井巷工程考试重点.doc

井巷工程复习重点
第一章
1、岩石在三向静荷载压缩条件下的变形特征
特点：⑴弹性段与单轴压缩基本相同；⑵岩石表现出明显的塑性变形；⑶屈服极限，强度峰值、残余强度与围压大小成正 比；⑷大部分岩石在一定临界围压下出现屈服平台，呈塑性流动现象；⑸达到临界围压后，继续提高围压，不在出现峰值，应力—应变出现单调增长趋势。
2、莫尔强度理论莫尔认为，岩石不是在简单的应力状态下发生破坏，而是在不同的正应力和剪应力组合作用下，才使其丧失承载能力。当岩石某个特定面上作用的正应力和剪应力达到一定的数值时，随即发生破坏
3、动压条件下岩石的变形特征
⑴动荷载的特点⑵岩石在动荷载作用下的变形特征⑶波的反射和投射
4、岩石的强度特征
1）岩石在静荷载作用下的强度：⑴大多数情况下，岩石表现为脆性破坏；
⑵同种岩石强度并非常数；⑶不同受力情况下，岩石的极限强度相差悬殊。
三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强
度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度。
5、分级方法
1．普氏分级法：用一个综合性的指标” 坚固性系数f”来表示岩石破坏
的相对难易程度，通常称f为普氏岩石坚固性系数。
2．根据锚喷支护需要，按照煤矿岩层特点制定的围岩分类。
3．岩心质量指标分级法（R．Q．D）
第二章
1、巷道断面设计的内容和步骤
㈠选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；
㈡根据支架参数和道床参数计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许的超挖值求算出巷道的计算掘进断面尺寸； ㈢布置水沟和管缆； ㈣绘制巷道断面施工图，工程量表、材料消耗量一览表。
2、巷道净宽：B＝a十2A1十c十t
A1——运输设备的最大宽度，m；a——非人行道侧宽度 c——人行道的宽度 ；t——运输设备最突出部分之间的间距 （具体数值见煤矿安全规程）
直墙拱形巷道的净宽度系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。
矩形巷道的净宽度，系指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。
梯形巷道，当其内通行矿车、电机车时，净宽系指车辆顶面水平的巷道宽度；当其内不通行运输设备时，净宽系指自底板起1.6m高水平的巷道宽度。
巷道的净宽度必须满足从道渣面起1.6m的高度内，留有宽度不小于0.8m的人行道
在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。
3、巷道断面形状
按构成的轮廓线分两种：
折线型：矩形、梯形、不规则形；
曲线型：直墙拱形(如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形)以及封闭拱形、椭圆形、圆形等。
影响巷道断面选择的因素：
作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。
巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。
矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；
掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。
需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。
各因素密切联系而又互相制约，条件、要求不同，影响因素的主次位置就会发生变化。
4、巷道的净高度
矩形、梯形巷道：自渣面或底板到顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。
拱形巷道净高：自渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。
巷道净高的一般规定：主要运输巷道和主要风巷的净高，自轨面起不得低于2.0m；
架线式电机车运输巷道的净高必须符合规程有关要求；电机车架空线的悬挂高度，自轨面起在行人的巷道内、车场内以及人行道与运输巷道交叉的地方不得小于2.0m;在不行人的巷道内不得低于1.9m；在井底车场内，从井底到乘车场不小于2.2m。电机车架空线和巷道顶和顶梁之间的距离不得小于0.2m；对于采区（盘区）内的上山、下山和平巷的净高不得小于2.0m，薄煤层内的不得低于1.8m。
拱形巷道净高度： H=h0+h3-hb
H—拱形巷道净高； h0—拱形巷道拱高； h3—拱形巷道墙高； hb—巷道内道碴高度
第三章
1、钻眼机具：风动凿岩机、液压凿岩机、电钻 。 凿岩机钎头形状：一字型、十字型和球齿钎头。
气腿式凿岩机的工作机构：冲击机构、转钎机构、排粉机构、润滑系统。
2、化学爆炸三要素：反应的放热性 、反应过程的高速度、反应中生成大量气体产物
3、炸药的分类：按炸药组成分类：单质炸药、混合炸药按炸药作用分类：起爆药、猛炸药、发射药、烟火剂按主要化学成分分类：硝铵类炸药、硝化甘油类炸药、芳香族硝基化合物类炸药按工业炸药使用条件分类：
准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山
准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山
只准许在露天爆破工程中使用的炸药
4、氧平衡：就是用来表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。
5、炸药的敏感度
㈠热敏感度：⑴加热感度⑵火焰感度⑶热安定度
㈡机械感度：机械敏感度是炸药对冲击、摩擦、挤压、针刺等机械作用的敏感程度
㈢爆轰感度：爆轰感度是指炸药对别的炸药爆炸时所产生的爆轰冲击的敏感程度。
殉爆：装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包发生爆炸的现象。
殉爆距离：装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一定距离的另一同种药包百分百发生爆炸的最大距离。
殉爆安全距离：装有雷管的主动药包爆炸时，使相隔一定距离的另一同种药包百分百不能发生爆炸的最小距离
爆力：炸药爆炸时对周围介质做功的能力。
猛度：炸药爆炸时对周围介质的冲击粉碎能力，也就是冲击波的作用强度。
6、工业炸药
一.单质猛炸药：
1）.梯恩梯（TNT）三硝基甲苯（C6H2（NO2）3CH3），
2）.黑索金（RDX）环三次甲基三硝胺（（CH2NNO2）3）
3）.太恩（PETN）季戊四醇四硝酸脂(C(CH2ONO2)4))
4）．硝化甘油 三硝酸甘油酯
二、硝铵类炸药
㈠铵梯炸药（硝铵炸药）㈡铵油炸药㈢高威力硝铵炸药
三、水胶炸药 四、乳化炸药
分类：煤矿许用乳化炸药、岩石乳化炸药和露天乳化炸药三类。
7、起爆材料
一、雷管
1）．瞬发电雷管
管壳：金属或纸制圆筒； 起爆药：二硝基重氮酚；
加强药：黑索今； 电点火装置：
直插式：桥丝直接插入二硝基重氮酚，脚线、密封塞，无加强帽；
药头式：桥丝、脚线、密封塞、桥丝周围涂有引火药，制成圆珠状的引火头（氯酸钾、木炭、二硝基重氮酚和骨胶），有加强帽。
2）.秒延期雷管
定义：通电以后经过一段时间后，才爆炸的雷管，叫延期雷管，延期时间以秒为单位计量的，叫秒延期雷管。
结构：与瞬发雷管的不同之处在于引火头与起爆药之间有一段精致的导火索做延期药，用导火索的长度来控制延期秒量。
引火头周围的管壳上有排气孔，排除燃烧生成的气体，避免压力升高，影响燃烧速度。
3）. 毫秒延期雷管
定义：通电后经过若干毫秒起爆的雷管。
结构：延期内管，固定和保护延期药，并作为容纳延期药燃烧时生成的气体的空间，保证压力不变。
延期药有两种：①硅铁、铅丹、硫化锑、硅藻土；②过氧化钡、硫化锑、硅藻
土。延期秒量根据延期药量控制。硅藻土能吸收气体，减小压力。
4）．抗杂散电流电雷管
(1)无桥丝电雷管 (2)低阻率桥丝电雷管 (3)电磁雷管
二、导爆索和继爆管
㈠导爆索：导爆索是以猛炸药为药心，外面缠绕数层纱线、纸条，并有两层防潮层而制成的绳索状起爆材料。种类：普通导爆索和安全导爆索(加裹一层食盐)两类。
㈡继爆管：由消爆管和不带点火装置的毫秒延期雷管组成，对导爆索起延期作用。分单向继爆管和双向继爆管 。
三、导爆管
导爆管是管内壁涂有薄层炸药的塑料软管。导爆管不能直接起爆炸药，只能起传爆作用，起爆炸药仍需一个起爆雷管。
导爆管的作用原理是：当起爆枪(或导爆索、雷管)对着管腔激发时，在管腔中产生冲击波，管壁的炸药受冲击波的作用发生反应，给冲击波补充能量，从而使冲击波稳定地传播，速度达2000m/s。
《煤矿安全规程》规定，煤矿井下禁止使用导爆管放炮。
8、电爆网路的联接方式
⑴串联：⑵并联：⑶串并联电路
各种连接电路的电流计算
通用公式：每个雷管的电流

U—电源电压，r—雷管电阻，R—母线电阻R1和电源电阻R2之和。串联时，n为串联雷管个数，m=1；并联时，m为并联雷管个数，n=1；串并联时，n为每个串联组中串联个数，m为并联组数。
9、微差爆破
利用毫秒雷管或其他设备控制放炮的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。
瓦斯矿井爆破，雷管的总延期时间应在130ms内，防止瓦斯在先爆炮眼爆炸后达到1%，预热，在后期炸药爆炸后引爆瓦斯。
10、光面爆破
光面爆破的实质，是在井巷掘进断面的轮廓线上，布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药同时起爆，使爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂隙，并沿各炮眼的连线——井巷轮廓线，将岩石崩落下来。
机理：当光爆炮眼同时起爆后，在各炮眼的眼壁上产生细微的径向裂隙，由于起爆器材的起爆时间误差，各炮眼不可能在同一时刻爆炸，先爆炮眼的径向裂隙，由于相邻后爆炮眼所起的导向作用，结果沿相邻两炮眼的连心线的那条裂隙得到优先发展，并在爆生气体的作用下扩展，形成贯穿裂缝。贯穿裂缝形成后，周围岩体内的应力因释放而下降，从而能够抑制其他方向上有裂隙发展，同时又隔断了从自由面反射的应力波向围岩传播，因而爆破形成的壁面平整。
11、装药系数：又称装药满度系数，即装药长度与炮眼长度之比，其取值视炮眼的具体用途而定。
12、炮眼利用率：是指炮眼炸破后的实际进度与炸破前炮眼深度的比值，炮眼利用率是衡量炸破效果的主要指标，炮眼利用率应达到90%以上。
13、不藕合装药：药卷与炮眼在径向有间隙，间隙内可以是空气或其它缓冲材料，如叫水、砂等。
14、光面爆破：是一种使炸外的新壁面保持平整，不要明显破坏的炸破技术。
第四章 岩巷施工
1、炮眼布置
㈠掏槽眼
掏槽眼的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。
1）.斜眼掏槽法：⑴ 单向掏槽法⑵ 多向掏槽法
斜眼掏槽的特点是：
适用于各种岩层，可充分利用自由面，逐步扩大爆破范围；掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，但因炮眼倾斜，掏槽眼深度受到巷道宽度的限制， 循环进尺也同样受到限制； 碎石抛掷距离大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称时尤其如此。
2）．直眼掏槽法⑴ 直线掏槽⑵ 螺旋掏槽⑶ 角柱式掏槽
直眼掏槽的特点是：
所有掏槽眼都垂直于工作面，各炮眼之间保持平行；炮眼深度不受断面限制，利于采用中、深孔爆破，便于采用高效凿岩机和凿岩台车钻眼；直眼掏槽炮眼眼距较小，每一个装药炮眼的爆炸都可以破坏两个炮眼之间的岩石；直眼掏槽一般都有不装药的空眼，它起者附加自由面的作用。
3）．混合式掏槽
空眼的作用，一方面对爆炸应力和爆破方向起集中导向作用；另一方面使受压岩石有必需的碎胀补偿空间。
㈡辅助眼
辅助眼又称崩落眼，既是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。
辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500~700㎜，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数（装药长度与炮眼长度之比）一般为0.45~0.60
㈢周边眼
周边眼是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。
光面爆破周边眼满足以下要求：
周边眼中心都应应布置在巷道设计掘进断面轮廓线上，而眼底应稍向轮廓线外偏斜，一般不超过100~150mm,可使下一循环打眼时凿岩机有足够的工作空间，同时要尽量减少超挖量
2、爆破参数的确定
1）．炮眼直径
在采用气腿式凿岩机的情况下，现场多根据约卷直径来确定。目前国内岩巷掘进均采用32㎜、35㎜两种药卷。因炮眼直径比药卷直径大10㎜左右，所以目前的炮眼直径多采用42～45㎜。
2）．炮眼深度确定合理的炮眼
深度的依据是：炮眼利用率比较高（一般根不低于８5~90%）；
1)合理的炮眼深度必须与具体施工条件相适应：气腿式轻型凿岩机，较适宜的钻眼深度一般为2.2~3.0m;采用凿岩台车配备重型凿岩机，炮眼深度在3 m以上则更为有利。
2)合理的炮眼深度必须保证较高内爆破效率
3)合理的炮眼深度应尽可能使每班能够完成整循环。
3）．炮眼数目
合理的炮眼数目应当保证有较高的爆破效率(炮眼利用率不小于85~90%)，爆下的岩块和爆破后的巷道轮廓均能符合施工和设计要求。
一个掘进循环所需总的装药量：

总的装药量又可写成

总炮眼数为:

q—单位炸药消耗量，kg／m3；S一巷道掘进断面积，㎡；
L—炮眼平均深度，m；η—炮眼利用率；
N—炮眼总数，个；a—炮眼的平均装药系数，一般取0.5~0.7；
m——每个药卷的长度，m；P—每个药卷的质量，kg。
4）．炸药消耗量 q是爆破1m3实体岩石所需要的炸药量，也就是工作面一次爆破所需的总炸药量Q和工作面一次爆下的实体岩石总体积V之比，即

kg/m3

3、三表一图
爆破原始条件表 装药量及起爆顺序表 预期爆破效果表 工作面炮眼布置图
4、装岩设备
㈠铲斗式装岩机 ㈡耙斗装岩机 ㈢蟹爪式装岩机 ㈣立爪式装岩机
5、通风方式：㈠压入式通风㈡抽出式通风㈢混合式通风
6、调车：㈠ 固定错车场调车法
㈡ 活动错车场调车 ： 浮放道岔 翻框式调车器 风动吊车器调车
专用转载设备1、胶带转载机2、梭式矿车3、仓式列车
7、快速岩巷掘进作业线
以耙斗装载机、气腿式凿岩机为主的机械化作业线
侧卸装载机配液压钻车作业线
侧卸装载机、全液压钻车配耙斗装载机作业线

第六章 巷道支护
1、水泥分类：㈠ 硅酸盐水泥 ㈡ 普通硅酸盐水泥㈢ 掺混合材料的硅酸盐水泥
以28d的抗压强度作为水泥标号，分为425、525、625、725四种标号
2、初凝、终凝、硬化定义：
水泥与适量的水混合后制成水泥浆，经过一定时间，便会发生物理化学变化而逐渐变稠，失去可塑性，称为初凝，开始具有强度时称为终凝。之后其强度逐渐增加，称为硬化。
初凝和终凝过程称为凝结过程，强度增长过程称为硬化过程。
初凝时间和终凝时间：
初凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；
终凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h
3、巷道支护形式
锚喷支护：锚杆支护、喷射混凝土支护锚喷、支护及锚喷网联合支护、组合锚杆支护
普通支架：一、木支架二、金属支架三、钢筋混凝土(棚式)支架四、石材整体式支架
4、锚杆支护的作用原理
1）．悬吊作用 悬吊作用是利用锚杆将软弱的直接顶悬吊于上部坚固稳定的岩层上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连结在松动区外的完整坚固岩体上，使松动岩块不致冒落。2）．组合梁作用 组合梁作用是将层状岩体各层用锚杆连接并紧固,锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，从而提高了岩层的整体抗弯能力。
3）．锚杆的楔固作用 锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动
4、锚杆的结构类型
钢筋或钢丝绳砂浆锚杆、金属倒楔式锚杆、木锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆、快硬膨胀水泥锚杆、管缝式锚杆、可伸缩式锚杆、其它锚杆（胀裂式速效预应力锚杆玻璃钢锚杆中空自钻式锚杆 ）
5、混凝土喷射机混凝土喷射机按喷射工艺可分为干式和湿式两大类。
6、锚网带支护由锚杆、钢带及金属网组成
7、一次成巷三种方式：
㈠掘进与永久支护平行作业
平行作业方式由于永久支护不单独占用时间，可提高成巷速度约30～40％，施工机械设备能得到充分利用，可降低施工成本。但同时需要的人力、物力较多，组织工作比较复杂，一般适用于围岩比较稳定及掘进断面大于8㎡的巷道，以免掘砌工作相互干扰，影响成巷速度。
㈡掘进与永久支护顺序作业
这种作业方式的特点是掘、支轮流进行，由一个工作队来完成。因此要求工人既会掘进又会砌碹或锚喷。这种作业方式组织工作比较简单，但成巷速度较慢，适用于掘进断面小于
8㎡，巷道围岩不太稳定的情况。
㈢掘进与永久支护交替作业
它集中了顺序作业和平行作业的特点，可以避免掘进与永久支护工作的相互影响，有利于提高施工的熟练程度和掘进没备的利用率。
8、循环图表的编制
㈠确定日工作制度 我国煤矿采用“三八”作业制、”四八交叉”作业、“四六”作业制。
㈡确定作业方式 ㈢确定循环方式和循环进度 ㈣计算循环时间
9、全煤巷施工方法
一、钻眼爆破法掘进煤巷 二、掘进机掘进煤巷 三、连续采煤机掘进煤巷
10、“三小”技术
三软煤层，复合顶板和再生顶板的节理裂隙发育、顶板容易分层、冒落，难以管理，沿这类煤层掘进巷道时，可采用“三小”技术以提高掘进效率和维护好顶板。
（20世纪80年代后期，我国煤矿岩巷掘进中，在断面12m2的条件下应用小直径药包（φ25㎜、φ27㎜），炮眼直径为30㎜，采用同一规格钻锚杆眼和掘进炮眼，可提高钻眼速度，弥补了由于眼径减小而增加炮眼数目，提高了掘进速度，而且节约了支护成本，取得了良好的综合技术经济效益，这种方法称为“三 小”技术。）小直径钻尖，小直径药卷和小直径锚杆
11、掘进机掘进常用的配套方式
㈠掘进机—链板输送机机械化作业线
㈡掘进机—胶带转载机—链板输送机机械化作业线此机械化作业线。
㈢掘进机—胶带转载机—可伸缩双向胶带输送机机械化作业线
㈣煤巷掘进机—仓式列车机械化作业线
12、一坡三挡 斜巷巷道口应设逆止阻车器或安全挡车板 在工作面上方20～40m处设各种可移动式挡车器 在斜巷中部设固定式挡车器—悬吊式自动挡车器
13、采区煤仓施工方法 反井钻机施工法 、 深孔掏槽爆破法
14、半煤岩巷采石位置的选择
半煤岩巷道掘进，采石位置有挑顶、卧底及挑顶兼卧底有三种情况。
为了保持巷道顶板完整性，减少支护的工时和材料消耗，煤-岩巷道以卧底较多；
存在伪顶时，建议挑顶；
轨道顺槽，挑顶较多；
输送机巷，尽量要保持平直，挑顶、卧底，甚至全岩巷都会存在；
一般情况下，按照煤层倾角，决定采石位置
十二章 立井井筒设计
立井井筒自上而下可分为井颈、井身和井底三部分
井筒工程量一般占矿井井巷工程量的5%左右，而施工工期却占矿井施工总工期的40%~ 50%。
1、井筒装备
1)．罐道梁
2)．罐道 罐道是提升容器运行的在井筒中运行的导向装置
包括：木罐道、钢轨罐道、型钢组合罐道、钢丝绳罐道
3)．其他隔间 井筒断面内还有梯子间和管路电缆间
2、井筒表土普通施工法1）．井圈背板普通施工法 2）．吊挂井壁施工法 3）．板桩法
3、井筒表土特殊施工法1）．冻结法 2）．钻井法 3）．沉井法
4、立井施工设备
凿井井架 、卸矸台、封口盘与固定盘、吊盘与稳绳盘、提升机与凿井绞车
5、井筒支护㈠临时支护⑴采用井圈背板⑵采用锚喷㈡永久支护⑴料石井壁⑵ 混凝土井壁
十三章 立井井筒延深
1、利用辅助水平廷深井筒
这种延深方法，是由生产水平通过延深辅助暗井到达辅助水平，并在辅助水平布置延深用的巷道、硐室和安设延深施工设备
这种延深方法的特点是，对矿井的正常生产提升影响较小，但是延深辅助工程量大，延深准备期长，投资大，占用设备多。
2、利用延深间延深井筒
优缺点：这种延深方法具有延深辅助工程量小，延深准备工期短，施工总投资少等优点。
　　这种延深方法的缺点是提升吊桶容积小，提升一次循环时间较长，影响井筒延深施工速度。特别是当延深提升高度超过500米时，其提升能力很难满足延深施工的要求。
3. 利用反井延深井筒