的計算掘進斷面尺寸；然后，布置水溝和管纜；最后，繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。

巖巷炮眼布置：按其用途和位置可分為：掏槽眼、輔助眼和周邊眼 起爆順序：掏槽眼

輔助眼

周邊眼 影響炮眼布置的因素：①巖石性質和結構；②巷道斷面形狀和大??；③炸藥性能和裝藥量。故工作面的炮眼布置不能一成不變，必須根據具體情況進行布置或調整 一）掏槽眼

掏槽眼的作用: 首先將工作面上某部分巖石破碎下來，使工作面形成第二個自由面，為其它炮眼的爆破創造有利條件。掏槽的好壞對提高破巖效率、循環進尺都起著決定性的作用。因此，必須選擇合理的掏槽方式和裝藥量，使巖石完全破碎以形成理想的槽腔。掏槽眼的分類:斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽 1）、斜眼掏槽適用范圍：是巷道掘進中是一種常見的掏槽方法，它適用于各種巖石.2）、斜眼掏槽主要包括楔形掏槽和錐形掏槽，其中以楔形掏槽應用最為廣泛。3）、掏槽眼數量：根據斷面大小和巖石堅固程度來決定，一般是6～8個，兩兩對稱地布置在巷道斷面中央偏下的位置上，與工作面夾角大致55°～70 ° 之間，槽口寬度，一般為1.0～1.4m，掏槽的排距約為0.3～0.5m ,兩眼底距離為200mm左右。

錐形掏槽所掏出的槽子是一個錐體，由于炸藥相對集中程度高，只要嚴格掌握好鉆眼質量，即使在堅硬的巖石中，也可取得較好的爆破效果。掏槽眼數，多數情況采用3個或4個。該方法國鉆眼工作很不方便，在煤礦中應用甚少。

斜眼掏槽法 特點是：掏槽面積較大，適用于較大斷面的巷道，可以充分利用自由面，逐漸擴大爆破范圍；但因炮眼傾斜，掏槽深度受到巷道寬度限制，不便于深孔作業與多臺鑿巖機同時作業。(二)

輔助眼

輔助眼又稱崩落眼，是大量崩落巖石和繼續擴大掏槽的炮眼。輔助眼要均勻布置在掏槽眼與周邊眼之間，其眼距一般為500～700mm,炮眼方向一般垂直于工作面，裝藥系數(裝藥長度與炮眼長度比值)一般為0.45～0.60。(三)周邊眼

爆落巷道周邊巖石，最后形成巷道斷面設計輪廓的炮眼。周邊眼布置合理與否，直接影響巷道成型是否規整?，F在光面爆破已較成熟，一般應按光面爆破要求進行周邊眼布置。一

通風方式

其通風方式可分為三種：壓入式，抽出式，混合式 一）壓入式通風

局部扇風機把新鮮空氣經風筒壓人工作面，污濁空氣沿巷道流出。在通風過程中炮煙逐漸隨風流排出．當巷道出口處的炮煙濃度下降到允許濃度時(此時巷道內的炮煙濃度都已降到允許濃度以下)，即認為排煙過程結束。

為了保證通風效果，局部扇風機必須安設在有新鮮風流流過的巷道內，并距掘進巷道口不得小于l0 m，以免產生循環風流。為了盡快而有效地排除工作面的炮煙，風筒口距工作面的距離一般以不大于10 m為宜。

這種通風方式可采用膠質或塑料等柔性風簡。

優點：有效射程大，沖淡和排出炮煙的作用比較強；工作面回風不通過扇風機，在有瓦斯涌出的工作面采用這種通風方式比較安全；工作面回風沿巷道流出，沿途一起把巷道內的粉塵等有害氣體帶走。

缺點：長距離巷道掘進排出炮煙需要的風量大，所排出的炮煙在巷道中肪風流而擴散，蔓延范圍大，時間又長，工人進入工作面往往要穿過這些蔓延的污濁氣流。二)抽出式通風

局部扇風機把工作面的污濁空氣經風筒抽出，新鮮風流沿巷道流人。風筒的排風口必須設在主要巷道風流方向的下方，距掘進巷道口也不得小于10 m。

在通風過程中，炮煙逐漸經風筒排出，當炮煙拋擲區內的炮煙濃度下降到允許濃度時，即認為排煙過程結束。

優點：在有效吸程內排塵的效果好；排除炮煙所需的風量較??；回風流不污染巷道。抽出式通風只能用剛性風簡或有剛性骨架的柔性風簡。

缺點：風機的有效吸程小，工作面排除有害氣體的時間長。

三)混合式通風：這種通風方式是壓入式和抽出式的聯合運用。吸入口和抽出口的距離不應小于15 m，風機串聯。三

通風管理

作好長距離獨頭巷道通風，主要辦法：最大限度地減少風管和防止風管漏風。

其措施如下：

1、增大風管直徑和每節風管長度，可減小連接時的阻力；

2、提高風管接頭質量和改進接頭方法；

3、風管須盡量吊掛平直；

4、加強檢修、防止漏風。

四、掘進中的綜合防塵技術

1、采用濕式鑿巖；

2、噴霧、灑水；

3、加強通風排塵工作；

4、加強個人防護工作。

裝載機的選擇：1巷道斷面的大小2裝載機寬度及生產率、適應性和可靠性3操作、制造和維修的難易程度4裝載機與其它設備的配套5裝載機的造價和效率

裝巖生產率的提高措施：1爆破工作：控制巖石的塊度，底板平整性。2調車組織協調：合理協調整個工作過程，優化總體效率。3加強裝巖調車的組織工作。4提高工人的操作技術。5優化裝巖機的工作狀態（穩定電壓、風壓等）。

調車方法：在巷道掘進的裝巖過程中，當采用礦車運輸時，一個礦車裝滿后，必須退出，調換一個空車繼續裝巖，將裝滿礦石的礦車調出去空車進來的方法，即為調車方法。

1、固定錯車場調車法：錯車不能緊跟工作面，效率較低，一般用于工程量較小，工期較緩的工程。

2、動錯車場調車法1）浮放道岔：雙軌菱形，單軌菱形。2）翻框式調車器。

沿煤層掘進的巷道，在掘進斷面中，若煤層占4／5(包括4／5在內)，就稱它為煤巷。

沿煤層掘進的巷道，在掘進斷面中，若煤層占1/5-4／5，就稱它為半煤巷。煤巷掘進方法 ：鉆眼爆破法，水力掘進法，機械掘進法，風鎬掘進法

半煤巖巷施工：炮眼布置特點：

由于煤層較軟，掏槽眼應布置在煤層部分。施工組織

半煤巖巷道的兩種施工組織方式：一種是煤、巖不分掘分運，全斷面一次掘進；另一種是煤、巖分掘分運。

全斷面一次掘進時，工作組織簡單．掘進速度快，但煤的灰分很大，煤的損失也很大，這種施工組織方式用在煤厚小于0.5m、煤質不好的半煤巖巷道較為合適.煤、巖分掘分運：煤的灰分小，煤的損失也少。工作組織復雜，掘進速度較慢。當煤層厚度大于1.2m時，巖石工作面可以鉆垂直炮眼(眼深不小于0.65m)，這樣鉆眼和爆破效果較好。若煤層較薄，巖石工作面的炮眼，應平行巷道軸線方向

巖巷施工與煤巷施工比較：

2、錨桿作用原理

1）懸吊承托作用：錨桿支護的作用就是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩定巖層上，以增強較軟弱巖層的穩定性。在軟弱圍巖中，錨桿的作用是將直接頂板的破碎巖石懸吊在其上部的自然平衡拱上。2）組合梁作用：頂板錨桿的作用，一方面體現在錨桿的錨固力增加了各巖層間的接觸壓力，避免各巖層間出現離層現象；另一方面增加了巖層間的抗剪剛度，阻止巖層間的水平錯動，從而將作用范圍內的幾個巖層錨固成一個較厚的組合巖梁。3）擠壓加固拱作用：在彈性體上安裝具有預應力的錨桿，能形成以錨頭和緊固端為頂點的錐形體壓縮區。因此，如將錨桿沿拱形巷道周邊按一定間距徑向排列，當圍巖產生變形時，錨桿會對圍巖產生壓應力作用，每根錨桿周圍形成的錐形體壓縮區彼此重疊連接，便在圍巖中形成一個均勻的連續壓縮帶。它不僅保持自身的穩定，而且能承受地壓，阻止圍巖的松動和變形。二 噴射混凝土支護 一）支護特點a 噴射使混泥土層有致密的組織結構和良好的物理力學性能，粘結力大；b 加入速凝劑，早期強度大；c 噴層較薄，屬柔性支護。

二）作用原理1）加固與防止風化作用 2）改善圍巖應力狀態作用 3）柔性支護結構作用4）

組合拱作用

巷道施工的兩種基本形式：一次成巷：把巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌三個部分工程視為一個整體，在一定距離內，按設計及質量標準要求，互相配合，前后連貫地、最大限度地同地施工，一次完工。

分次成巷：把巷道掘進和支護等分成兩個部分，先將整條巷道掘出來，臨時支架維護；再拆除臨時支架進行永久支護和水溝掘砌。

優缺點

一次成巷：永久支護下工作，作業安全；無需拆除臨時支架，施工速度快；節約材料，成本低；施工質量好

分次成巷：施工速度慢；材料消耗量大、成本高；分次成巷使用環境：急需通風的巷道 按照掘進與永久支護的相互關系，其作業方式有：平行作業、順序作業、交替作業

平行作業：掘進由一部分工人進行作業，同時永久支護由另一部分工人進行，掘進作業始終要求在支護作業段的前面。

順序作業：掘進與支護兩大工序在時間上按先后順序施工，即先將巷道掘進一段距離，然后停止掘進，邊拆除臨時支架，邊進行永久文護工作。交替作業：在兩條或兩條以上距離較近巷迢中，由一個施工隊分別交替進行掘進和永久支護工作。即將一個掘進隊分成掘進和永久支護兩個專業小組，當甲工作面掘進時，乙工作面進行支護，甲工作面轉為支護時，乙工作面同時轉為掘進，掘進和永久支護輪流交替進行。施工組織：堅持正規循環作業，展開多工序平行交叉作業。

一、堅持正規循環作業

在巷道掘進過程中，包括主要工序（鉆眼、爆破、裝巖、臨時支護等）和輔助工序（通風、鋪軌和接長管線。永久支護過程中，錨眼、安裝錨桿和噴設注漿等。這些工序是按一定順序周而復始進行的，稱循環作業。

二、多工序平行作業：為縮短時間，提高工效。應盡量安排能同時進行的工序平行作業。

三、循環圖表編制

一、硐室的施工特點(1)硐室的斷面大、變化多，長度比較短。(2)受力狀態復雜，施工難度大。(3)硐室服務年限長，工程質量要求高。

二、硐室施工方法 針對不同硐室，不同性質的巖石等，具體施工方法較多，但可歸為三類：(一)全斷面一次掘進法：常用于圍巖比較穩定、斷面不太大的硐室；可采用大型設備，取得較快速度；采用常規設備，全斷面一次掘進硐室高度以不超過4-5m為宜。(二)臺階工作面施工法：適用于巖層穩定或比較穩定的硐室施工

(三)導硐施工法：導硐施工法多用于松軟破碎帶，特大斷面也可采用。交岔點設計方法1作圖法2計算法

1、交岔點施工方法 1）在穩定和穩定性較好的巖層中，交岔點可采用用全 斷面一次掘進法，隨掘隨錨噴或先錨后噴，一次完成。

2)在中等穩定巖層中，或巷道斷面較大時，可先將一條巷道掘出，并將邊墻先行錨噴，余下周邊噴上一層厚30～50mm的混凝土或砂漿（巖石條件差對，可加打錨桿)作臨時支護，然后回過頭來再刷幫挑頂，隨即進行錨噴。

采用砌碹支護的交岔點，開始以全斷面由主巷向支巷方向掘砌，至斷面較大處，改用以小斷面向兩支巷掘進．架設棚式臨時支架維護頂板，掘過柱墩端面2m，先將此2 m砌好，然后再回過頭來，由小斷面向柱墩進行刷砌，最后在岔口封頂并做好柱墩端面(齊臉，迎險)。

3)在穩定性較差的巖層中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌擴 大斷面部分的方法。

4)在穩定性差的松軟巖層中掘進交岔點時，不允許一次暴露的面積過大，可采用導硐施工法 ppt圖

(一)在穩定表土層內開挖斜井

在穩定表土層內開挖斜井時，其施工方式與井口所處地形有關：

井口選擇在山坡處，只需將井口位置的浮土和風化碎石清除干凈即可開掘，井口需用混凝土或石材砌筑；井口選擇在表土層較厚的平地，由于直接開硐掘進，頂板不易維護，需要明槽開挖后才能開硐掘進。

2）施工方法：避開雨季施工；在斜井井口四周修好排水溝；開挖明槽；明槽邊坡支護；開硐掘進多采用短段掘砌施工，段距2-4m。

（二）在不穩定表土層施工：降低水位法；凍結法；注漿法；沉井法 支護：錨噴、砌碹、U形可縮性支架。

上山施工應注意的問題的措施：上山一般都是由運輸水平自下向上掘進。但在有瓦斯突出的煤層，如無專門措施，只能由上一水平向下掘進，那時的掘進特點和下山一樣；布孔：注意底板上浮問題，底鼓夾制作用。掏槽眼布置在底部；巷道布置：雙巷同掘，一般每隔20-50m掘一條貫通的聯絡巷，一是滿足通風要求，二是可用作爆破時施工人員的避炮硐。單巷掘進，必須每隔25-100m為避炮硐室。通風：瓦斯較輕，一般聚在巷道頂部，因此要注意通風檢查措施。

1、盡量雙巷掘進 ；

2、加強通風；

3、加強瓦斯檢查；

4、停風時，全體人員必須撤出。裝巖：人工裝巖：鏈板輸送機

傾角<25o。溜槽:鐵溜槽 傾角25o~35o,搪瓷溜槽 15o~28o,底板作溜槽,傾角>35o。機械裝巖：傾角<10o，ZMZ-17型裝巖機，傾角<30o，耙斗裝巖機。提升：專用小絞車，分段提升可采用臨時絞車；重車帶空車，滑輪上加裝剎把。

下山掘進：破巖與通風：下山掘進無沼氣聚集問題，通風工作較上山掘進容易；裝巖、提升：下山掘進，礦巖少積聚在工作面上，因此要加強裝巖，盡量采用機械裝巖。目前，裝巖的機器主要采用耙斗裝巖機，下山應注意機械安放牢固，防止下滑。提升：<25o，鏈板輸送機；<30o，礦車、箕斗；>30o，箕斗。排水：

對水的處理，應視其來源不同，從而采取不同的對策：

1、上部平巷水溝漏水，混凝土或陶管將上部水溝密封起來。

2、含水層涌水，截流引至泵房水倉，注漿封水。

3、工作面積水，水泵排水，潛水泵、臥式水泵、噴射泵，水量不大，將水排入礦車或箕斗內一起運出。安全工作：防止跑車：提高警惕，嚴守規程操作；經常檢查提升裝置及輔助設施；采取切實可行的安全措施；工作面前方設置擋車器。立井井筒表土施工方法

一、普通施工方法 1．井圈背板普通施工2．吊掛井壁施工3．板樁法

二、特殊施工方法1 ．凍結法2 ．鉆井法3 ．沉井法4 ．注漿法5 ．帷幕法 立井井筒延深

延深方法：利用輔助水平延深井筒：由生產水平經輔助暗井到達輔助水平,在輔助水平布置延深用的巷道、硐室和安設延深施工設備。

利用延深間延深井筒：設計井筒時若頂留有延深間，或者將井筒內的梯子等設備拆除后，梯子間有足夠的斷面積可以作延深間用；或者井筒內設計有兩套提升沒備，將其中一套改裝為吊桶提升能不影響生產時都可以考慮采用此法延深井筒。

利用反井延深井筒：利用反井延深井筒如圖。在井筒延深施工前，如果已有一個井筒到達延深新水平（a），或生產時使用的下山已經到達延深新水平(b)，并有巷道通往延深井的井底位置時，即可采用此法延深。

延深井筒的保護設施：一）保護巖柱二）人工保護盤 立井施工設備的布置 1．吊桶位置

1）采剛臨時提升機鑿井時，應考慮井架受力均衡和地面沒置提升機的可能性，提升機房位置應不影響永久建筑物施工。

2)吊桶應盡量布置在永久提升間內，并使提升中心線與罐籠出車方向或箕斗井臨時罐籠出車方向一致，以利于井底車場施工時的提升改裝和井簡裝備工作。

3)吊桶應盡量靠近地面卸矸方向一側布置，使溜矸槽少占井筒有效面積和避免溜矸槽裝車高度不足。

4）吊桶與其他設備的間隙必須滿足《煤礦安全規程》和《礦山井巷工程施工及驗收規范》的有關規定。

2．抓巖機位置：抓巖機的位置應充分發揮抓巖機的效率，滿足它與其他設備間安全間隙的要求。

3．吊泵位置：吊泵的位置應靠近井幫，不影響抓巖機的工作，布置在溜矸槽的兩側或對面，另外吊泵和吊桶對稱布置。以上主要設備的位置初步確定后，便可確定封口盤，吊盤等主梁的位置。

其他設備和管線如安全梯、風筒、壓氣管等，應結合井架類型、允許的出繩方向和地面鑿井絞車的布置條件，在滿足安全間隙的前提下予以適當布置。

松軟巖層巷道施工：松軟巖層：特殊的地質巖體，對于煤礦來說，主要指巷道掘在松軟巖層具有松、散、軟、弱四種屬性。松：指巖石結構疏松，密度小，空隙度大。散：巖石膠結程度很差或未膠結。軟：巖石強度很低，塑性大。弱：結構弱面多。松軟巖層巷道施工：“避，調，降，擋，測?！?巷道位置的合理選擇。巷道位置應選擇在受壓力較小，且受壓均勻的地方，巷道才能得到較好的維護。受壓力小時，要求巷道布置在支撐壓力范圍之外。應將巷道布置在遇水膨脹量小，質地均勻，較堅硬的巖層中。2巷道斷面形狀的選擇。地壓較小選直墻半圓拱形：巷道周圍受到較大的地壓選圓形斷面；垂直方向大，水平較小選直立橢圓形，近似橢圓形；水平壓力大，垂直小選曲墻，直墻，半圓拱，平臥橢圓形3破巖方式的選擇，要盡量不破壞圍巖。a只放開心炮，再用風鎬刷大；b掘進機掘進，減少爆破擾動和超前小導洞施工。4支護方式和結構的選擇、支護時間。要及時的進行支護。最好分兩次支護。第一次支護，減少變形，但允許圍巖產生一定的變形，放掉一部分應力。第二次支護加強錨噴支護，鋼筋網，金屬骨架，砌碹，多采用異形料石或混凝土塊。支護時間的確定，一次支護應盡快支護，二次支護應在圍巖得到穩定，初始支護與圍巖組成的支護系統基本穩定之后進行。支護方式：錨噴+U形鋼聯合支護、錨噴+砌碹聯合支護、錨噴+弧板聯合支護。5加強巷道底板管理。底鼓防治：減小壓力：泄壓，減小應力集中。加強支護：采用高強度支護。錨噴支護做初次支護。筑底拱可二次支護同時進行。圓碹作一次支護，則先底拱后墻，最后砌拱。地板注漿，增加其強度6加強監控，收斂計，水準儀，多點式位移計、聲波探測儀，雷達探測儀等7借鑒新奧法指導軟巖巷道施工。

斜井斷面設計步驟如下：1斜井井筒斷面形狀和支護型式的選擇與平巷基本相同．但斜井服務年限長，且從受力性能好、采用石材整體式支護及錨噴支護的方便等因素考慮，斜井斷面多采用半圓拱形、圓弧拱形或三心拱形斷面．2．根據斜井井筒內的提升設備類型及設施進行斷面布置．串車斜井井筒內通常有軌道、人行道．管路和水溝等；箕斗斜井為出煤井，一 般不鋪設管路和電纜；膠帶輸送機斜井內除膠帶輸送機外，還設有人行道和檢修道．3．根據斜井提升設備尺寸、井內設施尺寸和《煤礦安全規程》規定的安全間隙，確定斜井井簡斷面尺寸．4．斜井井筒若是作為礦井進出風的主要通道，則必須進行風速校核。直至斜井井筒斷面尺寸既能滿足提升運輸和井內各種設施布置，又能滿足通風要求時，斷面才能最后確定。

立井筒表土施工：普通施工方法1．井圈背板普通施工法(適用于較穩定的土層)2．吊掛井壁施工法(用于穩定性較差的土層中的一種短段掘砌施工方法）3板樁法（適用于厚度8至10米厚的不穩定土層，與其他方法相結合，應用深度更大）

二、井筒表土特殊施工法1．凍結法。2鉆井法3沉井法

立井基巖施工：以鉆眼爆破施工方法為主，重型鑿巖機配以傘形鉆架，抗水炸藥爆破，采用抓巖機裝巖，吊桶堤升，米用井圈背板錨噴支護作為臨時支護，料石井壁、混凝土井壁、鋼筋混凝土井壁和錨噴支護井壁作為永久支護，多用以抽出式為主、壓入式為輔通風方式，注漿堵水吊泵排水．主要工作包括：破巖、裝運、支護以及通風捧水等輔助工作。

斜井表土施工：1．在穩定表土層內開挖斜井時．其施工方式與井口所處地形有關：若斜井井口選擇在山坡處·則只需將井口位置的浮土和風化碎石清除干凈即可開掘。斜井井口需用混凝土或石材砌筑；若斜井井口選擇在表土層較厚的平地，由于直接開硐掘進，頂板不易維護，這時需要明槽開挖后才能開硐掘進．2)施工方法：避開雨季施工、在斜井井口四周砌好排水溝、開挖明槽、明槽邊坡支護、開硐掘進多采用短段掘砌施工，段距2-4m，2在不穩定表土層施工，降低水位法、凍結法、注漿法。沉井法．

立井井筒延深方法；

一、利用輔助水平延深井筒。這種延深方法，是由生產水平通過延深輔助暗井到達輔助水平，并在輔助水平布置廷深用的巷道、硐室和安設延深施工設備。這種延深方法的特點是，對礦井的正常生產提升影響較小·但是延深輔助工程量大，延深準備期長，投資大，占用設備多．延深路線：生產水平一延深輔助暗井一輔助水平一廷深施工工程（巷道硐室)一井筒延深。

二、利用廷深間延深井簡．這種延深方法具有延深輔助工程量小，延深準備工期短。施工總投資少等優點。這種延深方法的缺點是提升吊筒容積小，提升一次循環時同較長，影響井筒廷深施工速度。井倚延深施工過程：1準備工程2井筒掘砌3．保護巖柱拆除．

三、利用反井延深井筒．采用反井延深井筒時。是由延深新水平自下向上開鑿一小斷面反井，在小斷面反井掘進至延深輔助水平時，再自上向下按照井筒設計斷面分段刷大和砌壁．一)普通反井施工法二)吊罐反井施工法，三）鉆機反井施工法。

巖巷維護與修復：一)未產生本質破壞的巷道。加固支護：采前預加固、采后加固。二)己產生本質破壞(斷面積縮小、冒頂片幫）的巷道：修復方法：擴巷修復、加固支護、小斷面快速修復法。1)擴巷修復①擴巷工藝流程：爆破擴巷、臨時支護、永久支護。a．垂直巷壁淺孔小炮剝幫b．平行巷壁深孔爆破剝幫．2)冒頂巖巷修復：①巖巷局部冒頂；加固冒落區前后完好的支架(木垛封頂，控制冒頂范圍的擴大、錨噴支護封頂)②大范圍冒頂修復：a．小斷面快速修復法b．一次成巷修復法c木垛法d繞道法。

煤巷修復與維護：1)煤巷錨網梁支護巷道的維護與修復：①當原有支護未發生嚴重破壞時，可采取卸載放項幫煤的方法。②當原有的錨桿支護已經失效，簡單維護難以達到預期效果時，應進行必要修復。③巷道發生冒頂時，需根據圍巖的穩定程度和冒落高度確定具體的處理方法。2）煤巷架棚巷道的維護與修復：①架棚巷道片幫的處理：木垛法、撞楔法②冒頂的處理：超前鉆預先控頂法、撞楔法．

第五篇：井巷工程實驗報告

實 驗 報 告

課程名稱：井巷工程 專

業：采礦工程 班

級：采礦12 — 班 姓

名： 指導教師：單麒源

黑龍江省普通高校采礦重點實驗室制

前 言

井巷工程模型學習實驗是《井巷工程》教學的重要環節，通過實驗教學使學生在學習巖體力學基本理論的同時，培養實踐動手能力及嚴謹的科學態度，進一步鞏因課堂教學內容，為此要求學生掌握實驗的基本原理與方法，其中包括儀器的裝置以及工作原理，同時為了使學生加深理理論理解，激發學生學習興趣，配合理論課，闡明實驗基本原理與實驗步驟，并輔以課后討論。同時教師以實驗、實踐為載體，創新改革教學方法，達到理論指導實踐，實踐深化理論，理論與實踐結合的目的，構筑大工程、大實踐意識，以符合我校建設應用型本科高校的目標，適應當前社會對高等教育的要求。

實驗名稱： 井巷模型學習（掘進工藝）

①實驗目的：

鞏固和加深對《井巷工程》課堂知識的理解，掌握常用的施工機械、設備、器材的基本性能，加深理解和掌握井巷工程施工的基本原理、基礎知識和基本技能，培養學生分析和解決井巷工程實際問題的能力。

②實驗原理：

通過模型演示常用的炮眼布置、裝藥聯線、裝巖、轉運調車方式、掘進通風方式及常用的掘進機械化作業線，實驗由教師演示解說，學生觀摩

③實驗儀器設備：

本實驗演示以下模型：裝藥聯線演示模型；掘進頭局扇通風與施工設演示模型；裝巖與轉運調車演示模型；掘進機械化作業線配套方案演示模型等。

④選擇一種巷道掘進施工方式進行裝藥聯線、掘進頭局扇通風、裝巖與轉運調車及掘進機械化作業線配套方案的設計，包括繪制必要的圖表和文字說明：

本人設計全煤巷道掘進施工方法

全煤巷道掘進施工方法主要有：鉆眼爆破法掘進煤巷、掘進機掘進煤巷、連續采煤機掘進煤巷以及其它掘進方式等，我選用掘進機掘進煤巷

（一）掘進機掘進煤巷

煤巷掘進機能夠破煤、裝煤并能將煤轉載到運輸設備上。掘進的工作原理基本上相同，它具有工序少、進度快，效率高，質量好、施工安全、勞動強度小等 優點。掘進施工煤巷是我國煤巷施工的發展方向。煤巷施工中采用掘進機掘進，再加上與之相適應的機械運輸設備與其配套形成一條機械化作業線，是加快煤巷掘進速度和提高勞動生產率的根本途徑，目前常用的配套方式有以下幾種：一是掘進機—鏈板輸送機機械化作業線；二是掘進機—膠帶轉載機—鏈板輸送機機械化作業線；三是掘進機—膠帶轉載機—可伸縮雙向膠帶輸送機機械化作業線；四是煤巷掘進機—倉式列車機械化作業線。

二、巷道掘進施工組織與實施

（一）正規循環作業

循環作業，在巷道掘進過程中，包括主要工序和輔助工序，為了組織施工，循環作業要以循環圖表的形式表示出來。即是將一個循環中各工序的工作持續時間，先后順序以及相互銜接的關系，周密地用圖表形式固定下來，使全體施工人員心中有數，一環扣一環地進行操作。在規定的循環時間內，按作業規程、爆破圖表和循環圖表的規定，完成全部工序和工作量，取得預期的進度。

（二）循環圖表的編制

煤礦宜采用“三八”作業制、“四八交叉”作業、“四六”作業制，有的礦井實行按工作量分班的“滾刀制”。確定循環方式和循環進度。循環方式一般條件下可采用每班一個循環或多循環，主要取決于巷道斷面大小和施工技術裝備。每班的循環次數應為整數，即一個循環不要跨(班)日完成。巷道施工中，每個循環使巷道向前推進的距離稱為循環進度，有稱循環進尺。每個循環各工序的工作量也就確定了，根據施工定額、工作制度使可求出每循環所需的時間和每班的循環次數。

實驗教師簽字：

學生實驗成績： 實驗名稱：《井巷模型學習（巷道斷面）》

① 實驗目的：

了解巷道斷面形狀及特點 了解巷道支護種類 了解巷道斷面尺寸 ② 實驗要求： 斷面形狀選擇合適

支護合理，巷道斷面選擇合理 ③ 實驗操作步驟

（1）從左至右依次說出巷道斷面形狀 2 3 4 5 6 7

（2）選擇巷道斷面時主要考慮因素 ㈠作用在巷道上的地壓大小和方向在選擇巷道斷面形狀時起主要作用。

㈡巷道用途和服務年限也是選擇巷道斷面形狀不可缺少的重要因素。㈢礦區的支架材料和習慣使用的支護方式，也直接影響巷道斷面形狀的選擇；

㈣掘進方法和掘進設備對于巷道斷面形狀的選擇也有一定影響。㈤需要風量大的礦井，選擇通風阻力小的斷面和支護方式，有利于安全和具有經濟效益。（3）巷道斷面尺寸計算

實驗教師簽字： 學生實驗成績：

實驗名稱：《井巷模型學習（炮眼布置）》

1.實驗目的：

了解炮眼布置方式和原則

2.實驗方式：

通過模型演示常用的炮眼布置、光面爆破炮眼布置等，實驗由教師演示解說，學生觀摩

3對炮眼布置的要求

除合理確定鉆眼爆破參數外，為保證安全，提高鉆眼爆破效率和質量，還需正確布置工作面上的炮眼合理的炮眼布置應能滿足下列要求：

(1)有較高的炮眼利用率；

(2)先爆炸的炮眼不會破壞后爆炸的炮眼，或影響其內裝藥爆轟的穩定性；

(3)爆破塊度均勻，大小符合裝巖要求，大塊率小

(4)爆堆集中，爆破高度和寬度符合要求；飛石距離小，不會損壞支架或其他設備；

(5)爆破后斷面和輪廊符合設計要求，不會發生欠挖和過量超挖；壁面平整并能保持巷道圍巖本身的強度和穩定性；

(6)便于打眼，并盡可能減少鉆眼機械和設備的移動

4炮眼布置方法與原則

(1)周邊眼按光面爆破參數布置(特殊情況除外，不包括底眼)。原則上，周邊眼應布置在設計輪廊線上，但為便于打眼，通常向外(或向上)偏斜一定角度。偏斜角又稱外甩角，根據炮眼深度來調整(一般為3。～5。)。眼底落

在設計輪廊線外不超過100 rnn~0最小抵抗線應從眼底算起。采用普通光面爆破時，周邊眼深度不應大于崩落眼深度。全斷面炮眼數目較一般爆破約增加15％～20％。炮眼封泥嚴格按《煤礦安全規程》規定執行。

(2)選擇適當的掏槽方法和掏槽位置。掏槽位置會影響巖石的拋擲距離和破碎塊度，也會影響炮眼的數目，通常將掏槽眼布置在巷道的中部偏下。除斷面很大以外，在槽洞和底眼之間不再布置崩落眼。直眼掏槽面積(包括輔助掏槽眼)占巷道總斷面的5％～10％，楔形掏槽面積占巷道總斷面的10～20％，掏槽眼比其他眼加深10％～25％，裝藥系數也應比其他炮眼大。

(3)布置好周邊眼、掏槽眼后，布置崩落眼。崩落眼以槽洞為中心，層層布置。崩落眼的最小抵抗線可根據有關計算確定，也可根據工條件類比確定。

(4)底眼的最小抵抗線和炮眼間距通常與崩落眼相同。為避免爆破后在巷 道底板留下根底或使坡度增大，并為鋪軌創造有利條件，可增大眼底超出設計輪 廊線的距離，同時增大裝藥系數。當巷道有水溝時，可利用底眼將水溝一次拉出。為降低爆堆高度，給鉆眼和裝巖平行作業創造條件，可減少底眼間距和最小抵抗線，增大單耗藥量，并使底眼最后起爆，將爆破下的巖石拋離工作面。這種方法稱為拋渣爆破。

實驗教師簽字：

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