井巷工程复习题1.doc

第一章 岩石性质极其工程分级1.岩石是指组成地壳的基本物质，由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律而形成的自然地质体，包括岩浆岩、沉积岩、变质岩。2.岩体是指地下工程周围较大范围内的自然地质体。从煤矿采掘工程角度：包括岩石、地下水、瓦斯。岩体的性质复杂，是我们研究的主要对象。 3.表土是指建井工作者把覆盖在地壳上部的第四纪沉积物成为表土，也称为松散性岩石，如：黄土、流沙、粘土等。4.岩石的相对密度（比重）是指岩石固体实体积(不包括孔隙体积)的质量与同体积水的质量的比值。5.岩石的密度是指岩石单位体积(包括岩石内孔隙体积)的质量，称为岩石的密度，亦称质量密度。6.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。 7.岩石工程分级方法（1）普氏分级法：（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（RQD）第二章 钻眼爆破1.风动凿岩机是指以压缩空气为动力的钻孔机具。按支架形式分为：手持式、气腿式、向上式、导轨式。按冲击频率分为：低频、2000次/min以下，中频20002500次，高频超过2500次/min。应用广泛的是气腿凿岩机。2.气腿式凿岩机的工作结构包括冲击机构、转钎机构、排粉机构、润滑系统3.凿岩机钎头形状有一字型、十字型和球齿钎头4.爆炸是指物质发生快速的物理或化学变化，瞬间放出大量能量，借助于系统原有气体或生成的气体的膨胀，对周围介质做功，使之发生巨大的破坏效应，同时可能伴随有声光热效应。 5.炸药爆炸的基本特征（1）放出大量热 （2）生成大量气体 （3）反应过程必须高速进行 6.炸药在一定条件，能够发生快速的化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物，主要元素C、H、O、N，爆炸过程的实质是H、C被氧化的过程，O是炸药本身所含有，自带氧。7.炸药按其组成成分可分为（1）单质炸药（单体炸药）：硝化甘油，梯恩梯 。（2）混合炸药：硝酸铵类炸药、硝化甘油类炸药 。炸药按其用途可分为：（1）起爆药：雷汞（Hg(CNO)2）、叠氮化铅Pb(N3)2、和二硝基重氮酚C6H2（NO2）2N2O等。（2）猛炸药：黑索金梯恩梯。（3）发射药8.炸药的氧平衡C+O2C O2+395KJ/mol；2H2+ O22 H2 O+240.7 KJ/mol；NN2 由于O的量不足或有剩余，会生成 CO、H2、C、NO、NO2 等。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。9.爆热是指单体质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量，KJ/mol，KJ/kg，是评价炸药威力的直接标志。10.炸药的三种化学反应形式 缓慢分解（热分解）：缓慢进行的化学变化过程，环境温度升高，热分解速度加快，有可能发生爆炸。 燃烧：在热源火焰作用下，引起温度、压力升高，极限情况可能发生爆炸。 爆轰：炸药瞬间反应的一种形式，是爆轰波的传播形式。11.爆速的影响因素（1）药卷直径（2）装药密度（3）装药外壳（4）炸药粒度12.间隙效应是指连续多个混合炸药药卷在空气中都能正常传爆，但在炮眼内如果药卷与炮眼孔壁存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象，也称为管道效应。13.间隙效应的解决方法采用偶合散装炸药可以从根本上克服间隙效应亦可在连续药卷上，隔一定距离套上硬纸板或其它材料做成的隔环，以阻止间隙内空气冲击波的传播或削弱其强度。通过试验表明，采用水胶炸药或乳化炸药，可以消除因间隙效应发生的爆轰中断现象。14.炸药的猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的破碎能力，表征炸药的动作用。（用铅柱压缩法实验测定：炸药爆炸后量出压缩前后的高度差（），即炸药的猛度。）炸药的爆力是指爆生气体在高温下膨胀作功破坏周围介质的能力。常用铅铸扩孔法来衡量，表征炸药的静作用。15.炸药的敏感度是指炸药在外界起爆能的作用下，发生爆炸的难易程度，称为炸药的敏感度 。16.工业炸药分类（1）单质猛炸药 （2）硝铵类炸药 （3）浆状炸药 （4）水胶炸药 （5）乳化炸药 17.起爆材料包括雷管、导爆索和继爆管、导爆管18.发爆器有发电机式和电容式两类，目前常用的，几乎都是电容式的。19.电爆网路的连接方法有串联；并联；串并联电路20.自由面和最小抵抗线如果将一个球形或立方体形炸药包（爆破上称之为集中药包）埋入岩石中，岩石与空气接触的表面称为自由面。药包中心到自由面的垂直距离W称为最小抵抗线。第三章 巷道断面设计1.巷道断面形状按构成的轮廓线分两种：（1）折线型：矩形、梯形、不规则形；（2）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。2.巷道净宽度（1）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。（2）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。 （3）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。3.巷道净高度（1）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。（2）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。主要是确定净拱高和自底板起的墙高。第四章 岩巷施工1.掘进工作面炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼2.掏槽眼的种类（1）斜眼掏槽包括单向掏槽（扇形掏槽）和多向掏槽（楔形掏槽、锥形掏槽） 单向掏槽 多向掏槽（锥形掏槽）（2）直眼掏槽分为：直线掏槽 ；螺旋掏槽 ；角柱式掏槽（三角柱掏槽；菱形掏槽；五星掏槽） 直线掏槽 螺旋掏槽 三角柱掏槽 菱形掏槽 五星掏槽（3）混合式掏槽 菱形 三角柱3.爆破器材的选择我国目前使用的矿用炸药有硝铵类炸药和含水炸药（乳化炸药、浆状炸药、水胶炸药），当穿过有瓦斯地段时，应采用煤矿硝铵炸药和煤矿含水炸药。对于坚硬岩石可考虑采用粉状高威力炸药。硝铵类炸药价格较为低廉，为煤矿普遍使用，一般装成直径32、35、38，重量100g、150g、200g的药卷，有效使用期为6个月。起爆材料一般采用8号电雷管，其中秒延期雷管、半秒延期雷管以及毫秒延期雷管都能满足巷道爆破的起爆要求，但是在穿过有瓦斯地层时选用豪秒延期雷管，总延期时间不能超过130ms。 4.掏槽眼和辅助眼的装药结构正向连续装药反向连续装药5.周边眼装药结构（1）单段空气柱式装药（2）空气间隔分段装药（3）不耦合装药 6.掘进面通风方式（1）压入式通风 （2）抽出式通风 （3）混合式通风 7.风筒：掘进通风用的风简有刚性和柔性两类。刚性风筒有铁风筒、玻璃钢风筒等常用的柔性风筒为胶布风筒、软塑料风筒等，只能用于压入式通风。8.综合防尘措施（1）湿式钻眼是综合防尘最主要的技术措施。（2）喷雾、洒水对防尘和降尘都有良好的作用。（3）加强通风排尘工作。（4）加强个人防护工作。9.装岩设备（1）铲斗式装岩机 （2）耙斗装岩机 （3）蟹爪式装岩机 （4）立爪式装岩机 （5）装岩机的选择 10.调车工作（1） 固定错车场调车法 （2）活动错车场调车 （3）专用转载设备 第五章 煤巷施工1.钻眼机械：钻眼一般采用23台煤电钻同时作业。炮眼深度应考虑施工组织、技术和围岩性质一般为1.52m，炮眼间距视煤层硬度，一般为0.61.2m。2.炮眼布置：炮眼布置的原则与岩巷基本相同。由于煤质软，掏槽容易，多采用单向掏槽(如扇形掏槽、半楔形掏槽)，当炮眼较深、断面较小时，可用复式掏槽，若断面中有软煤夹层时，掏槽眼应布置在软煤带中。掏槽眼一般为34个，倾斜角度为7080。断面较小时，可不设辅助眼。3.爆破器材：在有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤层中掘进巷道，必须使用煤矿许用炸药，毫秒延期电雷管。使用毫秒电雷管必须将爆破总延期时间控制在130ms以内，并必须全断面一次起爆。4.煤巷施工中常用的配套方式：（1）悬臂式掘进机、单体锚杆钻机、桥式转载机、带式输送机、机载除尘设备（2）悬臂式掘进机、机载锚杆钻机、桥式转载机、带式输送机、机载除尘设备（3）连续采煤机、梭车、给料破碎机、带式输送机、四臂锚杆钻车、铲车（4）掘锚机组、桥式转载机、带式输送机5.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。6.半煤岩巷道的施工组织有两种方式：一种是全断面一次掘进,煤、岩不分掘分运； 一种是煤、岩分掘分运。采用煤、岩分掘分运的方式时，形成煤工作面超前岩石工作面的台阶工作面。第六章 巷道支护1.巷道支护中使用的材料主要有木材、竹材、金属材料、石材、混凝土、钢筋混凝土、砂浆等，其中水泥是广泛使用的胶凝材料。1.支护材料2.水泥按其用途和性能可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥为土木工程一般用途的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等五大水泥。专用水泥是指专门用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥等。特性水泥是某钟性能比较突出的一类水泥，如抗硫酸盐硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。2.水泥分类（1）建筑工程：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥（2）特殊工程：高铝水泥快硬、高强、耐腐蚀，国防、道路、抢修 膨胀水泥防水沙浆：构件、管道接头，防渗抹面 白色水泥原料和制作设备及过程 彩色水泥氧化铁、氧化锰、氧化铬 快硬水泥抢修工程、抗冲击及抗震性工程 耐硫酸盐水泥3.常用的金属支架材料有：工字钢、角钢、槽钢，轻便钢轨、矿用工字钢以及矿用特殊型钢等。 4.锚杆支护的作用原理（1）悬吊作用（2）组合梁作用（3）锚杆的楔固作用（4）挤压加固拱作用5.混凝土支护作用原理（1）加固与防止风化（2）改善围岩应力状态（3）柔性支护作用（4）组台拱作用第七章 巷道施工组织与管理1.巷道施工组织方式有一次成巷和分次成巷。2.根据掘进和永久支护的相互关系，一次成巷施工法可分为掘支平行作业、掘支顺序作业和掘支交替作业。3.正规循环作业是指在掘进、支护工作面上，按照作业规程、爆破图表和循环图标的规定，在一定的时间内，以一定的人力、物力和技术装备，完成规定的全部工序和工作量，取得预期的进度，并保证生产有节奏的周而复始地进行。4.多工序平行交叉作业是指在同一工作面，在同一循环时间内，凡能同时施工的工序，尽量安排使其同时进行；不能全部平行施工的工序，也可以使其部分平行，即交叉作业。多工序平行交叉作业是实现正规循环作业的基本保证措施。5.掘进队的组织形式有综合掘进队和专业掘进队两种。第八章 硐室及交叉点设计1.硐室施工方法（1）全断面一次掘进法（2）台阶工作面施工法正台阶工作面（下行分层）施工法和倒台阶工作面（上行分层）施工法（3）导硐施工法（中央下导硐施工法和两侧导硐施工法）2.按支护方式不同，交岔点可分为简易交岔点和碹岔式交岔点。碹岔式交岔点按其结构分为牛鼻子交岔点和穿尖交岔点。3.道岔按其分岔型式可分为单开道岔、对称道岔和渡线道岔三大类。道岔的每一种类型又按轨距和轨型不同分为615、618、624、918、924五个系列。道岔的每一个系列按辙岔号码M和道岔的曲线半径不同又分成55个型号。第九章 上下山及煤仓施工1.上山施工两件事需要注意（自自下而上用爆破法破岩石需要注意两点）：一是底板经常掘不够，出现巷道上漂；二是爆破时抛掷的岩石很容易打到棚式支架的顶梁上，崩倒棚子。2.煤仓按倾角可分为垂直式和倾斜式。垂直式一般是圆形断面，倾斜式一般是拱形断面，其倾角在60度-70度以上，无论垂直式或倾斜式煤仓，其下口均要收缩成适合安装闸门的断面。第十章 特殊条件下的巷道施工1.松软岩层的特点松软岩层具有松、散、软、弱四种不同属性。“松”是指岩石结构疏松，密度小，孔隙度大；“散”岩石胶结程度很差或有未胶结的颗粒状岩层；“软”是指岩石强度很低，塑性大或粘土矿物质易膨胀；“弱”是指受地质构造的破坏，形成许多弱面，如节理、片理、裂隙等破坏了原有的岩体强度，易破碎，易滑移冒落，但其岩石单轴抗压强度还是较高的。2.软岩巷道的围岩变形特征（1）围岩变形有明显的时间效应（2）围岩变形有明显的空间效应（3）软岩巷道不仅顶板下沉量大和容易冒落，而且底板也强烈鼓起，并常伴随有两帮剧烈位移。（4）围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。3.巷道底鼓的类型（1）挤压流动性底鼓（2）挠曲褶皱性底鼓（3）遇水膨胀性底鼓（4）剪切错动性底鼓4.我国煤与瓦斯突出煤层具有以下特征：煤与瓦斯突出往往发生在地质变化比较剧烈、地应力较大的地区，例如褶曲、背斜的轴部和断层破碎带；煤质松软、干燥且瓦斯含量大、压力高就容易突出；开采深度愈大，煤层愈厚，倾角愈大，突出的次数就愈多，强度也愈大；煤体受外力震动、冲击时，也容易发生突出。5.石门揭开突出煤层的施工方法（1）震动爆破（2）使用金属骨架（3）钻孔排放（4）水力冲孔6.沿突出煤层掘进平巷的技术措施为了预防煤巷掘进中的煤和瓦斯突出，最好的办法是开采解放层，但在某些场合下，仍需要在未解放地区进行煤巷掘进。沿突出煤层掘进平巷的技术措施有（1）震动爆破和松动爆破（2）超前支架（3）大直径超前钻孔（4）水力冲孔第十一章 井筒施工及延深1.立井井筒自上而下可分为井颈、井身和井底。2.立井井筒横断面形状有圆形和矩形两种。3.根据表土的性质及其所采用的施工设置，井筒表土施工方法可分为普通施工（井圈背板施工法、吊挂井壁施工法、板桩法）和特殊施工（冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、帷幕法）4.井筒延深方案：利用辅助水平延深、利用延深间延深、利用反井延深。