井巷工程复习资料

绪论1、井巷工程井巷工程是研究地层中井筒、巷道、硐室设计和施工基本理论、方法和技术的应用技术学科。

2、井巷普通施工法与特殊施工法普通施工法，是指在稳定或含水较少的地层中采用钻眼爆破或其他常规手段掘凿井巷。

钻眼爆破法施工的主要工序有钻眼、装药、爆破、通风、排水、装排矸和支护等。

特殊施工法，是指在不稳定、含水量很大或瓦斯含量很高的地层中采用特殊措施和工艺完成井巷开挖和支护。

一般包括临时或永久地加固不稳定地层、封堵围岩涌水、降低水位、超前（或同时）支护等，以改善施工作业环境，使掘进和支护可以在安全条件下正常进行。

3、钻眼爆破法的主要工序炮眼布置、爆破器材和爆破参数的确定、装药和起爆、爆破说明书和爆破图表岩石性质及其工程分级1、岩块、岩体、岩石岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体。

岩石：不分岩块与岩体时的泛称2、表土、基岩表土：覆盖在地壳上部的第四纪沉积物，如黄土、粘土、流砂、淤泥、砺石等的统称。

基岩：表土以下的固结性岩石统称为基岩。

3、岩石的透水性、软化性、膨胀性与崩解性透水性：岩石能被水透过的性能。

常用渗透系数K 衡量，单位与速度相同。

软化性：指岩石浸水后强度降低现象。

常用软化系数表示。

膨胀性和崩解性：岩石的膨胀性指软岩浸水后体积增大和相应地引起压力增大的性能。

岩石的崩解性指软岩浸水后发生解体的现象。

4、岩石的碎胀性、碎胀系数碎胀性：岩石破碎以后因碎块之间空隙增多而总体积比整体状态下增大的性质。

常用碎胀系数K 衡量。

VV K 1 5、岩石单轴受压的变形特征（全应力-应变曲线）:P106、岩石的坚固性系数:10c f σ=,表示岩石破坏的相对难易程度7、岩石的RQD 指标 岩心质量指标，是指长度大于10cm 的岩心的总长度占钻孔总长度的比值。

8、围岩松动圈巷道掘进前，围岩三向受压处于弹性稳定状态；掘巷后，巷道周边应力集中，围岩强度减小（三向应力状态→两向应力状态），使围岩应力与围岩强度的关系发生变化，当应力超过围岩强度之后，巷道周边围岩将首先破坏并逐渐向深部扩展，直至在一定深度取得三向应力平衡为止，巷道周边到平衡点之间岩石已过渡到破坏状态，将围岩中产生的这种破坏带定名为围岩松动圈。

围岩松动圈测试方法和原理：声测法测试围岩松动圈的物理基础，是各类岩石中声波速度不同，同种岩石则随破裂程度的增加，声速降低。

围岩松动圈分类有三个突出优点：（1）绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标；（2）松动圈系实测所得，未在重要方面作任何假设；（3）松动圈大小很容易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现场应用十分方便。

井巷凿岩技术和装备1、钻眼基本方法:冲击式钻眼法（岩石）；旋转式钻眼法（煤层）2、凿岩机分类:风动凿岩机（凿岩机或风钻）、液压凿岩机、电动凿岩机3、风动凿岩机破岩原理:P214、风动凿岩机工作系统组成（1）冲击机构（2）转钎机构（3）排粉机构（4）润滑系统5、电钻电钻：是采用旋转式钻岩法破岩并用电能为动力的钻岩机械。

分煤电钻和岩电钻二种，一般适合煤层及软弱岩层中钻孔。

(煤电钻和岩石电钻)6、液压凿岩机液压凿岩机：一种以液压为动力的新凿岩机。

构造：（1）冲击机构：油缸 + 活塞 + 配油装置（油压>10MPa ）（2）旋转机构：液压马达带动齿轮。

（3）排粉系统：侧向供水排粉。

优点（与风动凿岩机比较）：（1）钻速高（提高2~3倍以上）（2）可调整（功率可调整）（3）自润滑（4）可钻硬岩、大直径深眼（5）环卫好（噪音⎢10~15 dB，<90 dB ，无油雾水气）。

7、钎头形状、钻头形状一字形钎头、十字形钎头、Y形钎头、球齿形钎头；两翼钻头和三翼钻头8、空气压缩机及其型式空气压缩机亦称压风机，是矿山四大固定设备之一按原理和结构不同，分容积型（活塞式、回转式）和速度型（包括离心式、轴流式）。

煤矿常用活塞式，螺杆式空压机。

9、钻岩用压气作动力的优缺点（1）在有瓦斯矿井中，可以避免因电动机具产生的电火花而引起瓦斯爆炸。

（2）不会因为过载而损坏机具，适合于钻削坚硬压缩的冲击式机具和负荷变化大的风动工具。

（3）压缩空气可以进行能力储存，不凝结，输送方便。

(4）压缩空气和风动机具排出的空气不污染环境，有助井下通风。

（5）效率较低。

（6）风动机具工作时震动和噪声较大。

井巷爆破原理与技术1、爆炸物质发生急剧变化并放出大量的能量、对周围介质做机械功，同时可能伴随有声、光、热效应的现象，称为爆炸2、爆炸的三要素/三个基本特征反应的放热性、生成大量的气体、化学反应和速度快3、炸药的氧平衡表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的关系。

用每克炸药不足或多余的氧的克数来表示。

4、炸药的猛度、爆力炸药的猛度是指炸药爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近局部固体介质的破碎能力，它是用一定规格铅柱被压缩的程度表示，单位：mm。

炸药爆力，是指炸药爆炸产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爆力。

单位：ml。

5、炸药的敏感度？殉爆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（简称炸药的感度）殉爆是指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。

常用殉爆距离表示，单位：cm。

6、雷管？电雷管主要性能参数雷管是爆破工程的主要起爆材料，其作用是产生起爆能以引爆各种炸药等。

雷管种类：火雷管、电雷管、毫秒延期雷管等。

煤矿井下目前普遍用毫秒延期电雷管。

主要性能参数：（1）电雷管电阻（2）最大安全电流和最大发火电流（3）发火冲能（4）传导时间和成组雷管的准爆条件7、电雷管起爆法电雷管起爆法简称电爆法，它是利用电流通过联成网的各个电雷管使电雷管爆炸，从而引爆各炮孔内炸药。

8、自由面、最小抵抗线最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直距离。

自由面：岩石与空气相接触的表面。

9、爆破漏斗、松动漏斗、抛掷漏斗岩石爆破后形成的拉断区和裂隙区连接起来，爆生气体沿这些裂隙冲出，使裂隙扩大、岩石移动，于是靠近自由面一侧的岩石被完全破坏而形成的一个漏斗状的坑，叫做爆破漏斗；若岩石只产生松动，叫做松动漏斗；若不但松动而且将岩石抛掷出去，叫做抛掷漏斗。

10、炸药引爆瓦斯与煤尘爆炸的因素及其预防措施①空气冲击波——不阻塞1/3断面，不采用秒延期电雷管②炽热的固体颗粒——炸药中不含铝、镁粉末③爆生高温气体——零氧平衡炸药，填塞炮眼预防措施1）掘进工作面不得有阻塞断面1/3以上的物体，以免造成冲击波的反射，并且不能使用秒延期雷管，以防止先爆炮眼对瓦斯的预热；2）煤矿炸药必须爆轰稳定可靠，含镁铝等金属粉炸药因增温作用大绝对不能使用。

不能在装药是任意加入金属丝或金属片；3）煤矿炸药氧平衡特别重要，变质炸药、起爆能不足的雷管都会因爆炸作用不完全产生上述不良气体产物，所以禁止使用。

此外炮眼必须进行良好的填塞才准放炮；4）爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1％禁止爆破5）在瓦斯矿井放炮必须使用煤矿许用炸药。

11、微差爆破/毫秒爆破利用毫秒雷管或其他设备控制放炮顺序，使每段之间只有几十毫秒间隔，叫做微差爆破或毫秒爆破。

微差爆破的总延期时间必须在130 ms内！12、光面爆破及其质量标准、炮眼施工要求爆破后形成规整、表面光滑、轮廓线以外的岩石不受扰动或破坏很小的爆破方法，叫光面爆破（密眼小炮爆破），简称光爆。

光爆标准:①周遍眼痕数：硬岩大于80 ％，中硬岩大于50 %；②超挖小于150 mm，欠挖不超过规定；③没有明显炮震裂缝炮眼施工要求（平直齐准）1）炮眼相互平行且、深度不超过其他炮眼。

2）炮眼垂直工作面（实际施工时，周边眼不可能完全与工作面垂直，一般与巷道轴线夹角3 ︒～5 ︒）。

3）如果工作面不齐，应按照实际情况调整炮眼深度和装药量，力求所有炮眼底落在同一个横断面上。

4）开眼位置要准确，偏差不超过30mm。

对于周边眼开眼位置均应位于井巷断面的轮廓线上，不能有偏向轮廓线里面。

巷道断面设计1、巷道断面设计原则满足安全生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，已取得最佳经济效果。

2、巷道断面形状有哪几类？选择巷道形状依据是什么矩形、梯形、半梯形、圆弧拱形、三心拱形、封闭拱形、椭圆形、圆形选择巷道断面应考虑的因素：（1）巷道所处的位置及围岩的物理力学性质、矿山压力的大小及作用方向；(2)巷道的服务年限和用途；（3）巷道的支护方式和支护材料；(4)施工技术及装备的情况；3、巷道断面设计内容与步骤？根据有关规程、规范的规定，首先定出巷道的净断面尺寸，并进行风速验算；其次，根据支架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值，计算出巷道的计算掘进断面尺寸；最后，按比列绘制包括墙角、水沟在内的巷道断面图，编制巷道特征表盒每米巷道工程量及材料消耗量表。

4、确定巷道断面，为什么必须验算风速？风速太大，不仅会扬起煤尘、影响工人的身体健康和工作效率，而且会引起煤尘的爆炸事故，所以必须验算风速。

水平岩巷施工1、掏槽眼及其分类？各种掏槽方式的运用条件掏槽眼作用：首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面基础上崩出第二个自由面，为其他炮眼爆破创造有利条件。

掏槽眼布置的位置：中央靠底板或软弱岩层中斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽运用方式：p842、辅助眼/崩落眼、周边眼周边眼：指爆落巷道周边岩石最后形成巷道设计断面轮廓的炮眼。

周边眼布置合理与否直接影响巷道成型是否规整。

一般应按光爆要求布置辅助眼：是继掏槽眼后爆破，大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。

紧邻周边眼的辅助眼还要为周边眼创造一个理想的光面层，即光面层厚度比较均匀且大于周边眼的最小抵抗线3、炮眼布置的原则和方法（1）工作面各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。

（2）掏槽眼布置在断面的中央偏下，并考虑辅助眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其他设施的可能。

（3）周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和邦眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在在同一平面上。

（4）辅助眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层布置。

4、装药结构（周边眼、掏槽眼与辅助眼）p90掏槽眼和辅助眼的装药结构：正向装药、反向装药周边眼的装药结构：空气间隔分节装药、单段空气柱式装药5、爆破主要参数炮眼直径：炮眼直径选择应根据巷道断面大小、块度要求、炸药性能、凿岩机性能综合考虑加以选择炮眼深度：炮眼深度主要根据岩石性质、巷道断面大小、循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因素确定。

炮眼数目确定：先以岩石性质和巷道断面大小估算，然后设计图具体布置，再实践调整修正。

炮眼数目炮眼数目取决于岩石性质、巷道断面形状和大小、炮眼直径和炸药性能等因素。