井巷工程资料.doc

5）减井巷工程考试试卷（一）三、填空题1、岩石的特征，很大程度上取决于它的力学性质。2、岩体的性质，除取决于岩块性质外，在很大程度上受其结构的影响。3、岩石的抗拉强度/单项抗压强度=1/51/384、普氏认为：岩石坚固性在各方面的表现是趋于一致的；难破碎的岩石用各种方法都难于破碎，容易破碎的岩石用各种方法都容易破碎。5、在采矿工程中，为了提高破碎效率，合理地选择钻眼爆破参数，对小范围的岩石加以量的区分，称为岩石分级。6、顶压的大小取决于冒落拱的大小，而冒落的大小与顶板岩石的性质、巷道的宽度有关。7、巷道埋深越大，变形越大，围岩压力越大。8、冲击式凿岩机械。按安设与推进方式可分为：手持式、气腿式、向上式和导轨式。四种。9、液压凿岩机的钻速高，一般比风动凿岩机钻速高1倍。10、风动凿岩机工作面风压应不低于0.5 Mpa。11、气腿式凿岩机使用的钎尾长度为108mm，其偏差规定为0.1mm，钎尾端面应垂直钎杆轴线并要平整。12、MS12S型煤电钻钻眼时，由供水开关控制，实现湿式钻眼，喷水后其平均粉尘浓度仅为干式钻眼时粉尘浓度的5%。13、在外界能量作用下，自身进行高速的化学反应。同时产生大量的高温高压气体和热量，这种物质称为炸药。14、炸药主要由C、H2、O2、N2四种元素组成，它爆炸时不需要外界供氧，只靠自身的氧平衡就可以进行爆炸反应。15、炸药爆炸反应的放热性，生成气体产物，化学反应和传播的高速性是炸药爆炸的三要素。16、由于环境和引起化学变化的条件不同，一种炸药可能具有三种不同形式的化学变化，即缓慢分解、燃烧和爆炸。17.、炸药对周围介质产生强烈冲击和压缩作用，使其发生变形、破坏和抛掷，这种作用可分为 动 、 静 作用两部分。18、沿煤层掘进巷道，在掘进断面中，煤层厚度占4/5以上称为煤巷。19、为了保证通风效果，局部通风机必须安装在通有新鲜风流的巷道内，并距掘进巷道口不得小于10m，以避免产生循环风流。1、井巷掘进时，电爆网络联接方式有串联、并联和串并联等。2、影响爆破作用的因素有炸药性能和装药结构、爆破方法、爆破参数与爆破工艺、岩石性质与地质构造。3、掘进工作面的炮眼，按其用途和位置不同可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类。4、掘进中的装药结构有正向装药与反向装药、不耦合装药、眼底集中空气柱装药。5、井巷掘进中的主要工序有、和。辅助工序有、和20、爆破图表是指导和检查钻眼爆破作业的技术文件。其内容分三部分：第一部分是爆破条件；第二部分是炮眼布置图，并附有说明书；第三部分是安全措施及预期爆破效果。1、井巷掘进最基本的过程，就是将一部分岩石从岩体中破碎下来，形成设计要求的井筒、巷道和硐室等断面形状和尺寸，然后对周围岩体加以控制，维护这些掘进空间的稳定，以防止围岩的破碎坍塌。因此，破碎岩石和防止岩石破碎就成为井巷工程中解决的一对主要矛盾。2、钻眼机械按使用的动力不同可分为风动凿岩机、电动凿岩机、内燃和液压凿岩机。按破岩机理可分为冲击式、旋转式和旋转冲击式三类。井巷掘进在岩石上钻眼，主要采用冲击式风动凿岩机；在煤及软岩中钻眼主要采用旋转式煤电钻。3、炸药爆炸的三要素为：放热性、生成气体产物、化学反应和传播的高速性。影响稳定爆轰的主要因素药卷直径、炸药密度、起爆冲能、其他因素。4、电雷管按用途可分为煤矿非许用电雷管和煤矿许用电雷管两类。煤矿非许用电雷管有普通瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管；煤矿许用电雷管有煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒电雷管。5、井巷掘进时，电爆网络联接方式有串联、并联和串并联等。6、立井井筒一般由井颈、井身、井底三部分组成。7、掘进工作面的炮眼，按其用途和位置不同可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类。8、掘进中的装药结构有正向装药与反向装药、不耦合装药、眼底集中空气柱装药。1、 微差爆破，是把炮眼分组以毫秒级的时间间隔进行顺序起爆的一种延期爆破。采用毫秒爆破的优点是（1）降低大块率（2）炮眼利用率高（3）降低地震效应（4）降低炸药单耗（5）安全可靠（6）施工效率高。1、影响稳定爆轰的主要因素是什么？答：（1）药卷直径(2)炸药密度（3）起爆冲能4）其他因素。包括药包外壳的强度、炸药的粒度、变质程度以及填塞质量等。2、爆破引起瓦斯爆炸的因素有哪些？预防爆破引起瓦斯爆炸的措施是什么？答：（1）引起因素：空气冲击波、炽热的固体颗粒、爆炸生成的高温气体。 （2）预防措施：加强通风，避免瓦斯超限，严格执行一炮三检制和三人连锁放炮制。3、掘进工作面上的炮眼按用途不同分为哪几种？它们的作用各是什么？答：分为三种：掏槽眼、辅助眼（崩落眼）、周边眼。掏槽眼：首先将工作面某部分岩石破碎下来，使工作面形成第二个自由面，为其他炮眼爆破创造有利条件。辅助眼：充分利用掏槽眼所创造的自由面，最大限度均匀地将岩石崩落，并为周边眼的光面爆破创造条件。周边眼：控制巷道设计断面轮廓的形成。4、锚杆支护的工作原理是什么？答：（1）加固拱作用（2）悬吊作用（3）组合梁作用（4）围岩补强作用（5）减小跨度的作用5、掘进通风方式有哪几种？请画出压入式通风的示意图。答：压入式、抽出式、混合式。图见课本P128五、论述题怎样才能实现光面爆破？答：要实现光爆，必须做到周边眼爆破后既不把围岩壁的岩石炸碎，不产生明显的炮震裂缝，又把岩石沿炮眼连线整齐地切断下来，使围岩壁面规整，没有大的凹凸，符合设计要求。为此采取下列措施：1、尽量减少爆炸裂隙控制冲击动压产生的粉碎性破坏选择密度小的炸药，并通过合理的装药结构加大爆轰波峰压的衰减。选用爆速小。药卷直径小的炸药，对减少爆轰压力的效果更为显著。在装药结构方面采用不耦合装药。减小静压的破坏作用。主要措施是严格控制光爆炮眼的装药量，尽可能减小装药密度。2、促进两炮眼间形成贯穿裂缝两个周边光爆炮眼之间形成贯穿裂缝是光面爆破技术的关键。光爆炮眼同时起爆，也是产生光滑的贯穿裂缝的关键各个光爆炮眼都装入等量的炸药，有利于形成整齐的贯穿裂缝。3、防止两炮眼之间发生欠挖和超挖。很小，尽可能地保持围岩自生强度，这种人为控制的爆破方法，就叫做光面爆破。三、简答题1、画图并说明岩石应力应变的各个阶段。图见课本P19答：如图所示，OA为原始空隙压密阶段，该段曲线呈凹型，是由于岩石中原有裂隙和孔隙受压后逐渐闭合所致。AB为线弹性变形阶段，曲线呈直线型。在段和段内，如果卸除荷载，变形能完全恢复，B点即为弹性极限或屈服应力。BD为破裂发展阶段，曲线呈凸型，曲线斜率逐渐减小。BC阶段中破裂的传播比较缓慢而稳定，从C点起（此时应力达0.95max）破裂开始迅速传播，应变速度明显增大，到达峰值应力max 时（图中D点，即强度极限Rc），试件发生破坏。D点即为极限抗压强度。DE为软化阶段，在这一阶段内，岩石仍保持一整体继续抵抗荷载，且应力随应变增大而下降；当岩石继续破裂发展到点时才最终破裂；从E点以后应力基本不变而应变无限增长。E点的应力为残余强度。2、画图并说明冲击式凿岩机的破岩机理。答：凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩机理如图所示。钎刃在冲击力F的作用下凿入岩石，凿出深度为 图见课本P34h的沟槽，然后将钎子转动一角度，再次冲击，此时不但凿出沟槽，而且两条沟槽之间的岩石，也被冲击时产生的水平力H剪切掉。为使钎刃始终作用在新的岩面上，必须及时排除岩石碎屑。冲击、转钎、排粉，往复循环地持续进行，便可凿出圆形炮眼。3、巷道断面设计的基本原则及巷道断面形状选择主要取决的因素。答：基本原则：在满足煤矿安全、生产施工等方面技术要求的前提下，最大限度地提高断面利用率，缩小断面、降低造价，有利于加快施工速度，以获得最大的经济效益。主要因素：（1）巷道的位置及围岩的性质（2）巷道的用途及服务年限（3）支护方式和支护材料（4）掘进方法及设备（5）通风要求4、画图并说明锚杆支护的作用原理。 图见课本P148答：（1）加固拱作用（2）悬吊作用（3）组合梁作用4）围岩补强作用（5）减小跨度的作用5、如何编制循环图表。答：（1）合理选择施工作业方式和循环方式（2）确定循环进尺3）确定工序和循环时间4、硐室施工特点。答：（1）硐室的断面大、变化多、长度短、服务年限长、工程质量要求高，一般要求具有隔爆、防潮和防火等性能。（2）硐室周围井巷工程较多，一个硐室常与其他硐室或井巷相连，故其受力状态复杂，难以准确分析，施工难度大，支护比较困难。（3）多数安有多种机电设备，故多数内还要浇筑机电设备基础，预留管线沟槽，安装起重梁等。5、巷道遇含水层的施工方法。答：掘进巷道时常采用疏、堵或疏堵结合的方法来防水。疏，即利用钻孔或放水巷道放水。堵，就是用注浆的方法，堵住流水进入巷道围岩的裂隙或空洞。例如：煤巷掘进探水法、石门探水法、利用钻孔放水的方法、注浆堵水、改道绕行等等。四、论述围岩分类法与普氏岩石分级法在应用上有什么区别。答：普氏岩石分级法用一个“坚固性系数”这一指标划分岩石等级，该指标表示岩石被破坏的相对难易程度，普氏岩石分级法是以岩块的强度为基础，适应于岩石破碎方面的应用。但它只是反映了岩石开挖的难易程度，不能说明岩石的稳定性和完整性等特征。一般来讲普氏岩石分级法对于松散岩体比较适用，而在坚固的裂隙发育较少的岩体中不适用。 围岩分类法不仅考虑了岩块的强度，而且考虑了岩体的完整性。它充分考虑了围岩的节理、裂隙的影响，科学地反映了支护的难度，为选择支护类型和确定支护参数提供了依据，弥补了普氏岩石分级法的不足。但还缺少综合性的分类指标，仍然缺乏简单易行的现场实测手段，有待不断改进。三、简答1、画图并说明岩石应力应变的各个阶段。 图见课本P12答：如图所示，OA为原始空隙压密阶段，该段曲线呈凹型，是由于岩石中原有裂隙和孔隙受压后逐渐闭合所致。AB为线弹性变形阶段，曲线呈直线型。在段和段内，如果卸除荷载，变形能完全恢复，B点即为弹性极限或屈服应力。BD为破裂发展阶段，曲线呈凸型，曲线斜率逐渐减小。BC阶段中破裂的传播比较缓慢而稳定，从C点起（此时应力达0.95max）破裂开始迅速传播，应变速度明显增大，到达峰值应力max 时（图中D点，即强度极限Rc），试件发生破坏。D点即为极限抗压强度。DE为软化阶段，在这一阶段内，岩石仍保持一整体继续抵抗荷载，且应力随应变增大而下降；当岩石继续破裂发展到E点时才最终破裂；从E点以后应力基本不变而应变无限增长。E点的应力为残余强度。2、画图并说明冲击式凿岩机的破岩机理。 图见课本P34答：凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩机理如图所示。钎刃在冲击力F的作用下凿入岩石，凿出深度为h的沟槽，然后将钎子转动一角度，再次冲击，此时不但凿出沟槽，而且两条沟槽之间的岩石，也被冲击时产生的水平力H剪切掉。为使钎刃始终作用在新的岩面上，必须及时排除岩石碎屑。冲击、转钎、排粉，往复循环地持续进行，便可凿出圆形炮眼。3、采区巷道与主要运输巷道施工条件相比具有哪些特点？答：（1）采区巷道所穿过的煤及围岩的坚固性较小，掘进较容易，但其稳定性较差，同时采区巷道还要受到采动的影响，在施工的同时不但要注意顶板的管理，而且还要根据其服务年限短、地压变化大、巷道维护困难等特点，合理地选择支护方式。（2）采区巷道一般都沿煤层或在煤层附近的岩层内掘进，经常受到瓦斯、煤尘的威胁，必须加强瓦斯检查，以确保安全。此外，还要特别注意探水，防止采空区积水造成的危害。（3）采区巷道一般远离井底车场，工作面多，工程量大，通风和运输工作复杂。（4）由于煤层褶曲起伏和断层的影响，施工时必须根据生产使用要求和安全原则正确确定巷道方向，以免造成无效进尺。4、画图并说明锚杆支护的作用原理。 图见课本P148答：（1）加固拱作用（2）悬吊作用（3）组合梁作用（4）围岩补强作用（5）减小跨度的作用5、如何编制循环图表。答：（1）合理选择施工作业方式和循环方式（2）确定循环进尺（3）确定工序和循环时间四、论述光爆的优点及实现应采取的措施。答：优点1、由于光爆巷道成形规整，消除围岩凹凸处的应力集中，最大限度地保持了围岩自身强度，从而增强了围岩自承能力，为锚喷支护提供了基础。2、由于光爆大大的减少了掘进超挖量，因此可减少材料消耗，从而降低成本，加快掘进速度。3、光爆可有效地减少对工作面围岩的破坏，使井巷围岩较为稳定，有利于施工和安全。同时也减少了井巷的维修量，降低了井巷的失修率。4、光爆消除了围岩的凹凸不平，从而减少了通风阻力和瓦斯积聚，有利于安全。采取下列措施实现光爆：1、尽量减少爆炸裂隙控制冲击动压产生的粉碎性破坏选择密度小的炸药，并通过合理的装药结构加大爆轰波峰压的衰减。选用爆速小。药卷直径小的炸药，对减少爆轰压力的效果更为显著。在装药结构方面采用不耦合装药。减小静压的破坏作用。主要措施是严格控制光爆炮眼的装药量，尽可能减小装药密度。2、促进两炮眼间形成贯穿裂缝两个周边光爆炮眼之间形成贯穿裂缝是光面爆破技术的关键。光爆炮眼同时起爆，也是产生光滑的贯穿裂缝的关键各个光爆炮眼都装入等量的炸药，有利于形成整齐的贯穿裂缝。3、防止两炮眼之间发生欠挖和超挖。井巷工程考试试卷（五）三、简答1、如何做到安全爆破。答：（1）防止爆破引起瓦斯爆炸事故加强通风，避免瓦斯超限，严格执行一炮三检制和三人连锁放炮制度（2）防止爆破引起煤尘爆炸事故降尘和综合防尘；杜绝引爆火源和放炮产生明火；注意防止瓦斯与煤尘混合；降低爆炸下限。（3）防止爆破引起透水事故接近采空区水、富含水层、导水断层或溶洞时，应停止接近进行探水。接近有出水征兆的地质钻孔或或打开隔离煤柱放水，打钻后超前距离不够或偏离探水方向，应停止装药放炮。（4）爆破事故的预防与处理爆破后，待工作面炮烟吹散，班组长、放炮员、瓦斯检查员必须首先检查爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支架、拒爆、瞎炮、残爆等情况。如果有危险情况，必须立即处理。3、巷道断面设计的基本原则及巷道断面形状选择主要取决的因素。答：基本原则：在满足煤矿安全、生产施工等方面技术要求的前提下，最大限度地提高断面利用率，缩小断面、降低造价，有利于加快施工速度，以获得最大的经济效益。主要因素：（1）巷道的位置及围岩的性质（2）巷道的用途及服务年限（3）支护方式和支护材料（4）掘进方法及设备（5）通风要求4、画图并说明喷射混凝土支护的作用原理。（1）加固与防风化作用（2）改善围岩应力状态作用（3）柔性支护机构作用（4）组合拱作用5、实现光爆应采取的措施。答：（1）尽量减少炸药裂隙选择合适的炸药，控制装药量，合理选择装药机构，使爆破作用于炮孔壁岩石上的巨大压力衰减，就能够使岩石不受破坏或少受破坏。（2）促进两炮眼间形成贯穿裂缝（3）防止两炮眼间发生欠挖和超挖四、论述掘进工作面的防尘措施有哪些？为什么要综合防尘？综合防尘在新时期有何意义？措施：1、湿式钻眼综合防尘2、喷雾、洒水有效降尘3、加强通风排尘4、加强个人防护工作因为掘进过程中产生的粉尘极易在空气中浮游，被人吸入体内，时间久了就易患煤肺病、矽肺病，严重影响工人的身体健康，所以要综合防尘。1、影响围岩压力的因素有哪些？答：（1）自燃因素深度的影响岩体性质的影响地质构造的影响（2）开掘技术因素巷道尺寸和形状的影响时间的影响施工技术的影响支架刚度的影响其他采掘工程的影响2、画图并说明旋转式凿岩机的破岩机理。 图见课本P43答：如图所示，钎刃在轴向压力P的作用下侵入岩石，同时钎刃在回转力矩的作用下不停地旋转，将岩石一层层沿螺旋线切削下来，破碎的岩屑被排至孔外。压入回转切削排粉，这样的过程连续不断的进行，逐步形成钻孔。3、设计拱形巷道断面时墙高如何确定？答：拱形巷道墙高是指巷道底板至拱基线的垂直距离。设计时按架线电机车导电弓子顶端两切线的交点处与巷道拱璧间最小安全间隙、管道的安设高度、人行高度、1.6m高度人行道宽度和设备上缘至拱璧最小安全间隙等要求计算，取其最大值，以满足行人安全、运输及安装和检修设备、管线、电缆的需求。墙高应按只进不舍并以0.1m进级的原则确定。4、巷道掘进中良好的钻眼爆破工作应做到哪几点？答：（1）爆破后所形成的巷道断面应符合设计要求和井巷工程施工及验收规范的标准，巷道的方向和坡度均应符合设计规定，光面爆破巷道超挖不得大于150mm，欠挖不得超过质量标准的规定。（2）爆破下来的岩石块度和堆积状况便于装运。（3）爆破单位体积岩石所需的炸药和雷管的消耗量要低，钻眼工作量要小，炮眼的利用率要达到85%以上。（5）便于后续工序采用先进技术和机械装备，改善作业条件。5、画图并说明掘进巷道时有哪几种通风方式？ 答：压入式、抽出式、混合式四、论述为何要进行岩石分级和围岩分类？答：为了满足岩体工程设计、施工和管理工作的需要，对岩石进行分级和对围岩进行分类是十分必要的。各种岩石按其成因和矿物成分划分种类，加以质的区别，只能满足地质工作的需要。对于采掘工程来说，则是以破碎岩石和维护围岩稳定为目的的，需要对岩石按其工程性质加以量的区分，即岩石分级和围岩分类。在采掘工程中，为了提高破岩效率，合理选择钻眼爆破参数，我们对小范围内的岩石加以量的区分，即进行岩石分级。为了判定巷道周围岩体的稳定性并合理选择支护类型，我们对大范围的岩体加以量的区分，即围岩分类。答：（1）、成分：硝酸铵、梯恩梯（TNT）、15%20%的食盐、少量木粉（2）、作用：硝酸铵是氧化剂梯恩梯是还原剂，又是敏化剂少量木粉起疏松作用食盐做消焰剂，保证爆炸时不致引起瓦斯和煤尘爆炸。2、简述提高凿岩效率的措施答：（1）合理选择与正确使用凿岩机（2）保证气压（3）合适的轴向推力（4）正确确定眼径和眼深（5）改善劳动组织，提高凿岩的工时利用率，减少辅助作业时间（6）快速排除故障3、巷道断面设计的步骤及基本原则答：步骤（1）巷道断面形状的选择（2）确定巷道断面尺寸确定巷道净宽度 确定巷道净高度基本原则：在满足安全和使用要求的前提下，力求提高断面的利用率，缩小断面，降低造价，便于快速施工。4、巷道施工方法有哪几种？何谓一次成巷？它具有哪些优点？答：巷道施工方法有两种，即分次成巷和一次成巷。所谓一次成巷就是将巷道施工中的掘进、永久支护和崛砌水沟三项分部工程视为一个整体，在一定距离内，前后连贯地最大限度地同时施工，一次做成巷道，不留收尾工程。一次成巷不但作业安全，有利于保证支护质量，加快成巷速度，而且材料消耗和工程成本也可显著降低。5、爆破图表包括哪些内容？答：爆破图表是指导和检查钻眼爆破作业的技术文件。其内容分三部分：第一部分是爆破条件；第二部分是炮眼布置图，并附有说明书；第三部分是安全措施及预期爆破效果。四、论述画图并说明锚杆支护的作用原理 图见课本P148答：（1）加固拱作用（2）悬吊作用（3）组合梁作用三人连锁放炮:放炮前爆破工将禁戒牌交给班组长由班组长派人警戒并检查顶板的支付性下达放炮命令，将自己携带的放炮命令牌交给瓦斯检查员，瓦斯检查员经检查瓦斯合格后将自己携带的放炮牌交给爆破工爆破工发出放炮口哨后进行放炮，放炮后将牌物归原主。6