《井巷工程》復習資料

《井巷工程》復習資料
堅固系數f：表示巖石破壞的相對難易程度。通常稱f為普氏系數，f值可用巖石的單向抗壓強度（MPa）除以10（MPa）求得，即。
鑿巖機以使用的動力來源不同可分為：風洞鑿巖機、液壓鑿巖機、電動鑿巖機。按其支架方式鑿巖機可分為：手持式、氣腿式、向上式（伸縮式）和導軌式鑿巖機。按沖擊頻率分為：低頻、中頻和高頻鑿巖機。
爆炸三要素（爆炸三個基本特征）：反應的放熱性、生成大量氣體產物、化學反應和傳播的快速性。
炸藥：是在一定條件下能夠發生快速化學反應、放出能量、生成氣體產物從而顯示爆炸效應的化合物或混合物。
炸藥按組分劃分：單質炸藥、混合炸藥。
炸藥按用途劃分：起爆藥、猛炸藥、發射藥（火藥）。
炸藥的氧平衡：氧平衡表示炸藥內含氧量與充分氧化可燃元素所需要氧量之間的關系。
光面爆破
光面爆破：根據施工圖紙的要求，在巷道和地下工程掘進爆破后，成形規整，表面光滑；輪廓線外的巖石不受擾動或破壞很小，盡可能的保持圍巖自身強度。這種人為控制的爆破方法，就叫光面爆破，簡稱“光爆”。
優點：光面爆破是一種先進的、科學的爆破方法，可使掘出的巷道輪廓平整光潔，便于采用錨噴支護；圍巖裂隙少，穩定性高；超挖量小。所以光面爆破是一種成本低、功效高、質量好的爆破方法。
光面爆破的質量標準：
圍巖面上留下均勻眼痕的周邊眼數應不少于其總數的50%；
超挖尺寸不得大于150mm，欠挖量不得超過質量標準規定；
圍巖面上不應有明顯的炮震裂縫。
光面爆破的施工要求：
選擇合理的炮眼距離,曲線段比直線段密。
光面層厚度：大于或等于炮眼的間距，也不能過大；炮眼平、直、齊、準。
沿巷道的輪廓線布置炮眼——控制形狀。
炮眼相互平行且、深度不超過其他炮眼——形成貫穿裂縫。
炮眼垂直工作面（一般與巷道軸線夾角3～5度），炮眼底落在同一個橫斷面上。
開眼位置偏差不超過30mm。不能有偏向輪廓線里面。
不偶合裝藥，同時起爆（起爆時差不超過0.1s）——降低作用于孔壁的沖擊壓力。
控制裝藥量，200g/m。
為保證光面爆破的良好效果，除根據巖層條件、工程要求正確選擇光爆參數外，精確地鉆眼是極為重要的，是保證光面爆破質量的前提。
對鉆眼的要求是：“平、直、齊、準”。炮眼要按照以下要求施工：
所有的周邊眼應彼此平行，其深度一般不應比其他炮眼深。
各炮眼均應垂直于工作面，實際施工時，周邊眼不可能完全與工作面垂直，必然有一個角度，根據炮眼深度一般此角應取3°～5°。
如果工作面不齊，應按實際情況調整炮眼深度和裝藥量，力求所有炮眼底均落在同一橫斷面上。
開眼位置要準確，偏差值不大于30mm。對于周邊眼開眼位置均應位于井巷斷面的輪廓線上，不允許有偏向輪廓線里面的誤差。
巷道斷面設計原則與步驟：
原則：在滿足安全、生產和施工要求條件下，力求提高斷面利用率，以取得最佳經濟效果。
步驟：
選擇巷道斷面形狀，確定巷道凈斷面尺寸并進行風速驗算；
根據支架參數和道床參數，計算出巷道的設計掘進斷面尺寸，并按允許超挖求算巷道的計算掘進斷面尺寸；
布置水溝和管纜；
繪制巷道斷面施工圖，編制巷道特征表和每米巷道工程量和材料消耗表。
炮眼布置
掘進工作面的炮眼，按其用途和位置可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼三類。
掏槽眼方式按照掏槽眼的方向可分為三大類：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。
炮眼布置方法和原則：
工作面各類炮眼布置是“抓兩頭，帶中間”。即首先選擇掏槽眼方式和掏槽眼位置，其次是布置好周邊眼，最后根據斷面大小布置崩落眼。
掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下，并考慮崩落眼的布置較為均勻和減少崩壞支護及其他設施的可能。
周邊眼一般布置在巷道斷面輪廓線上，頂眼和幫眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落在同一平面上。
崩落眼均勻地布置在掏槽眼和周邊眼之間，以掏槽眼形成的槽腔為自由面層層進行布置。
通風方式
通風方式可以分為：壓入式、抽出式、混合式三種。
壓入式通風的特點及優缺點：
特點：局部扇風機把新鮮空氣經風筒壓入工作面，污濁空氣沿巷道流出。新鮮風流從風筒口流入后，由于空氣分子的徑向運動，在風流邊界上與炮煙相互摻混使得風流逐漸降低而斷面逐漸擴大，風流到一定距離后就反向流出工作面。
優點：有效射程大，沖淡和排除炮煙的作用比較強；工作面回風不通過扇風機，在有瓦斯涌出的工作面采用這種通風方式比較安全。
缺點：長距離巷道掘進排出炮煙需要風量大，所排出炮煙在巷道中隨風流擴散、蔓延范圍大，工人進入工作面要穿過這些蔓延的污濁氣流。
巷道支護主要分為三種類型：
第一類為被動支護形式，包括木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等。
第二類是以錨桿支護為主，旨在改善巷道圍巖力學性能的積極支護形式，包括錨噴支護、錨網支護等。
第三類是以錨桿和注漿加固為主的積極主動加固形式，如錨注支護等，能明顯改善破裂巖體力學特性，支護結構整體性好，承載能力高，支護效果好。
巷道施工有兩種方式，一是一次成巷，二是分次成巷。
一次成巷：是把巷道施工中的掘進、永久支護、水溝掘砌三個分部工程（有條件的還應加上永久軌道的鋪設和各種管路線路的安裝）視為一個整天，有機地聯系起來，按照設計和質量標準要求，在一定距離內前后連貫、互相配合，最大限度地同時施工，一次做成巷道而不留收尾工程。
優點：一次成巷具有施工安全、速度快、質量好、節約材料、降低成本和便于管理等優點。
分次成巷：是先掘進出巷道斷面并暫時用臨時支護進行維護，待整條巷道掘進完成或按照施工安排掘進一段距離后再進行永久支護和水溝掘砌及管路線路的安裝。
缺點：施工不安全、成巷速度慢、收尾工程多、材料消耗大、工程成本高。
二次支護：
正規循環作業
正規循環作業，是指在巷道掘進工作面施工中于規定時間內以一定人力、物力和技術裝備，按照作業規程、爆破圖表和循環圖表的規定，完成全部工序和工作量，取得預期的掘進進度并保證生產周而復始地有序進行。
循環作業圖表編制的步驟：
合理選擇施工作業方式和循環方式
確定循環進尺
確定和計算各工序作業時間
計算循環時間
T = 1.1[T1 + T2 + φ（t1 + t2）+ T4 + T5 + T6 ]
① T1—交接班、安全檢查，10～20min；
② T2—裝巖時間，
③ t1 、t2—鉆上、下部眼時間，
④ φ—鉆眼、裝巖不平行作業系數，平行時0.3～0.6，順序時1.0
⑤ T4—裝藥連線時間，
⑥ T5—放炮通風時間，15～30min
⑦ T6—支護時間（包括臨時支護與永久支護）
循環圖表的編制
硐室施工的特點和方法
硐室施工特點：
硐室的斷面大、長度小，進出口通道狹窄，服務年限長，工程質量要求高，一般要求具有防水、防潮、防火等性能。
硐室周圍井巷工程較多，一個硐室常與其他硐室或井巷相連，因而硐室圍巖的受力情況比較復雜，難以準確進行分析，硐室支護比較困難。
多數硐室安設有各種不同的機電設備，故硐室內需要澆注設備基礎，預留管纜溝槽及安設起重梁等。
硐室施工方法及適用條件：
全斷面施工法：是按硐室的設計掘進斷面一次將硐室掘出，與巷道施工方法基本相同。
適用條件：圍巖穩定、斷面高度不很大的硐室。
分層施工法：是將硐室沿其高度分為幾個分層，采用自上向下或自下向上的順序進行分層施工，有利于正常的施工操作。又可分為正臺階工作面（下行分層）施工法和倒臺階工作面（上行分層）施工法。
適用條件：穩定或中等穩定圍巖、掘進斷面面積較大的硐室。
導硐施工法：是在硐室的某一部位先用小斷面倒硐掘進，然后再行開幫、挑頂或臥底，將導硐逐步擴大至硐室的設計斷面。又可分為中央下導硐施工法和兩側導硐施工法。
適用條件：圍巖穩定下差、斷面積大的硐室施工。
掘進機和連續采煤機
以掘進機為主的機械化作業線：掘進機——膠帶轉載機——可伸縮雙向膠帶輸送機機械化作業線；掘進機——膠帶轉載機——鏈板輸送機機械化作業線；煤巷掘進機——倉式列車機械化作業線。
連續式采煤機掘進煤層巷道的主要配套設備有:連續式采煤機、錨桿鉆車、鏟車、運煤車、破碎機、膠帶輸送機等設備。
用反井鉆機施工煤倉（井底煤倉可分為垂直式和傾斜式）
施工煤倉反井的方法有：普通反井法，吊罐反井法，深孔爆破法和反井鉆機法。
利用反井鉆機鉆鑿反井的方式有兩種：一種是把鉆機安裝在反井上部水平、由上而下先鉆進一個導向孔（直徑216～311mm）至反井下部水平，再由下而上擴大至反井的全斷面，即一般所謂的上行擴孔法；另一種方式是把鉆機安裝在待掘反井的下部水平、先由下向上鉆一導向孔，然后自上而下擴大到全斷面，即下行孔法。
立井表土特殊施工法
立井表土特殊施工法有：凍結法、鉆井法、沉井法、注漿法和帷幕法。
凍結法：
凍結法鑿井就是在井筒掘進之前在井筒周圍鉆凍結孔，用人工制冷的方法將井筒周圍的不穩定表土層和風化巖層凍結成一個封閉的凍結圈，以防止水或流沙涌入井筒并抵抗地壓，然后在凍結圈保護下掘砌井筒。
凍結法鑿井的主要工藝過程有凍結孔的鉆進、凍結站和凍結管路安裝、井筒凍結和井筒掘砌等
傳統的錨桿錨固機理與強度強化機理的特點（自己也可以補充內容）
傳統錨桿錨固機理：
傳統的錨桿支護理論有：懸吊理論、組合梁理論、組合拱（壓縮拱）理論等。這些理論都是以一定假說為基礎，各自從不同的角度、不同條件闡述錨桿支護的作用機理，而且力學模型簡單、計算方法簡明易懂，適用于不同的圍巖條件。
存在的問題：（1）傳統的懸吊、組合梁、組合拱理論及計算是針對彈性狀態的完整巖體；（2）研究錨桿支護對圍巖E、C、 的改善也限于巖體破碎前的彈性狀態；
圍巖強度強化理論:
實質是錨桿與圍巖相互作用，組成錨固體。
錨桿可改善錨固體力學參數，提高錨固體的強度，使巖體強度，特別是峰后強度和 殘余強度得到強化。
形成共同承載結構，充分發揮圍巖自承能力。