井巷工程复习资料 基础知识.doc

井巷：为达到采矿目的在矿体和岩体中所掘进的一系列井筒和巷道的总称；巷道顶(底)板：构成巷道顶(底)部的岩石面，叫巷道顶(底)板，两侧的岩石面叫两帮； 工作面：正在施工的井巷，其末端随掘进工作不断向前移动的岩石面称为工作面；横断面：垂直于巷道长轴线的断面称为井巷的横断面。巷道种类： 水平巷道：平硐平巷 倾斜巷道斜井暗斜井上(下)山垂直巷道：立井暗立井溜井硐室巷道种类： 勘探巷道：探井探矿巷道开拓巷道井筒井底车场石门等采准巷道：拉底巷道电耙巷道放矿溜井等切割巷道：如切割上山巷道断面设计的原则：技术上可行，安全上可靠，经济上可行岩石的工程分级：按成因不同，岩石可分为岩浆岩沉积岩变质岩三类。采掘工程要求对岩石进行定量分析，以便能正确的进行工程设计，合理的选用施工方法，施工设备，机具和器材，准确的制定生产定额。普氏岩石坚固系数用岩石的单向抗压强度Rc（MPa）除以10MPa岩石破坏的相对难易程度岩石的工程分级的方法为：普氏分级法普氏坚固性系数f的含义：表示岩石破坏的相对难易程度普氏岩石坚固系数用岩石的单向抗压强度Rc（MPa）除以10MPa岩石坚固系数的意义以便能正确的进行工程设计，合理的选用施工方法，施工设备，机具和器材，准确的制定生产定额和材料消耗定额等巷道断面设计的内容和步骤1选择巷道断面形状、确定巷道净断面尺寸，并进行风速验算；2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；3布置水沟与管线4绘制巷道施工断面图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。各类巷道断面形状有什么特点？如何选择1矩形类，地压小，服务年限短，断面利用率高2梯形类，地压小，服务年限短，断面利用率高3拱形类，顶压大，测压小，服务年限长，断面利用率低4圆形类，围岩松软，地压大，变形强烈的特殊地段。1巷道的用途和服务年限是选择巷道断面形状的重要因素2巷道的地压大小和方向3支护材料和习惯支护方式4掘进方法和掘进设备5需要风量大的矿井选择通风阻力小的断面和支护。巷道净宽B=a+2A1+c+t a非人行道侧的宽度A1运输设备的最大宽度c人行道的宽度t设备运输最突出部分之间的间距直墙拱形的墙高1按架线电机车的架线高度2按人行高度要求3按管道的装设高度要求。按只进不舍的原则以0.1M晋级水沟管线的布置时考虑的因素，水沟，根据矿井生产时通过该巷道的排水量设计水沟，一般布置在行人侧尽量避免水沟穿越轨道和运输机，各种水沟断面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护材料和断面形状等因素决定。管线，1管道通常应部置在人行道一侧，也可布置在非人行道一侧，2在架线式电机车运输巷道内，不要将管道直接置于巷道底板上（用管墩架设），以免电流腐蚀管道3通信电缆和电力电缆不宜设在同一侧4高压电缆和低压电缆在巷道同侧布置时，相互之间距离应大于0.1m以上；同时高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于50mm，以便摘挂方便5电缆与管道在同一侧敷设时，电缆要悬挂在管道上方并保持0.3m以上的距离6电缆悬挂高度应保证当矿车掉道时不会撞击电缆，或者电缆发生坠落时，不会落在轨道上或运输设备上水沟:常用的水沟断面形状有对称倒梯形、半倒梯形和矩形。各种水沟断面尺寸应根据水沟流量，坡度，支护材料和断面形状等因素决定凿岩机具：1风动凿岩机 2液压凿岩机 3电钻 4凿岩机钎子 5电钻钻具YT23（7655）型气腿凿岩机的工作系统1冲击机构2转钎机构3排粉机构4润滑系统: 炮眼的种类: 掏槽眼, 1.斜眼掏槽法 单向掏槽法多向掏槽法2直眼掏槽法 直线掏槽螺旋掏槽 角柱式掏槽 3混合式掏槽 辅助眼周边眼对凿岩爆破有哪些要求1炮眼利用率高，爆破材料消耗低2爆破后巷道的规格、方向和坡度均符合要求3爆破后的岩石块度均匀，不宜过大（一般不应大于300mm），爆堆集中，容易装运4爆破对围岩震动要小，不崩坏支架，有利于巷道维护空眼的作用：1提供附加自由面2提供一定的破胀补偿空间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。掏槽效果的好坏对循环进尺起着决定性作用。掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。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。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。炮眼的布置方法和原则如下：工作面上各类炮眼布置是“抓两头，带中间”。即是先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。掏槽眼通常布置在断面的中央偏下，并考虑使崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其它设施的可能，周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破的要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。崩落眼均匀的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。掏槽眼与辅助眼的装药结构正向连续装药反向连续装药 （不耦合装药）周边眼装药结构 单段空气柱式装药 空气间隔分段装药 通风方式压入式通风抽出式通风混合式通风压入式通风.优点：这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风筒，能很快地将工作面的有害气体冲淡并排出。缺点：排出的炮烟在巷道中蔓延扩散，时间较长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流抽出式通风优点：其优点是炮烟等有害气体沿风筒排出，不污染巷道。缺点：风筒有效吸程小，工作面排除炮烟等有害气体的时间长。污浊风流通过局部通风机，安全性差。在有瓦斯涌出的工作面不宜采用。特点：这种通风方式一般要采用金属风筒混合式通风特点：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用，为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风，新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘。混合式通风：是压入式和抽出式的联合运用，为了达到快速通风的目的，可利用一辅助局扇作压入时通风，新鲜风流压入工作面冲洗工作面的有害气体和粉尘综合防尘：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。 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立爪式装岩机装岩机的选择：1铲斗后卸式装岩机生产能力（2540m3/h），间歇作业，效率低，容易扬起粉尘，要求有熟练的操作技术，一般应用与单轨巷道。2侧卸式装岩机，铲取能力大，生产效率高，对大块岩石、坚硬岩石适应性强；履带行走，移动灵活，装卸宽度大，清底干净；操作简单、省力，但是构造复杂，造价高，维修要求高，间歇装岩，适用于断面12m2以上的巷道。3耙斗装载机，构造最简单，维修、操作都容易；可用于平巷、斜巷、以及煤巷、岩巷等，但是，它的体积较大，移动不方便，妨碍其它机械使用，间歇装岩，且底板清理不干净，人工辅助工作量大，耙齿和钢丝绳损耗量大，效率低，应用于单轨巷道较为合理。4蟹爪式、立爪式、蟹立爪装岩机的装岩动作连续，可与大容积、大转载能力的运输设备和转载机使用，生产效率高，但是构造较复杂，造价高，蟹爪与铲板易磨损，装坚硬岩石时，对制造工艺和材料耐磨度要求高。调车工作 固定错车场调车法 活动错车场调车 专用转载设备巷道支护材料：有木材，竹材，金属材料，石材，混凝土，钢筋混凝土，砂浆等，水泥是胶凝材料水泥1硅酸盐水泥2普通硅酸盐水泥3 掺混合材料的硅酸盐水泥（矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥）水泥技术性质:细度、凝结时间、强度、水热化、体积安定性水泥的强度是水泥性能的重要指标，也是评定水泥标号的依据水泥凝结与硬化过程：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。混凝土的组成材料 1水泥2细骨料（0.150.5） 3粗骨料 （大于5） 4水混凝土的主要技术性质1混凝土拌和物的和易性2混凝土强度与强度等级3.耐久性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证质地均匀、各组成成分不离析的条件下，适合于拌和、运输、浇灌和捣实的综合性质。它包括有流动性粘聚性保水性等三方面的含义。测定和易性普遍使用坍落度试验常用坍落度或者维勃稠度测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直接经验来评定粘聚性和保水性，以评定和易性锚杆有木锚杆,竹锚杆,钢筋或钢丝绳砂浆锚杆,树脂锚杆,快硬水泥锚杆,快硬膨化水泥锚杆,管缝式锚杆,可伸缩式锚杆,钻锚注锚杆锚杆的类型1端头锚固式:金属倒楔式金属楔缝式快凝水泥式树脂药包式胀壳式螺钉头式等2全长锚固式：金属沙浆式水力膨胀式吹胀式管缝式树脂药包式螺钉式爆炸式内注浆式 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与围岩共同作用喷射混凝土支护：喷射混凝土支护是以压缩空气为动力，用喷射机将细骨料混凝土以喷射的方法覆盖到需要维护的岩面上，凝结硬化后形成混凝土结构的支护方式喷射混凝土支护作用原理1加固与防止风化作用2改善围岩应力状态3柔性之后作用4与围岩共同作用喷射混凝土支护原理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组台拱作用特点1混凝土在喷射过程中它的颗粒受到连续的冲击挤压，具有致密的组织结构和良好的物理力学性质2喷射混凝土具有一定的柔性支护作用3因为它能够及时施工，能够控制巷道围岩的过程变形和松弛喷射混凝土支护与传统支护的区别：变被动支护为主动支护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。锚喷支护锚杆与其穿过的岩体形成承载加固拱，喷射混凝土层的作用在于封闭围岩，防止风化脱落，和围岩结合在一起，能对锚杆间的表面岩石起支护作用巷道施工组织方式有两种：一种是分次成巷，一种是一次成巷。一次成巷，是将巷道施工中的掘进、永久支护、掘砌水沟三个分部工程视为一体，统筹安排，在一定距离内，前后最大限度的同时施工，一次做成巷道。分次成巷 的实质是把巷道的掘进和支护两个分部工程分两次完成，是先以小断面掘完整条巷道，并架设临时支架，然后拆除临时支架进行永久支护。一次成巷的作业方式1掘进与永久支护平行作业2掘进与永久支护顺序作业3掘进与永久支护交替作业循环作业：在巷道掘进过程中，主要工序和辅助工序是按一定顺序周而复始进行的，故称循环作业。正规循环作业：在规定的循环时间内，按作业规程、爆破图表和循环图表的规定，完成全部工序和工作量，取得预期的进度，称为正规循环作业。多工序平行作业：为了使一个循环内的时间得到充分利用，将每个循环所耗用的时间压缩到最低限度。凡一个循环内能同时施工的工序，应尽量安排使其同时进行，实现多工序平行作业各工序的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，尽量安排使其同时施工的工序，也可以使其部分平行施工的工序，也可以使其部分平行，即交叉作业编制图表的原则是：应充分利用时间和空间确保达到先进的技术经济指标和安全施工条件1确定日工作制度2确定作业方式掘进队的组织形式：我国常用的有综合掘进队和专业掘进队两种组织形式综合掘进队是将巷道施工所需要的主要工种(掘进、支护)，以及辅助工种（机电维修、运输、通风、管路安装等)组织在个掘进队内专业掘进队只有主要工序的工种（掘进、支护），辅助工另设工作队，并服务于若干个专业掘进队循环进尺：巷道施工中，每个循环使巷道向前推进的距离称为循环进度，有称循环进度掘进与永久支护作业方式：掘进与永久支护平行作业掘进与永久支护顺序作业掘进与永久支护交替作业井下主要硐室主要有：破碎硐室、装载硐室、水泵房和水仓、机修硐室、变电所井下的主要硐室，一般布置在井底车场附近，这些硐室主要用来装载、破碎矿石，安装排水设备与变电设备、机修与候罐。主要有：破碎硐室、装载硐室、水泵房和水仓、机修硐室、变电所等马头门通常指副井井简与井底车场连接部分的一段断面扩大部分的巷道称马头门，是副井系统的主要硐室之一马头门形式：双面斜顶式 双面平顶式 马头门平面尺寸设计：1马头门长度的确定2马头门宽度的确定3马头门高度的确定4马头门断面形状及支护 吸入式中央水泵房设计：1泵房的位置2配水井、配水巷和吸水井的布置 3主体硐室的设备布置4.主体硐室尺寸的确定 5主体硐室断面形状及支护6管子道与通道设计要求 井下的主要硐室，一般布置在井底车场附近，这些硐室主要用来装载、破碎矿石，安装排水设备与变电设备、机修与候罐。主要有：破碎硐室、装载硐室、水泵房和水仓、机修硐室、变电所等主井硐室有1推车机，翻车机硐室或者卸载硐室2矿仓3箕斗装载硐室4井底水窝泵房副井硐室有1马头门2中央水泵房及中央变电所3管子道4水仓5副井底水窝泵房6等候室其他硐室1调度室2电机车库及电机车修理间硐室3防火门硐室硐室施工方法（即掘进方式）：全断面一次掘进法台阶工作面施工法1正台阶工作面(下行分层)施工法 2倒台阶工作面(上行分层)施工法 导硐施工法1中央下导硐2两侧导硐施工法 3顶部导硐施工法（四）留渣施工法 硐室施工方法1全断面一次掘进法2台阶工作面施工法3导硐施工法4留渣施工法 硐室的施工特点：（1）断面大变化多长度短，大型机械难以进入工作面（2）硐室往往与其他硐室巷道井筒相连，硐室本身结构复杂，受力不易准确分析，施工难度大。围岩稳定性差时，施工安全尤为重要。（3）硐室的服务年限较长，工程质量要求比较高，不少硐室还要浇筑机电设备的基础、预留管线的沟槽、安设起重梁，施工应精心安排，确保工程规格和质量交岔点：井下巷道相交或分岔部分叫巷道交岔点。按支护方式不同，可分为简易交岔点和碹岔式交岔点，碹岔交岔点按其结构分为牛鼻子交岔点和穿尖交岔点1简易交叉点采用棚式支架或料石墙加钢梁支护用于围岩条件好，服务年限短2碹岔式交岔点采用料石混凝土砌筑或用锚喷支护3牛鼻子交岔点锚喷支护已知条件：所选道岔的a、b、值，支巷对主巷的转角；各条巷道的净宽度、B1 、B2、B3及其轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离b1，b2、b3。柱墩的宽度(一般取500mm)，轨道的曲率半径R。1曲率中心O的位置2确定3基本轨起点至变断面终点的水平距离为P4最大断面宽度TM5自基本轨起点至柱墩的距离6确定斜墙TQ的斜率i7确定的斜墙起点Q到交岔点扩大断面部分的长度8变断面的起点至基本轨起点的距离Y9交岔点工程的计算长度L单轨巷道单侧分岔点平面尺寸的设计：（1)曲率中心O的位置（2）确定 （3）基本轨起点至变断面终点的水平距离为P （4）最大断面宽度TM （5）自基本轨起点至柱墩的距离（6）确定斜墙TQ的斜率i （7）确定的斜墙起点Q到交岔点扩大断面部分的长度（8)变断面的起点至基本轨起点的距离Y （9)交岔点工程的计算长度L井筒分为立井、斜井和平硐立井井筒按其用途又分为主井、副井、混合井和风井立井井筒的组成自上而下可分为：井颈、井身和井底主井是专门用作提升矿石的井筒， 在大、中型矿井中，提升矿石的容器多采用箕斗，所以主井又常称作箕斗井。副井是用作升降人员、材料、设备和提升矸石的井筒，并常兼作入风井，由于副井采用的提升容器是罐笼，所以副井又称为罐笼井。混合井：在同一个井筒内安设有箕斗和罐笼两种提升容器时，该井筒称为混合井，它主要用于小