2025年井巷工程第三版考试题及答案

2025年井巷工程第三版考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列巷道断面形状中，适用于地压较大且顶压、侧压均明显的软岩巷道的是（）。A.梯形断面B.矩形断面C.直墙半圆拱形断面D.马蹄形断面2.光面爆破中，周边眼的装药结构通常采用（）。A.连续耦合装药B.间隔不耦合装药C.连续不耦合装药D.间隔耦合装药3.巷道掘进中，若采用气腿式凿岩机钻眼，炮眼深度一般控制在（）。A.1.0-1.5mB.1.5-2.5mC.2.5-3.5mD.3.5-4.5m4.锚杆支护中，全长锚固锚杆的锚固力主要来源于（）。A.锚杆与围岩的摩擦力B.树脂药卷与锚杆、围岩的粘结力C.托板对围岩的挤压力D.锚杆的抗剪强度5.下山掘进时，为防止跑车事故，需在斜巷中设置（）。A.风动挡车器B.临时水仓C.超前探水孔D.喷射混凝土封闭工作面6.巷道净断面设计时，需预留的变形量主要考虑（）。A.爆破超挖量B.测量误差C.围岩后期变形D.支护材料收缩7.煤矿巷道中，压入式通风的风筒出风口距工作面的距离应（）。A.不大于10mB.不小于10mC.不大于5mD.不小于5m8.巷道交叉点设计中，为提高围岩稳定性，通常采用（）。A.减小断面跨度B.增加支护厚度C.采用牛鼻子结构D.降低掘进速度9.冻结法施工立井时，冻结壁的主要作用是（）。A.隔绝地下水B.提供临时支护C.提高围岩强度D.便于爆破破岩10.巷道锚杆支护参数设计中，锚杆长度L的经验公式为L=1.1+W（W为巷道跨度），该公式适用于（）。A.硬岩巷道B.软岩巷道C.薄煤层巷道D.大断面硐室二、填空题（每空1分，共15分）1.巷道断面按构成要素分为（）断面和（）断面，其中（）断面需考虑支护厚度和围岩变形量。2.光面爆破的关键参数包括（）、（）和（），其核心要求是（）。3.巷道掘进通风中，混合式通风需同时设置（）和（）风筒，且二者出风口间距应大于（）m。4.锚杆支护的“三径匹配”指（）、（）和（）的直径匹配，一般要求药卷直径比钻孔直径小（）mm。5.下山掘进时，排水方式主要有（）排水和（）排水，其中（）排水需设置临时水仓。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述巷道断面设计的主要步骤及各步骤的核心内容。2.对比分析喷射混凝土支护与锚杆支护的作用机理及适用条件。3.说明掏槽眼、辅助眼和周边眼在爆破中的作用及布置原则。4.软岩巷道支护的主要难点是什么？常用的强化支护措施有哪些？5.立井施工中，普通法施工与特殊凿井法的主要区别是什么？列举三种特殊凿井法并说明其适用条件。四、计算题（每题10分，共20分）1.某岩巷设计净断面为直墙半圆拱形，净宽B=4.2m，墙高h₁=1.5m，围岩普氏系数f=4，允许超挖量为100mm，支护为C25喷射混凝土，厚度δ=150mm。试计算：（1）巷道设计掘进断面面积；（2）每米巷道喷射混凝土支护体积。（半圆面积公式：πr²/2，r=B/2）2.某巷道采用乳化炸药爆破，岩石密度ρ=2.5g/cm³，炸药爆力e=320mL，岩石波阻抗Z=3.5×10⁶kg/(m²·s)，炸药波阻抗Z₀=4.5×10⁶kg/(m²·s)。试计算：（1）炸药单耗q（公式：q=0.4×e×√(Z/Z₀)/ρ）；（2）若巷道断面积S=12m²，炮眼深度L=2.0m，利用率η=0.85，计算一次爆破所需炸药总用量Q（公式：Q=q×S×L×η）。五、案例分析题（15分）某煤矿运输大巷埋深600m，围岩以泥岩、砂质泥岩为主，普氏系数f=2-3，巷道净宽4.5m，净高3.8m，原设计采用锚网喷支护（锚杆长度2.2m，间排距800mm×800mm，喷射混凝土厚度120mm）。施工后3个月，巷道两帮移近量达350mm，顶底板移近量280mm，局部出现锚杆拉断、喷层开裂现象。问题：（1）分析巷道变形破坏的主要原因；（2）提出针对性的支护优化方案，并说明理由。答案一、单项选择题1.D2.B3.B4.B5.A6.C7.A8.C9.A10.A二、填空题1.净；设计掘进；设计掘进2.周边眼间距；最小抵抗线；装药量；在围岩中形成平整的断裂面3.压入式；抽出式；104.钻孔直径；锚杆直径；药卷直径；4-65.自流式；机械；机械三、简答题1.步骤及核心内容：（1）确定巷道用途和服务年限，明确净断面尺寸（宽度、高度）；（2）选择断面形状（如直墙半圆拱形、马蹄形等），结合围岩压力特征；（3）计算净断面面积，满足通风、运输、行人等要求；（4）确定支护类型及参数（如喷射混凝土厚度、锚杆长度），考虑围岩变形预留量；（5）计算设计掘进断面面积（净断面+支护厚度+超挖量）；（6）校核通风、运输等安全间隙，调整尺寸。2.喷射混凝土作用机理：封闭围岩防止风化，与围岩形成共同承载结构，充填裂隙提高围岩整体性；适用条件：围岩破碎但无大变形，或作为联合支护的一部分。锚杆支护机理：通过锚杆对围岩施加预应力，形成承载拱，调动围岩自承能力；适用条件：围岩有一定自稳能力，需主动支护的巷道（如中等稳定以上围岩）。3.掏槽眼：创造自由面，增加爆破临空面，布置在断面中心，深度比其他眼深150-200mm；辅助眼：扩大掏槽效果，均匀分布在掏槽眼与周边眼之间，间距根据岩性调整（一般0.6-1.0m）；周边眼：控制巷道轮廓，沿设计断面布置，间距400-600mm，采用不耦合装药。4.主要难点：围岩强度低、节理发育，地压大且持续时间长，变形速率高，支护易失效。强化措施：（1）加长锚杆或锚索，提高锚固深度；（2）采用可缩性支架（如U型钢支架），适应围岩变形；（3）锚注支护（锚杆+注浆），提高围岩强度；（4）二次支护（初次喷浆+滞后复喷），分阶段控制变形。5.区别：普通法适用于稳定或含水较少的岩层，直接爆破掘进；特殊凿井法用于不稳定或含水丰富地层（如流砂层、强含水层）。三种特殊法：（1）冻结法：通过冻结地层形成冻结壁，隔绝地下水，适用于厚表土层；（2）注浆法：向围岩注入水泥浆或化学浆，加固堵水，适用于裂隙发育的含水层；（3）沉井法：分段预制井壁，利用自重或压重下沉，适用于稳定的冲积层。四、计算题1.（1）净断面面积S净=直墙面积+半圆面积=B×h₁+π(B/2)²/2=4.2×1.5+3.14×(2.1)²/2=6.3+6.9237=13.2237m²。设计掘进宽度B掘=B+2δ+2×超挖量=4.2+2×0.15+2×0.1=4.2+0.3+0.2=4.7m；设计掘进墙高h₁掘=h₁+δ+超挖量=1.5+0.15+0.1=1.75m（注：墙高方向超挖一般取与宽度一致）。设计掘进断面面积S掘=B掘×h₁掘+π(B掘/2)²/2=4.7×1.75+3.14×(2.35)²/2=8.225+8.676=16.901m²（或简化计算：设计掘进断面=净断面+2×支护面积+超挖面积，需根据具体超挖规则调整，此处按全断面均匀超挖计算）。（2）每米喷射混凝土体积V=（设计掘进断面-净断面）×1m=（16.901-13.2237）×1≈3.677m³（或按支护厚度计算：V=周长×δ×1，直墙半圆拱周长=B+2h₁+πB/2=4.2+3+6.594=13.794m，V=13.794×0.15×1≈2.069m³，需明确超挖是否计入支护体积，通常支护体积按设计掘进断面与净断面差值计算，故取3.677m³更合理）。2.（1）q=0.4×320×√(3.5/4.5)/2.5=0.4×320×√0.7778/2.5≈0.4×320×0.882/2.5≈0.4×320×0.3528≈45.08kg/m³（注：公式中单位需统一，岩石密度ρ=2500kg/m³，计算时转换为2.5t/m³，结果合理）。（2）Q=q×S×L×η=45.08×12×2.0×0.85≈45.08×20.4≈919.6kg（实际工程中炸药单耗通常为0.8-2.5kg/m³，此处公式可能为简化模型，需注意参数合理性）。五、案例分析题（1）变形破坏原因：①围岩强度低（f=2-3），属软岩，自承能力差；②原支护参数不足（锚杆长度2.2m，间排距0.8m），锚固深度不够，无法穿过松动圈；③支护形式单一（锚网喷），缺乏对大变形的适应性（喷层脆性大易开裂）；④地压大（埋深600m），垂直应力高，两帮和顶底板承受集中压力。（2）优化方案及理由：①采用“锚网索+喷浆+U型钢支架”联合支护：锚杆加长至2.8-3.0m（超过松动圈深度），间排距缩小至0.6m×0.6