第一篇：1 井巷工程教案
井巷建筑介质与材料 1.1 概述
井巷工程的任务：建筑地下空间，维护稳定。
介质：岩石和土。
材料：木、竹、石、金属、混凝土等 1.1.1井巷工程的概念
1.井巷工程：为进行采矿等工作，在地下煤层或岩层内所开掘的井筒、巷道和硐室等工程，总称为井巷工程；
2.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；
3.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；
4.横断面：垂直于巷道长轴线的断面称为井巷的横断面。5.巷道种类： 1）水平巷道
水平巷道：巷道长轴线与水平面平行的巷道。为满足运输、排水的方便，设有3‰～5‰的坡度。
平硐：是地面上有一个直接出口的水平巷道，用于运输、通风、行人和排水等，可沿岩层（或煤层）走向或与走向成一角度开掘。
隧道：是地面上有二个直接出口的水平巷道，用于运输、行人和排水等。石门：没有直接通达地面的出口，在岩层中开掘并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道，用于运输、通风、行人和排水等。
煤门：在煤层中开掘并与煤层走向垂直或斜交的水平巷道。
平巷：沿岩层（或煤层）走向开掘且没有直通地面出口的水平巷道，用于运输、通风、行人和排水等。
2）倾斜巷道
倾斜巷道：巷道长轴线与水平面成一定倾角相交的巷道称为倾斜巷道。
斜井：有直接通达地面的出口，一般是从地面沿煤层倾斜方向开掘，用于提升煤和矸石、上下人员、下放材料设备、通风、排水等。
暗斜井：没有地面出口的倾斜巷道。
上（下）山：在运输大巷以上（下）沿煤（岩）层开掘，为一个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为输送机上（下）山、轨道上（下）山、通风上（下）山和行人上（下）山。
3）垂直巷道
垂直巷道：巷道长轴线与水平面垂直的巷道称为垂直巷道。
立井：自地面往下开凿的垂直巷道。有主井、副井、风井。主井用于提升煤炭；副井用于提升材料、设备、矸石以及进风、排水、上下人员等；风井用于通风。
暗立井：没有直通地面的出口而设有提升设备的垂直巷道。用以将下部水平开采的煤炭提升至上部水平，也可以运送材料、设备、人员或用来进行通风和排水。
溜井：没有直通地面的出口，井筒内不装臵机械设备的垂直巷道。用以将上部水平开采的煤炭借自重下放到下部水平。
4）硐室
断面较大而长度较短的巷道。用于安装机电设备、存放材料或作其他用。变电所、水泵房、箕斗装载硐室、翻笼硐室、火药库、调度室和绞车房等。
矿山建设工程：
矿井生产准备工程：
矿井延深工程：
矿井辅助工程：
井巷工程设计与施工：以掘保采，以采促掘，采掘并举，掘进先行。
井巷工程研究的核心问题：破岩与维护——有效、经济、安全。
1.1.2 井巷设计与施工
井巷工程设计是按照矿井生产需要、服务年限和围岩性质，根据设计规范要求，经济合理地确定井巷的断面形状、尺寸和支护结构等。井巷施工是按照设计要求和施工条件，考虑安全规范要求，采用不 同方法、手段和材料开凿井筒、巷道或硐室等空间。
井巷施工最基本的过程，就是把岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井筒、巷道及硐室等空间。接着要采用一定的支护材料和结构，对这些地下空间进行必要的维护，防止围岩继续破碎和垮落。井巷施工方法：普通、特殊、机械 1.2 井巷建筑介质 1.2.1 岩石概述
1.岩石
由一种或多种矿物织成。是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.岩块
从地壳中切取出来的小块体，不包含软弱面（岩体中的地质遗迹、层理、节理、断层、裂隙面），近似认为各向同性的连续介质。3.岩体
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。
4.表土
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。5.基岩
表土以下的固结性岩石称为基岩。岩浆岩、沉积岩、变质岩。6.围岩 7.煤系地层
1.2.2 岩石的物理性质
1.2.2.1 岩石的相对密度、密度
1．相对密度(曾称比重)岩石的相对密度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。
2．密度 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。两种：干密度和湿密度。前者是单位体积岩石绝对干燥后的质量，后者是天然含水或饱水状态下的密度。1.2.2.2 岩石的孔隙性
岩石的孔隙性是指岩石的孔隙和裂隙的发育程度，它通常用孔隙度n和孔隙比e来表示。
孔隙度是指岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件总体积 V之比(常以百分数表示)。孔隙比是岩石试件内各种裂隙、孔隙的体积总和与试件内固体矿 物颗粒体积Vc之比。1.2.2.3 岩石的水理性质
1．岩石吸水率：W是指岩石试件在大气压 力下吸入水的质量与试件烘干后质量G之比值。
影响吸水率的因素：
⑴岩石所含孔隙，裂隙的数量、大小、开闭程度及其分布情况有关。
⑵试验条件，试验表明，整体岩石试件的吸水率要比同一岩石的碎块试样吸水率小，随着吸水水时间的增加，吸水率也会有所增大。吸水率对岩石力学性质有影响。2.岩石的透水性
地下水存在于岩石的孔隙和裂隙之中，而且大多数岩石的孔隙和裂隙是相互贯通的，因而，在一定水压作用下，地下水可在岩石中渗透，这种岩石能被水透过的性质，称为岩石的透水性。
影响因素：地下水压力、岩体应力状态、孔隙发育程度、连通程度等。
3.岩石的溶蚀性
由于水的化学作用而把岩石中某些组成物质带走的现象称为岩石的溶蚀性。导致岩石致密程度降低，孔隙度增大，强度降低。4.岩石的软化性
岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性，用软化系数(ηc)表示。ηc定义为岩石试件的饱和抗压强度(Rcw)与干抗压强度(Rc)的比值。5.岩石的膨胀性和崩解性
⑴膨胀性：软岩浸水后体积增大和响应的引起压力增大的性质，用膨胀应力和膨胀率来表示。
膨胀应力：岩石与水进行物理化学反应后，随时间变化会产生体积增大的现象，这时，使试件体积保持不变所需要的压力称膨胀应力。
膨胀率：岩石与水进行物理化学反应增大后的体积与原体积的比率。⑵崩解性：软岩浸水后发生解体的性质。
用耐崩解指数表示：岩石试件在承受干燥和湿润两个标准循环后，岩样对软化和崩解表现出来的抵抗力。1.2.2.4 岩石的碎胀性
岩石的碎胀性：岩石破碎后因岩块间空隙增多而总体积增大的性质称为碎胀性。碎胀程度的大小可用碎胀系数表示。1.2.3 岩石的力学性质 1.2.3.1 岩石的变形特性
㈠静荷载单向受压下岩石的变形特征 ⑴应力应变曲线
⑵体积应变,岩石的体积改变量ΔV与原体积 V的比值,也称体积改变率。也叫碎胀应变。
一般岩石具有在弹性阶段体积变小和塑性阶段体积增大的特点。岩石在塑性阶段体积增大的性质称为扩容现象,对于研究巷道变形和围岩对支护造成的压力等问题有重要意义。⑶三种破坏形式
脆性破坏：永久变形或全变形小于5%者为脆性破坏。具有这种特性的岩石称为脆性岩石。
塑性破坏：永久变形或全变形大于5%者塑性破坏。具有这种特性的岩石称为塑性岩石。过度状态：
（二）岩石在三向静荷载压缩下的变形特征 ⑴弹性段与单轴压缩基本相同；
⑵岩石表现出明显的由脆性向塑性转化；
⑶屈服极限，强度峰值、残余强度与围压大小成正比；
⑷大部分岩石在一定临界围压下出现屈服平台，呈塑性流动现象；
⑸达到临界围压后，继续提高围压，不在出现峰值，应力—应变出现单调增长趋势。
1.2.3.2 岩石的强度特性与理论
岩石抵抗外载破坏的能力称为岩石的强度 1．静荷载下岩石的强度性质
⑴大多数情况下，岩石表现为脆性破坏； ⑵同种岩石强度并非常数，变化很大；
⑶不同受力情况下，岩石的极限强度相差悬殊。
三向等压抗压强度>三向不等压抗压强度>双向抗压强度>单向抗压强 度>单向抗剪强度>单向抗弯强度>单向抗拉强度。2．动荷载下的岩石强度性质比静荷载大
3.非连续岩石的强度特性
非连续面（也叫弱面）：层理、节理、断层和裂隙面等。
当岩石的非连续面与加载方向成30°时，岩石强度最低；而岩石的非连续面与加载方向正交或平行时强度最高。4.莫尔强度理论
5.格里菲斯岩石强度理论 1.2.3.3 岩石的硬度
岩石的硬度是岩石抵抗其他较硬物体侵入的能力。硬度与强度又有区别。1.2.4 岩石的分类
1.2.4.1 岩石分类概述
按成因不同，将岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类，对于采掘工程来说，又要求对岩石进行定量的区分，以便能正确地进行工程设计，合理地选用施工方法、施工设备、机具与器材，准确地制定生产定额和材抖消耗定额等。因此，提出了岩石工程分级与岩体工程分类问题。1.2.4.2 常见岩石分类方案 1．普氏岩石分类
用一个综合性的指标” 坚固性系数f”来表示岩石破坏的相对难易程度，R通常称f为普氏岩石坚固性系数。
fC10普氏分级的优点：
普氏岩石分级法简明，便于使用，因而多年来在苏联及一些东欧国家获得广泛应用。
缺点：它没有反映岩体的特征。关于岩石坚固性正各方面表现趋于一致的观点，对少数岩石也不适用，如粘土就钻眼容易，而爆破困难。根据f的大小将岩石分为10级15种
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．岩心质量指标分类（RQD）4.围岩松动圈岩石分类 小松动圈：0～40cm 中松动圈：40 ～150cm 大松动圈：150 ～300cm，甚至更大 1.2.4.3 软岩的概念
软岩又称不稳定岩石、大松动圈岩石等。
井巷工程——围岩变形量大、变形持续时间长、支护破坏严重。
1.3 井巷建筑材料
巷道支护材料：木材、竹材、石材、金属、水泥、混凝土、钢筋混凝土和砂浆等。1.3.1 水泥 1）细度
水泥颗粒的粗细对水泥的性质有很大影响。2）凝结时间
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。
水泥的凝结时间对使用具有重要意义。水泥的初凝不宜过早；水泥的终凝不宜过迟。3）强度 4）水化热
5）水泥的储存条件 1.3.1.1 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥:凡是以适当成分的生料(石灰石、粘土、铁矿物)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。
国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大于390min。
硅酸盐水泥的应用
在常用的水泥品种中，硅酸盐水泥的标号较高，常用于重要结构中的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。
硅酸盐水泥的凝结硬化较快，适用于早期强度高、凝结快的工程，地下工程的喷浆及喷射混凝土支护等宜于采用。
硅酸盐水泥在水化过程中放出大量的热，因此，适于冬季施工，同样原因不宜用于大体积混凝土工程。
硅酸盐水泥抗软水侵蚀和抗化学侵蚀性差，所以不宜用于受流动的软水侵蚀和有水压作用的工程，也不适用于受海水和矿物水作用的工程。1.3.1.2 普通硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、6%～15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。
国家标准规定：普通水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R六个类型。
1.3.1.3 混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥 1）水泥混合材料
在水泥磨细时，所掺入的天然或人工的矿物材料，称为混合材料。
混合材料按其性能可分为活性混合材料和非活性混合材料。
活性混合材料常用的有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。
火山灰质混合材料包括火山灰、硅藻土、沸石、凝灰 岩、烧粘土、煅烧的煤矸石，煤渣与粉煤灰等。
非活性混合材料例如石英砂、粘土、石灰石、慢冷矿渣等。2）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： 三种水泥共同特性是：
凝结硬化速度较慢，早期强度较低，但后期强度增长较快，甚至超过同标号的硅酸盐水泥；
水化放热速度慢，放热量也低；对温度的敏感性较高，温度较低时，硬化很慢，温度较高时（60～70°C以上）硬化速度大大加快，往往超过硅酸盐水泥的硬化速度；
抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀能力较硅酸盐水泥高。
这三种水泥的抗冻性差。
矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥的干缩性大，而粉煤灰硅酸盐水泥的干缩性小。火山灰质硅酸盐水泥的抗渗性较高，矿渣硅酸盐水泥的耐热性较好。
除能用于地面外，还特别适田于地下和水中的一般混凝土和大体积混凝土结构以及蒸汽养护的混疑土构件。1.3.2 混凝土
普通混凝土是由水泥、砂、石和水按适当比例配合、拌制而成拌合物，经过一定时间硬化而成的人造石材。1.3.2.1 混凝土的组成材料
1）水泥 混疑土强度的产生，主要是由于水泥硬化的结果。起胶结作用。2）细骨料 在混凝上中，凡粒径小于4.75㎜的骨料称为细骨料。一般多以天然砂为细骨料。其中以石英砂为最佳。
3）粗骨料 在混凝土中，凡粒径大于4.75㎜的骨料称粗骨料，常用的有卵石(砾石)与碎石两种。
4）水 凡是能饮用的自来水和清洁的天然水，都能用来拌制和养护混凝土。
污水、酸性水、含硫酸盐水和含油脂、糖类的水均不许 使用。
1.3.2.2 混凝土的主要技术性质 1）混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量均匀、各组成成分不离析的条件下，适合于搅拌、运输、浇灌和捣实的综合性质。它包括有流动性；粘聚性；保水性等三方面的性能。2）混凝土的强度与强度等级
混凝土强度包括抗压、抗折、抗剪、抗弯等，其中以抗压强度为最大，在工程中为主要的承压构件。
按其强度不同分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共16个强度等级。
影响混凝土强度的因素很多，其中水泥强度等级与水灰比是影响混凝土强度的主要因素。
1.3.2.3 混凝土外加剂
在混疑土拌和时或拌和前掺入的、其掺量一般不大于水泥重量5％，并能显著改善混凝土性能的材料称为混凝土外加剂。
1)减水剂 能保持混凝土混合物的和易性不变而显著减少其拌和水量的外加剂称为减水剂。减水剂有多种，如M型(木质磺酸钙)、MF型等。
2)速凝剂 速凝剂的作用是使混凝土快凝并迅速达到较高强度，喷射混凝土一般都需掺速凝剂。红星I型和71l型等速凝剂的性能如下：加速水泥硬化，初凝l～5min，终凝l0min以内；提高混凝土早期强度，但掺入这两种速凝剂的混凝土后期强度降低。1.3.2.4 混凝土的配合比
混凝土配合比是指混凝土各组成材料数量之间的比例关系。
合理确定水泥、水、砂与石子这四项基本组成材料用量之间的三个比例关系。即水与水泥之间的比例关系，常用水灰比表示；砂与石子之间的比例关系，常用砂率表示；水泥浆与骨料之间的关系，常用单位用水量表示。
混凝土水灰比（水:水泥）是决定混凝土强度及其和易性的重要指标。1.3.3 钢材
金属材料作支架有许多优点：强度大，可支撑较大的地压，使用期长，可多次复用，安装容易，耐火性强，必要时也可制成可缩性结构。初期投资虽然大些，但可回收，总成本还是经济的。1.3.3.1 常用钢材分类
按品质：普通钢、优质钢、高级优质钢。
按化学成分：碳素钢、合金钢（低、中、高）。
按用途：型钢、钢筋、工具钢。
碳素钢、低合金钢：型钢和钢筋、钢丝、锚具，以及矿山工程中常用的钢绞线、锚杆螺纹钢等。
1.3.3.2 常用建筑钢材的主要化学成分
碳素钢：以铁为基体，除含碳外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等。属钢中的伴随元素。
1.3.3.3 常用建筑钢材的力学性能与特点
作为主要的受力结构材料，主要力学性能有抗拉性能、抗冲击性能、耐疲劳性能及硬度。
1.3.3.4 常用钢材加工方法及对钢材性能的影响 1）冷加工强化 2）时效强化 3）热处理 4）焊接
1.3.3.5 矿用钢材种类、特点和要求
常用的矿用钢材有工字钢、角钢、槽钢、轻便钢轨、矿用工字钢以及矿用特殊型钢等。
矿用工字钢也称钢梁，作梁、作腿。
矿用特殊型钢U18、U25、U29、U36。制作可缩性拱型支架。槽钢规格：120㎜×53㎜×5㎜；12＃。与锚索组合支护。1.3.4 木材
常用的坑木有松木、杉木、桦木、榆木和柞木等。其中以松木用得最多。
巷道断面设计
巷道断面设计主要是选择断面形状和确定断面尺寸。
巷道断面设计原则：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。
巷道断面设计的内容和步骤
㈠选择巷道断面形状和支护方式；
㈡确定巷道净断面尺寸，计算巷道的设计掘进断面尺寸，算出巷道的计算掘进断面尺寸；
㈢布臵水沟与管缆；
㈣绘制巷道断面施工图，特征表、工程量表、材料消耗量表。2.1 巷道断面形状的选择
按构成的轮廓线分：折线形、曲线形；矩形类、梯形类；拱形类和圆形类。
巷道断面形状
选择巷道断面形状主要考虑：
㈠作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。㈡巷道用途和服务年限是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。
㈢矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择； ㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。
㈤需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。
巷道所处的位臵及穿过的围岩性质也应重视。2.2 巷道断面尺寸的确定
2.2.1 巷道净宽度的确定
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。
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。
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。
2.2.2 巷道净高度的确定
1．矩形、梯形巷道净高：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。H=h0+h3-hb H—拱形巷道净高； h0—拱形巷道拱高； h3—拱形巷道墙高； hb—巷道内道碴高度。
⑴拱高h0 高跨比。半圆拱：h０=R=B/2，圆弧拱：B/3，个别h０=2B/5 ⑵壁（墙高）h3 自巷道底板至拱基线的垂直距离
架线电机车导电弓子顶端与巷道拱壁间最小安全间隙要求、管道的装设要求、人行高度要求、1.6m高度人行道宽度要求以及设备上缘至拱壁间最小安全间隙要求，按图2.4、2.5和表2.5中公式计算，取其最大值，按只进不舍原则，0.1m进级。
无轨运输巷道净高度，除满足行人、通风等要求外，运输设备的顶部距巷道顶部（支护）或管线下缘的距离不得小于0.6m，最后确定的净高度要满足安全间隙对巷道高度的要求。
一般，架线电机车运输的巷道，按其中架线电机车导电弓子和管道装设要求计算即能满足要求；其它如矿车运输、仅铺设输送机或无运输设备的巷道一般只按行人高度要求即能满足要求，但在人行道范围1.8m以下，不得架设管线和电缆。
2.2.3 巷道的净断面面积 1．矩形巷道净断面积：S＝BH B—巷道净宽； H—巷道净高。
2．梯形巷道净断面积：S＝(B1+B2)H/2； B1、B2—巷道顶梁、底板处净宽； H—巷道净高。
3．半圆拱巷道：S＝B(0.39B+h2)h2—渣面起巷道壁的高度。
4．圆弧拱巷道：S＝B(0.24B+h2)2.2.4 巷道风速验算
生产矿井的巷道通常兼作通风用，因此还要进行最优的风速验算：
Q VVmaxSV——通过巷道的风速，m／s； Q——通过巷道的风量，m3／s； S ——巷道的净断面面积，m2 Vmax——巷道允许通风的最高风速，m／s。
《煤矿安全规程》规定如右表，《煤矿工业设计规范》规定：矿井主要进风巷的风速一般不大于6m／s；输送机巷道采区风巷一般不大于4m／s。设计时，应在不违反《煤矿安全规程》的原则下，按规范要求确定巷道断面，以留有余地。
2.2.5 巷道的设计掘进面积
确定巷道的设计掘进面积首先必须确定支护参数和道床参数，然后根据表2.4、2.6或2.7中的有关公式进行计算。
（一）支护参数的确定
支护是影响煤矿技术经济指标和安全生产的关键技术问题，长期以来，棚式支架和砖石、混凝土砌碹是支护的主要形式，近年来，金属支架和锚喷支护得到发展。支架参数的选取，就是确定坑木的直径、金属和钢筋混凝土构件的断面高度以及背板厚度、喷层的厚度或锚杆外露的长度，所有这些只寸的选取方法，将在第六章中介绍。
（二）道床参数的选择
道床参数的选择是指钢轨型号、轨枕规格和道碴高度的确定。
①钢轨型号是根据巷道类型、运输方式及矿车容积与轨距来选取，以每米长度的质量表示。常用的有15、22、30和38kg/m。
②轨枕规格：轨枕的类型和规格应与选用的钢轨型号相适应。表2.10 ③道碴高度：一股采用坚硬的碎石或不易风化的矸石或卵石做道碴，颗粒度以20~30mm为宜。
（三）巷道设计掘进断面
巷道净尺寸加上支护和道床参数便可得到巷道的设计掘进尺寸，从而求得巷道设计掘进断面积。
2.2.6 巷道计算掘进断面积
考虑到巷道在施工中出现超挖观象，因此，设计掘进断面尺寸应
加上允许超挖值δ(75mm)，作为计算掘进断面尺寸。并以此计算出巷道的掘进工程量和支护材料消耗量。
2.3 水沟与管缆的布臵
2.3.1 水沟设计 2.3.1.1水沟布臵
（1）水平巷道及倾角小于16°的倾斜巷道的水沟，一般布臵在人行侧。也可布臵在非人行侧；少穿越运输线路。
（2）在倾角大于16°的巷道中，当涌水量小或巷道较窄时，水沟与人行台阶可在巷道同侧平行或重叠布臵；当涌水量较大或巷道较宽时，水沟和人行台阶可分设在巷道两侧。
（3）专用排水行道、中间设人行道的巷道、有底鼓的巷道和铺设整体道床的巷道，水沟也可布臵在巷道中间。
（4）巷道横向水沟，一般应布臵在含水层的下方、上（下）山的下部车场的上方、胶带机接头硐室的下方或出水点处。
（5）金属或木支架巷道的水沟为使立柱牢固和流水畅通，水沟中线与立柱之间的距离应大于0.5m，或者水沟与立柱的最小距离应大于0.3m。（6）在水平和倾斜的砌碹巷道中，可将沿水沟一侧的巷道基础加宽
50mm以上，以便搭设水沟盖板，同时应使水沟底板掘进面比巷道基础浅50~100mm。
（7）在倾角小于或等于10°的行人及车辆来往频繁的主要巷道，水沟上面要加设盖板，盖板顶面应与道渣面平齐。2.3.1.2 水沟砌筑
永久性和临时性水沟。混凝土浇筑、片石砌筑、钢筋混凝土预制。2.3.1.3 水沟坡度和流速
3‰～5‰的坡度，与巷道一致。平巷不宜小于3‰，巷道中横向水沟的坡度不宜小于2‰，采区中的其他巷道可选用5‰。
水沟采用混凝土砌筑时最大流速为5～10m/s，不衬砌的水沟为3～4.5m/s。水沟的最小流速，应以不使煤泥等杂物沉淀为原则，其值一般不应小于0.5m/s。2.3.1.4 水沟的断面
对称倒梯形、半倒梯形和矩形。水沟的断面尺寸，根据水沟的流 量、坡度、支护材料和断面形状等确定。设计部门提供。2.3.1.5 水沟盖板
为行人方便，大巷及小于15°上（下）山的水沟，一般设臵盖板。规格及材料消耗见表2-12。盖板的宽度比水沟净宽加宽150mm，厚度不小于50mm，采用钢筋混凝土预制板。无运输设备的巷道、大于15°上（下）山和采区巷道的水沟可不设盖板。2.3.2 管缆布臵 2.3.2.1 管道布臵
（1）管道通常应部臵在人行道一侧，也可布臵在非人行道一侧。管道架设可采用管墩架设、托架固定或锚杆悬挂等方式，并考虑检修方便。若架设在人行道上 方，管道下部与道渣面或水沟盖板面保持1.8m和1.8m以上的距离，若架设在水沟上，应以不妨碍清理水沟为原则。（2）当管道与管道呈交叉和平行布臵时，应保证管道之间有足够的更换距离。管道架设在平巷顶部时，应不防碍其他设备的维修与更换。（3）管道与运输设备之间必须留有不小于0.2m的安全距离。
（4）在架线式电机车运输巷道内，为防止电流腐蚀，管道应尽量避免沿巷道底板架设。
2.3.2.2 电缆布臵
（1）通信电缆和动力电缆不宜设在同一侧。如受条件限制设在同一侧时，通信电缆应设在动力电缆上方0.1m以上的距离处，以防电磁场作用干扰通讯信号。（2）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。
（3）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。
（4）高压电缆和低压电缆在巷道同侧布臵时，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）人行道一侧最好不敷设动力电缆。
2.3.3 绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表
巷道断面施工图按1:50的比例绘制，并附巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表。不同轨距的巷道断面施工图已由设计单 位编出。
2.4 巷道断面设计示例
[例题)某煤矿，年设计能力为90万t，低瓦斯矿井，中央分列式通风，井下最大涌水量为320m3/h。通过该矿第一水平东翼运输大巷的流水量为160m3/h，采用ZK10—6/250架线式电机车牵引1.5吨矿车运输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f =4～6，需通过的风量为48m3/s 巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一趟直径为l00mm的水管。试设计运输大巷直线段的断面。
2.4.1 选择巷道断面形状、年产90万吨矿井的第一水平运输大巷，一般服务年限在20年以上，采用 600mm轨距双轨运输的大巷，其净宽在3m以上，又穿过中等稳定的岩层，故选用螺纹钢树脂锚杆与喷射混凝土支护，半圆拱形断面。2.4.2 确定巷道净断面尺寸
㈠确定巷道净宽度B 查表2-2知ZK10—6/250电机车宽A1=1060㎜，高h=1550㎜；1.5吨矿车宽1050㎜，高1200㎜。根据《煤矿安全规程》，取巷道人行道宽C=840㎜，非人行道一侧宽a=400㎜。又查表2-3知本巷双轨中心线b=1300㎜，两电机车之间的距离为：1300-（1060/2+1060/2）=240㎜﹥200mm故巷道净宽度B=a1+b+c1=（400+1060/2）+1300+（1060/2+840）=3600㎜。㈡确定巷道拱高h0 半圆拱巷道拱高h0=B/2=3600/2=1800㎜，半圆拱半径R=h0=3600/2=1800㎜
㈢确定巷道壁高h3 按架线电机车导电弓子要求确定h3由表2-5中半圆拱巷道壁高公式得
h3h4hc(Rn)2(kb1)2 h32000410(1800300)2(360870)21552
2.按管道装设要求确定h3
h3h5h7hbR2(KmD/2b2)
2h3180090022018002(360300335/2430)21633
3.按人行高度要求确定h3 h31800hbR2(Rj)2
h3180022018002(1800200)21195
综上计算，并考虑一定的余量，确定本巷道壁高为h3=1820㎜。则巷道高度H=h3-hb+h0=1820-220+1800=3400㎜。㈣ 确定巷道净断面面积S和净周长P 由表2-6得净断面面积S=B（0.39B+h2）
式中：h2为道碴面以上巷道壁高，h2= h3-hb=1820-220=1600㎜。故S=3600×（0.39×3600+1600）=1081400㎜2=10.8㎡ 净周长P=2.57B+2h2=2.57×3600+2×1600=12500㎜=12.5m ㈤ 用风速校核巷道净断面面积 查表2-8，知Vmax=8m/s，已知通过大巷风量Q=48m3/s，计算得：
Q48V4.448
S10.8
设计的大巷断面面积、风速没超过规定，可以使用。㈥ 选择支护参数
本巷道采用锚喷支护，根据巷道净宽3.6m、穿过中等稳定岩层即属Ⅲ类围岩、服务时间大于l0年等条件，确定选用锚固可靠、锚固力大的树脂锚杆，杆体为¢18mm螺纹钢，每孔安装两个树脂药卷，锚固长度≥700mm，设计锚固力≥80kN。锚杆长度2.0m，成方形布臵，其间排距0.80m×0.80m，托板为8×150×150mm的方形钢板。喷射层厚T1=100mm，分两次喷射，每次各喷50mm厚，故支护厚度T=T1=100㎜。㈦选择道床参数
根据本巷道通过的运输设备，已选用30kg/m的钢轨，其道床参数hc、hb分别为410㎜和220㎜，道渣至轨面高度ha=hc-hb=410-220=190㎜。采用钢筋混凝土轨枕。
㈧确定巷道掘进断面面积 表2.6公式
巷道设计掘进宽度 B1=B+2T=3600+2×100=3800㎜。巷道计算掘进宽度 B2= B1+2δ=3800+2×75=3950㎜。巷道设计掘进高度 H1=H+hb+T=3400+220+100=3720㎜。巷道计算掘进高度 H2=H1+δ=3720+75=3795㎜。
巷道设计掘进断面面积S1=B1（0.39B1+h3）=3800×（0.39×3800+1820）=12547600㎜2，取S1=12.55㎡。
巷道计算掘进断面面积S2=B2（0.39B2+h3）=3950×（0.39×3950+1820）=13273975㎜2，取S2=13.27㎡。2.4.3 布臵巷道内水沟和管缆
已知通过本巷道的水量为160m3/h，采用水沟坡度为0.3%，查表2-12得：水沟深400㎜、水沟宽400㎜，水沟净断面面积0.16㎡；水沟掘进断面面积0.203㎡，每米水沟盖板用钢筋1.633kg、混凝土0.0276m3，水沟用混凝土0.133m3。管子悬吊在人行道一侧，电力电缆挂在非人行道一侧，通信电缆挂在管子上方，如图2-9所示。
2.4.4 计算巷道掘进工程量和材料消耗量 表2.6公式 每米巷道拱与墙计算掘进体积V1=S2×1=13.27×1=13.27m3；
每米巷道墙脚计算掘进体积V3=0.2×（T+δ）×1=0.2×（0.1+0.075）×1=0.04m3；
每米巷道拱与墙喷射材料消耗V2=[1.57（B2-T1）T1+2h3T1]×1 =[1.57（3.95-0.10）0.10+2×1.82×0.10]×1=0.968m3；
每米巷道墙脚喷射材料消耗V4=0.2T1×1=0.2×0.1×1=0.02m3；
每米巷道喷射材料消耗（不包括损耗）V= V2+ V4=0.968+0.02=0.988 m3； 每米巷道锚杆消耗N=（P1-0.5a）/aa′ 式中，P1为计算锚杆消耗周长, P1=1.57B2+2h3=1.57×3.95+2×1.82=9.84m；、a、a′为锚杆间距、排距a = a′=0.8m。
故 N=（9.84-0.5×0.8）/0.8×0.8=14.75根 折合质量为 14.75 [lπ（d/2）2ρ]=14.75 [2.00×3.14（0.018/2）×7850]=58.90kg l——锚杆长度，l=2.0m； d——锚杆直径，d=18mm；
ρ——锚杆材料密度，ρ=7850kg/m3。
每排锚杆数 N ×0.8=14.75 ×0.8=11.8根≈12根
每米巷道粉刷面积 Sn=1.57B3+2h2=1.57 ×3.75m+2 ×1.60m=9.1m2 式中 B3——计算净宽，B3=B2-2T=3.95m-2×0.10m=3.75m。
2.4.5 绘制巷道断面施工图、编制巷道特征表和每米巷道掘进工程量材料消耗量表.根据以上计算结果，按1：50比例绘制出巷道断面图（图2-10），并附上工程量及材料消耗量表。这些施工图表发至施工单位，作为指导施工的依据。
巷道断面设计练习
某煤矿，年设计能力为180万t，低瓦斯矿井，中央并列式通 风，井下最大涌水量为350m3/h。通过该矿第一水平运输大巷的流 水量为180m3/h，采用ZK14—9/550架线式电机车牵引1.5吨矿车运 输，该大巷穿过中等稳定的岩层，岩石坚固性系数f =4～6，需通 过的风量为56m3/s。巷道内敷设一趟直径为200mm的压风管和一 趟直径为l00mm的水管。试设计运输大巷直线段的断面。
第二篇：井巷工程
一、名词解释
1、岩石的空隙比是指岩石中各种孔隙、裂隙体积占岩石内固体部分实体总体积的百分比。
2、围岩分类为了判定巷道周围岩体的稳定性并合理选择支护类型对较大范围内的岩体加以量的区分称为围岩分类。
3、正向起爆起爆药包装在眼口端爆轰波由外向里传爆的起爆方式。
5、毫秒爆破利用毫秒雷管或其他设备控制爆破的顺序使每段之间只有几十毫秒的时间间隔。
6、井巷：为了勘探、开拓及开采矿床或为达到其他开采技术的目的在有用矿物矿床或岩石中进行开凿工作时所形成的孔洞叫做巷道。
7、矿压控制：人为地调节、改变和利用矿山压力的各种措施叫做矿压控制。
8、冒落拱：围岩的变形移动较大时往往会引起巷道顶部的岩石冒落最后趋于稳定的边界都形成拱形称为冒落拱。
10、光面爆破：根据施工图纸的要求在巷道和地下工程掘进爆破后成形规整、表面光滑轮廓线以外的岩石不受扰动或破坏很小尽可能地保持围岩自生强度这种人为控制的爆破方法就叫做光面爆破。
12、马头门：副井井筒与井底车场连接的扩大断面部分。
13、交岔点：是指巷道相交或分岔的地点。
14、炸药的敏感度：炸药在外界能量的作用下发生爆炸的难易程度。
15、井巷矿压：是指由于在地下岩体中进行采掘活动引起的作用在巷道、硐室等周围岩体中或支撑物上的压力。
16、自然平衡拱巷道：开挖后围岩一部分岩体会失去平衡而向下塌落塌落部位以上及两侧岩体处于新的平衡状态而稳定塌落边界呈拱形这个拱称为自然平衡拱。
17、殉爆：某处炸药爆炸时通过某种惰性介质例如空气中产生的冲击波引起另一处炸药爆炸的现象。
18、矿压显现：由于矿山压力作用使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象
1.围岩：巷道附近受扰动的岩石。
2.最小抵抗线：炸药药包中心到自由面的垂直距离。
3.岩石孔隙率：岩石内的各种裂隙、空隙的体积和岩石总体积的比值。
4.混凝土和易性：是指混凝土混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。它包括流动性、粘聚性和保水性三方面的含义。5.半煤岩巷：在巷道掘进断面中岩层面积占掘进断面面积的1/5~4/5的巷道。
6.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。
7.爆破作用指数：通常把爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值称作爆破作用指数。
8.巷道快速掘进：采用合理的破岩、装运和支护技术，科学管理施工各个工序，使得每个工序用时最少、各个工序之间转换顺畅，使巷道施工技术和组织管理得到良好发挥。9.普氏系数：即岩石坚固性系数f，其值为岩石单轴抗压强度除以10来表示。
10.一次成巷：把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个分部工程视为一个整体在一定的距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯的最大限度的同时施工。
11.殉爆距离：带有雷管的主发药包爆炸时能连续三次使相隔一定距离的另一同种药包也爆炸的最大距离（m）。
12.二次支护：初次支护完成后，为了进一步提高巷道安全稳定性而采用的刚度较大的支护结构和支护方法。
13.装药系数：炮眼内装药的长度与炮眼长度的比值。
14.循环图表：为了组织循环作业，在施工时将掘进循环中各工序的持续时间、先后顺序和相互间的衔接关系，用图表的形式表示出来，该图表即为循环图表。15.周边眼：爆落巷道周边岩石最终形成巷道设计断面轮廓的炮眼。16.工程软岩：在工程力作用下表现出明显的塑性变形等特征的岩石。
17、岩石可爆性：表征岩石爆破的难易程度。
18、偶合装药：药卷与炮眼之间没有或很小的间隙。
19、装药集中度：单位炮眼长度的平均装药量。
20、腰线：为了指示巷道掘进的坡度而在巷道两帮上给出的方向线。
21、猛度：－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，用一定规格的铅柱被压缩的程度来表示。
22、氧平衡：用来表示炸药内含氧量与充分燃烧可燃元素所需氧量之间的关系，通常用每克炸药不足或多余的氧的克数或百分数来表示。
23、毫秒爆破：利用毫秒雷管控制放炮的顺序，使每段之间只有几十毫秒的间隔。
24、爆力：爆生气体在高温下膨胀做功破坏周围介质的能力。
25、光面爆破：是指爆出的巷道断面轮廓平整光洁、超挖量小，围岩炮震裂隙少、稳定性高，便于锚喷支护的一种爆破方法。
26、交岔点：巷道相交或分岔地点处的那段巷道。
27、井巷工程：为采矿或其他目的在地下开掘的井筒、巷道和硐室等工程，总称为井巷工程。
28、锚喷支护：以锚杆和混凝土喷层为主要支护结构的一系列支护形式的总称。
29、采区巷道：指直接为生产服务的各类巷道，多布置于煤层或煤层附近，一般又可称为煤层巷道。
30、RQD：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。
31、爆破作业图表：在正确确定各种爆破参数的基础上，编制出来的指导和检查钻眼工作的技术文件。
32、最大安全电流：给电雷管通以恒定电流5分钟不爆的电流最大值。
33、岩石的碎涨性：是指岩石破碎以后的体积将比整体状态下的体积增大的 性质。2.34、岩体：地下工程周围较大范围内的自然地质体。
35、辅助眼：又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。
36、水灰比：水与水泥之间的比例关系。
37、岩石的空隙比：是指岩石中的各种孔隙、裂隙的体积占岩石内固体部分 实体总体积的百分比。
38、混凝土配合比是指混凝土各组成材料间的数量(质量)比例关系。
39、巷道施工中除了要求及时将岩石运出掘进工作面外，还需要将大量的材料、设备和人员运往工作面，这类工作称为辅助运输。40、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，凝结硬化后形成的混凝土结构的支护方式。
三、填空题
1、岩石的特征很大程度上取决于它的力学性质。
2、岩体的性质除取决于岩块性质外在很大程度上受其结构的影响。
3、岩石的抗拉强度/单项抗压强度1/51/38
4、普氏认为岩石坚固性在各方面的表现是趋于一致的难破碎的岩石用各种方法都难于破碎容易破碎的岩石用各种方法都容易破碎。
5、在采矿工程中为了提高破碎效率合理地选择钻眼爆破参数对小范围的岩石加以量的区分称为岩石分级。
6、顶压的大小取决于冒落拱的大小而冒落的大小与顶板岩石的性质、巷道的宽度有关。
7、巷道埋深越大变形越大围岩压力越大。
10、风动凿岩机工作面风压应不低于0.5 Mpa。
11、气腿式凿岩机使用的钎尾长度为108mm其偏差规定为±0.1mm钎尾端面应垂直钎 2 杆轴线并要平整。
12、MS—12S型煤电钻钻眼时由供水开关控制实现湿式钻眼喷水后其平均粉尘浓度仅为干式钻眼时粉尘浓度的5。
13、在外界能量作用下自身进行高速的化学反应。同时产生大量的高温高压气体和热量这种物质称为炸药。
14、炸药主要由C/H/O/N四种元素组成它爆炸时不需要外界供氧只靠自身的氧平衡就可以进行爆炸反应。
15、炸药爆炸反应的放热性生成气体产物化学反应和传播的高速性是炸药爆炸的三要素。
16、由于环境和引起化学变化的条件不同一种炸药可能具有三种不同形式的化学变化即缓慢分解、燃烧和爆炸。
17.、炸药对周围介质产生强烈冲击和压缩作用使其发生变形、破坏和抛掷这种作用可分为 动、静 作用两部分。
19、为了保证通风效果局部通风机必须安装在通有新鲜风流的巷道内并距掘进巷道口不得小于10m以避免产生循环风流。
20、爆破图表是指导和检查钻眼爆破作业的技术文件。其内容分三部分第一部分是爆破条件第二部分是炮眼布置图并附有说明书第三部分是安全措施及预期爆破效果。
1、井巷掘进最基本的过程就是将一部分岩石从岩体中破碎下来形成设计要求的井筒、巷道和硐室等断面形状和尺寸然后对周围岩体加以控制维护这些掘进空间的稳定以防止围岩的破碎坍塌。因此破碎岩石和防止岩石破碎就成为井巷工程中解决的一对主要矛盾。
2、钻眼机械按使用的动力不同可分为风动凿岩机、电动凿岩机、内燃和液压凿岩机。按破 4 岩机理可分为冲击式、旋转式和旋转冲击式三类。井巷掘进在岩石上钻眼主要采用冲击式风动凿岩机在煤及软岩中钻眼主要采用旋转式煤电钻。
3、炸药爆炸的三要素为放热性、生成气体产物、化学反应和传播的高速性。影响稳定爆轰的主要因素药卷直径、炸药密度、起爆冲能、其他因素。
4、电雷管按用途可分为煤矿非许用电雷管和煤矿许用电雷管两类。煤矿非许用电雷管有普通瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管煤矿许用电雷管有煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒电雷管。
6、影响爆破作用的因素有炸药性能和装药结构、爆破方法、爆破参数与爆破工艺、岩石性质与地质构造。
7、掘进工作面的炮眼按其用途和位置不同可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类。
8、掘进中的装药结构有正向装药与反向装药、不耦合装药、眼底集中空气柱装药。
10、巷道施工方法基本有两种一种是钻眼爆破法、另一种是掘进机法。
四、简答题
1、影响稳定爆轰的主要因素是什么
答1药卷直径 2炸药密度 3起爆冲能 4其他因素。包括药包外壳的强度、炸药的粒度、变质程度以及填塞质量等。
2、爆破引起瓦斯爆炸的因素有哪些预防爆破引起瓦斯爆炸的措施是什么
答1引起因素空气冲击波、炽热的固体颗粒、爆炸生成的高温气体。2预防措施加强通风避免瓦斯超限严格执行一炮三检制和三人连锁放炮制。
3、掘进工作面上的炮眼按用途不同分为哪几种它们的作用各是什么
答
分为三种掏槽眼、辅助眼崩落眼、周边眼。掏槽眼首先将工作面某部分岩石破碎下来使工作面形成第二个自由面为其他炮眼爆破创造有利条件。辅助眼充分利用掏槽眼所创造的自由面最大限度均匀地将岩石崩落并为周边眼的光面爆破创造条件。周边眼控制巷道设计断面轮廓的形成。
二．光爆的特点和标准是什么特点：
1、巷道形成好，符合设计要求，减少超挖值
2、围岩受爆破震动小，围岩的自身承载能力大，有利锚喷，支护也好
3、爆破后较少出现 危岩 有利于安全作业
4、炸药消耗少，但钻眼工作增加，钻眼与爆破操作质量要求高;标准：
1、岩石上留下具有均匀眼痕的周边眼数应不小于其总数的50%
2、超挖值不大于150MM，欠挖不得超过质量标准规定
3、岩石上不应有明显炮震裂缝
4、锚杆支护的工作原理是什么 答1加固拱作用 2悬吊作用 3组合梁作用 4围岩补强作用 5减小跨度的作用
2、画图并说明冲击式凿岩机的破岩机理。
答 凿岩机是利用压气推动机体内的活塞前后移动打击钎子完成钻眼工作的。它的破岩机理如图所示。钎刃在冲击力F的作用下凿入岩石凿出深度为 图见课本P34 h的沟槽Ⅰ—Ⅰ然后将钎子转动一角度β再 次冲击此时不但凿出沟槽Ⅱ—Ⅱ而且两条沟 槽之间的岩石也被冲击时产生的水平力H剪 切掉。为使钎刃始终作用在新的岩面上必须 及时排除岩石碎屑。冲击、转钎、排粉往复 循环地持续进行便可凿出圆形炮眼。5
3、巷道断面设计的基本原则及巷道断面形状选择主要取决的因素。
答 基本原则在满足煤矿安全、生产施工等方面技术要求的前提下最大限度地提高断面利用率缩小断面、降低造价有利于加快施工速度以获得最大的经济效益。主要因素1巷道的位置及围岩的性质 2巷道的用途及服务年限 3支护方式和支护材料 4掘进方法及设备 5通风要
4、硐室施工特点。答1硐室的断面大、变化多、长度短、服务年限长、工程质量要求高一般要求具有隔爆、防潮和防火等性能。2硐室周围井巷工程较多一个硐室常与其他硐室或井巷相连故其受力状态复杂难以准确分析施工难度大支护比较困难。3多数安有多种机电设备故多数内还要浇筑机电设备基础预留管线沟槽安装起重梁等。
5、巷道遇含水层的施工方法。
答:掘进巷道时常采用疏、堵或疏堵结合的方法来防水。疏即利用钻孔或放水巷道放水。堵就是用注浆的方法堵住流水进入巷道围岩的裂隙或空洞。例如煤巷掘进探水法、石门探水法、利用钻孔放水的方法、注浆堵水、改道绕行等等。
3、采区巷道与主要运输巷道施工条件相比具有哪些特点
答1采区巷道所穿过的煤及围岩的坚固性较小掘进较容易但其稳定性较差同时采区巷道还要受到采动的影响在施工的同时不但要注意顶板的管理而且还要.2.简述下坡施工的特点。（6分）
答：⑴ 下山破岩施工中应特别注意坡度，使其符合设计要求。⑵ 下山掘进时没有瓦斯积聚问题，通风工作比向上掘进时容易。
⑶ 下山掘进时装岩工作比较困难，装岩时间通常占循环时间的60％，因此它尽量采用机械装岩，而不采用人工装岩。
(4)根据下山倾角大小和排矸量，选择链板输送机、皮带输送机、矿车、箕斗等设备。(5)下山排水，根据其来源不同和水量大小而采取不同的对策。
(6)在安全上特别注意跑车问题，应该设置挡车器、阻车器等设备。7说明锚杆支护的组合拱作用原理？ 答：单根锚杆作用会形成以锚头和紧固端为端点的锥形体压缩区，如果将锚杆岩拱形巷道断面按一定间距排列，每根锚杆形成的锥形压缩区彼此重叠链接，在围岩中形成一个均匀的连续压缩带，即组合拱。（3分）它不仅能保持自身的稳定，而且能够承受地压，阻止围岩的松动和变形。（1分）9 巷道支护主要分为三种类型 第一类为被动支护形式包括木棚支架、钢筋混凝土支架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等。第二类是以锚杆支护为主旨在改善巷道围岩力学性能的积极支护形式包括锚喷支护、锚网支护等。第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式如锚注支护等能明显改善破裂岩体力学特性支护结构整天性好承载能力高支护效果好。
四、锚杆支护的作用原理
1、悬吊作用原理：认为锚杆支护是通过锚杆将不稳定的岩层和危石悬吊在上部坚硬稳岩的岩体上，以防其滑落
2、组合梁作用原理:把层状岩体看成一种梁，没有锚固时，它们只是简单叠加在一起，若有锚杆将各层岩石锚固称组合梁，层间摩擦阻力大为增加，从而增加了组合梁的抗弯强度和承载能力
3、挤压加固作用原理:对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，在锚杆挤压作用下，在每根锚杆周围都形成一个以锚杆两头为点的锥形压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此重叠，便形成一条拱形连续压缩带
四、围岩分类法与普氏岩石分级法在应用上有什么区别。答普氏岩石分级法用一个“坚固性系数”这一指标划分岩石等级该指标表示岩石被破坏的相对难易程度普氏岩石分级法是以岩块的强度为基础适应于岩石破碎方面的应用。但它只是反映了岩石开挖的难易程度不能说明岩石的稳定性和完整性等特征。一般来讲普氏岩石分级法对于松散岩体比较适用而在坚固的裂隙发育较少的岩体中不适用。围岩分类法不仅考虑了岩块的强度而且考虑了岩体的完整性。它充分考虑了围岩的节理、裂隙的影响科学地反映了支护的难度为选择支护类型和确定支护参数提供了依据弥补了普氏岩石分级法的不足。但还缺少综合性的分类指标仍然缺乏简单易行的现场实测手段有待不断改进。
五、论述题 怎样才能实现光面爆破? 答:要实现光爆必须做到周边眼爆破后既不把围岩壁的岩石炸碎不产生明显的炮震裂缝又把岩石沿炮眼连线整齐地切断下来使围岩壁面规整没有大的凹凸符合设计要求。为此采取下列措施
1、尽量减少爆炸裂隙 ①控制冲击动压产生的粉碎性破坏 选择密度小的炸药并通过合理的装药结构加大爆轰波峰压的衰减。选用爆速小。药卷直径小的炸药对减少爆轰压力的效果更为显著。在装药结构方面采用不耦合装药。②减小静压的破坏作用。主要措施是严格控制光爆炮眼的装药量尽可能减小装药密度。
2、促进两炮眼间形成贯穿裂缝 两个周边光爆炮眼之间形成贯穿裂缝是光面爆破技术的关键。光爆炮眼同时起爆也是产生光滑的贯穿裂缝的关键 各个光爆炮眼都装入等量的炸药有利于形成整齐的贯穿裂缝。
3、防止两炮眼之间发生欠挖和超挖。
1、画图并说明岩石应力应变的各个阶段
答 如图所示Ⅰ—OA为原始空隙压密阶段该段曲线呈凹型是由于岩石中原有裂隙和孔隙受压后逐渐闭合所致。Ⅱ—AB为线弹性变形阶段曲线呈直线型。在Ⅰ段和Ⅱ段内如果卸除荷载变形能完全恢复B点即为弹性极限或屈服应力。Ⅲ——BD为破裂发展阶段曲线呈凸型曲线斜率逐渐减小。BC阶段中破裂的传播比较缓慢而稳定从C点起此时应力达0.95σmax破裂开始迅速传播应变速度明显增大到达峰值应力σmax 时图中D点即强度极限Rc试件发生破坏。D点即为极限抗压强度。Ⅳ——DE为软化阶段在这一阶段内岩石仍保持一整体继续抵抗荷载且应力随应变增大而下降当岩石继续破裂发展到E点时才最终破裂从E点以后应力基本不变而应变无限增长。E点的应力为残余强度。
7、论述锚网喷支护的作用原理。答：喷射混凝土能有效的控制锚杆间石块掉落，但其本身是脆性的，当岩石变形大时易开裂、剥落。在喷射混凝土中加钢纤维，增加混凝土的抗弯强度和韧性(5分)，另外就是在喷射混凝土之前敷设金属网，喷后成钢筋混凝土层，提高了喷层的整体性，改善了喷层的抗拉性能，这就形成了锚喷网联合支护，能有效的支护松散破碎的软弱岩层(5分)。
第三篇：井巷工程
第一章
一、岩石分类指标的选取应遵循的原则: 1:分类指标形式要简单,含义要明确,应具有科学意义和实用价值.2:分类指标要容易获得
3分类指标应明确表达出岩石的质量或稳定性.二、围岩松动圈分级有三个特点: 1:松动圈厚度是一个综合指标,分类工作绕过了地应力.岩石强度.结构面性质测定等困难问题,但又反映了它们共同的影响结果.2:松动圈厚度理解直观,可以通过实测等方法简单获得.3:分类与支护参数确定相联系,现场应用十分方便.第二章
一、巷道断面设计的原则和步骤
原则：在满足安全、生产和施工的条件下，力求提高断面利用率，以取得最佳经济效益
步骤：
1、选择断面形状，确定巷道净断面尺寸，并且进行风速计算
2、根据支架和道床参数，计算设计掘进尺寸并按照允许的超挖值，计算断面掘进尺寸
3、布置水沟、管道、线缆
4、绘制巷道施工图，编制巷道特征表、每米材料消耗量表
二、巷道断面尺寸应满足哪些要求
巷道断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要
三、净断面、设计掘进断面和计算掘进断面有何区别？巷道超挖和欠挖的后果是什么？
净断面：巷道支架内的面积
设计掘进断面：净断面面积与支护面面积与道床面面积之和 计算掘进断面：设计掘进断面尺寸加上允许的掘进超挖误差值
超挖的后果：超挖部分需要额外的消耗炸药和雷管,爆落得这部分岩石需要装运出去,超挖留下的凹陷部分需要支护材料补平,所以在人力,物力.财力和时间上造成了浪费.欠挖的后果：巷道断面不能满足生产要求,如果需要扩大,又会造成人力物力财力和时间上的浪费.四、双轨巷道净宽度的有关规定
煤矿安全规则规定:新建矿井.生产矿井新掘运输巷的一侧,从巷道道碴面起1.6米的高度内,必须留有宽度0.8米(合机械化采煤矿井为1米)以上的人行道,管道吊挂的高度不低于1.8米;在人车停车地点的巷道上下人侧,从巷道道碴面起1.6米的高度内,必须留有宽1米以上的人行道.煤矿安全规则规定:在双轨运输巷中,两辆列车最突出部分之间的距离,对开时不得小于0.2米,采区装载点不得小于0.7米,矿车摘挂钩地点不得小于1米
第三章
一、光面爆破的标准是什么？如何实现光面爆破
光面爆破的质量标准:围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%;超挖尺寸不得大于150毫米,欠挖不得超过质量标准规定;围岩面上不应有明显的炮震裂缝.如何实现光面爆破:先用一般的爆破方法在巷道内部做出巷道的毛断面,给周边眼留下一个厚度比较均匀的光爆层,然后再由布置在光爆层上的周边眼爆出整齐的巷道轮廓,这些周边眼就是光面爆破的炮眼,它的爆破参数要慎重选取,才能达到既降低对围岩的破坏,又能在周边眼间形成贯穿裂缝,把光爆层整齐的切割下来,全断面一次爆破时,按起爆顺序分别装入多段毫秒电雷管,起爆顺序为掏槽眼-辅助眼-周边眼.二、常用的掏槽眼方式有哪些?有何区别? 分为:直眼掏槽.斜眼掏槽.混合掏槽.斜眼掏槽特点:掏槽眼与自由面(掘进工作面)斜交,可分为单向掏槽和多向掏槽.斜眼掏槽可充分利用自由面,逐步扩大爆破范围;掏槽面积较大,适用于较大断面的巷道.但因炮眼倾斜,掏槽眼深度受到巷道宽度的限制;碎石抛掷距离较大,易损伤设备和支护.直眼掏槽特点:是所有的掏槽眼都垂直于工作面,各炮眼之间必须保持平行;炮眼深度不受巷道断面的限制,可用于深孔爆破,便于使用凿岩台车打眼.直眼掏槽炮眼的间距较近,其中每一个装药炮眼的爆炸,都可以破坏两个炮眼之间的岩石;另外直眼掏槽都有不装药的空眼,它起着附加自由面的作用,直眼掏槽的缺点是凿岩工作量大,钻眼技术要求高,一般需要的电雷管段数比较多.直眼掏槽的形式有:直线掏槽.螺旋掏槽.三角柱掏槽.菱形掏槽.五星掏槽和混合式掏槽.第四章
一、掘进工作面的风量应符合的规定：
1、爆破后15min内能把工作面的炮烟排出
2、按掘进工作工作面同时工作的最多人数计算，每人每分钟的新鲜空气量不应小于4立方米
3、风速不得小于0.15米每秒
4、混合式通风系统的压入式通风机，必须在炮烟全部排出工作面后方可停止运转
二、矿井瓦斯等级可分为：
1、低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米每吨，且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米每吨
2、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大余10立方米每吨或矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米每分钟
3、煤与瓦斯突出矿井
三、预防瓦斯爆炸的措施
1、加强通风
2、加强检查
3、及时处理局部积聚的瓦斯
4、抽放瓦斯
四、矿井通风的任务是什么
供给巷道足够的新鲜空气，稀释和排出各种有害气体和粉尘，调节气候条件，创造一个良好的工作环境，保护工人健康，保证生产安全
五、瓦斯爆炸的本质是什么
瓦斯爆炸浓度是5%~16%，当矿井下瓦斯浓度达到此范围时，甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。
第五章
一、如何提高装岩机的生产率
1、积极推广和研究装岩、运输机械化作业线，不断提高装岩机工时利用率，缩短循环中的装岩时间
2、积极选用和研制高效能的装岩机
3、做好爆破工作
4、发展一机多用设备
5、加强装岩调车的组织管理工作，保证重车即使推出，空车即使到位
第六章
一、喷射混凝土支护的支护原理
1、加固和防止分化作用。混凝土以较高速度喷射到节理裂隙中，产生粘结作用，提高岩体的粘结力和内摩擦角，提高围岩强度防止风化
2、改善围岩应力状态作用。喷射混凝土，可将围岩凹凸处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象，也可使巷道周边围岩由单向或双向受力状态变为三向受力状态，提高围岩强度
3、柔性支护结构作用。混凝土粘结强度大，和围岩紧密粘结一起，具有一定的柔性，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，使围岩的自承能力充分发挥，也能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩松动破碎
4、与围岩共同作用。喷射混凝土，使喷层与岩石的粘结力和抗剪强度足以抵抗围岩局部的破坏，这样围岩能与喷层构成共同承载的整体结构
第七章 一、一次成巷的概念和优点
概念：将巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌和铺轨四项部分工程视为一个整体，在一定距离范围内，前后连贯、最大限度的同时施工，一次做成巷道，不留收尾工程
优点：施工安全，速度快，质量好，节约材料，降低成本和便于管理
二、正规循环作业的概念
概念：在巷道掘进工作面，在规定的时间内，一一定的人力物力和技术装备，按照作业规程、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，并保证生产有序的、周而复始的进行
第八章
一、采区巷道的特点
1、采区巷道处于煤层中或煤层附近，有瓦斯爆炸和旧矿井水害的威胁。
2、采区巷道所穿过的煤层或岩层一般强度娇小，掘进容易但稳定性较差，而且多受采动影响
3、采区巷道远离井口，工作面多而分散
4、煤层褶皱起伏多，有各种断层存在，正确的进行巷道定向有困难
5、采区巷道随掘随采，服务期限短，一般短的只有1~2个月，长的有0.5~1年，允许变形量大，可有0.3~1.0m的收敛量
二、采区巷道施工的原则
1、采区巷道掘进的先后顺序，应根据巷道的用途、支架的形式以及通风运输等各种因素来决定
2、在保证重点工程的前提下，只要运输提升通风排水等条件许可，应先掘进上山巷道，开展多工作面施工
3、在采区巷道施工时，应先掘进区段轨巷道后掘进输送机巷道
4、当地质情况较为清楚，上山掘进到中部车场位置时，即可掘进区段运输巷道，当地质情况不清楚时，最好等上山全部掘完或掘过一部分后再掘区段运输巷道
5、在采用两翼风井的矿井开拓方式中，可用风井负担全部或部分采区巷道开拓任务，提前主副井与风井贯通，以改善采区巷道施工时的通风及运输工作
10章
1、新奥法的主要原则：
（1）充分保护围岩，减少对围岩的扰动。（2）充分发挥围岩的自承能力。（3）尽快使支护结构闭合。（4）加强监测，根据监测数据指导施工。
2、石门揭穿的防突出措施有哪些，其适合条件如何？
答：石门揭穿突出危险煤层的防突措施主要有震动或远距离爆破、抽放瓦斯和钻眼爆破、水力冲孔和水力冲刷、金属骨架、地面钻井排放等。1）、厚度小于0.3m的突出煤层，可直接采用震动爆破或远距离爆破揭穿.2）、抽放瓦斯和钻孔排放方法适用于煤层松软、透气性较大的中厚煤层。3）、水力冲孔和水力冲刷也适用于煤层松软、透气性较大的中厚煤层。4）、金属骨架适用于急倾斜、厚度不大、松软的煤层。5）、地面钻井排放适用于煤层裂隙发育较好、瓦斯含量高的煤层。
11章
1、与巷道相比，交岔点和硐室有以下特点； 1）、硐室规格尺寸大 2）、工程质量要求高 3）、施工难度大
2、道岔类型：
道岔可分为单开道岔、对称道岔和渡线道岔三大类。表示方法分别为DK、DC、DX。
例如DK615-4-12表示：600mm规矩、15kg/m钢轨、4号右向单开道岔、曲率半径12m。
3、道岔选择原则： 1）、与基本轨的规矩相适应。2）、与基本轨型相适应。3）、与行驶车辆的类别相适应。4）、与行车速度相适应。
4、箕斗装载硐室施工方方法：
1、与井筒同时施工
2、与井筒顺序施工
3、与主井井口永久建筑平行施工。1）、与井筒同时施工的方法具有充分利用凿井设备进行硐室施工，效率高、进度快、安全性好和硐室施工前的准备工作较少的优点，但是硐室施工占用了井筒工期，拖延了井筒到底的时间。2）、与井筒顺序施工作业的优点是可以部分利用凿井设备。缺点是高空作业，安全性差；矸石全部落入井底，给后期清底工作增加困难，同样要延长井筒的施工期。3）、采用平行施工方案最大的优点是施工不占用建井工期。
12章
1、斜井施工技术发展的成果主要表现在哪些方面：
1、形成了激光指向、光面爆破、耙斗式装载机装岩，箕斗提升大，大型矸石仓排矸，潜水泵排水，局部通风机通风。
2、锚喷网支护技术在斜井施工中的到应用和推广，简化了支护工艺，提高了机械化程度，减少了工程量，实现了远距离管路输料，为掘进和支护平行作业创造了条件，有效地加快了成井速度。
3、总结形成了“一坡三档”的成功经验，为有效预防斜井跑车事故，保证斜井施工安全提供了有力的保障措施。
2、斜井施工特点 1）、斜井施工的困难多 2）、容易发生跑车事故 3）、混凝土管道输送
3、我国斜井施工中如何预防跑车事故？通常采用哪些防跑车装置？
(1)按规定设置可靠的防跑车装置和跑车防护装置，实现“一坡三挡”。
(2)倾斜井巷运输用的钢丝绳连接装置，在每次换钢丝绳时，必须用2倍于其最大静荷重的拉力进行实验。
(3)对钢丝绳和连接装置必须加强管理，设专人定期检查，发现问题，及时处理。
(4)矿车要设专人检查。矿车的连接钩环、插销的安全系数不得小于6。
(5)矿车之间的连接、矿车和钢丝绳之间的连接，必须使用不能自行脱落的装置。
(6)把钩工要严格执行操作规程，开车前必须认真检查各防跑车装置和跑车防护装置的安全功能，检查各矿车的连接情况、装载情况、牵引车数，不符合规定不准发出开车信号。严禁先打开挡车装置后进行挂钩操作；严禁矿车在没有运行到安全停车位置就提前摘钩；严禁在松绳较多的情况下把矿车强行推过变坡点；严禁用不合格的物件代替有保险作用的插销。
(7)斜井串车提升，严禁蹬钩。行车时，严禁行人。
(8)斜井轨道和道岔的质量要合格。
(9)斜井支护完好、轨道上无杂物。
(10)滚筒上钢丝绳绳头固定牢固。
(11)绞车操作工严格遵守操作规程，开车前必须认真检查制动装置及其他安全装置，操作时要准、稳、快，特别注意防止松绳冲击现象。
防跑车装置有：
1、井口挡车器
2、摆杆挡车器
3、钢丝绳挡车器
4、固定式井内挡车器
第十三章
一、吊桶布置的原则
1、采用凿井提升机施工井筒时，应考虑地面地形条件是否有安设提升机的可能性。凿井提升房的位置应不影响永久建筑物施工，并力争使井架受力较均衡
2、吊桶应尽量布置在永久提升间内，并使提升中心线与罐笼出车方向或箕斗井临时罐笼出车方向一致，以利于转入平巷施工时的提升设备改装和进行井筒永久装备工作
3、吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置，使溜矸槽少占井筒有效面积，避免溜矸槽装车高度不够
4、吊桶与井壁及其其他设备间隙，必须满足《煤矿安全规程》和《矿井井巷工程施工及验收规范》的有关规定.二、预注浆（包括地面及工作面）的注浆方案及其优缺点 地面预注浆：适合含水层距地表较浅时.含水层薄时,可一次注完全深,较厚时,分层注浆, 工作面预注浆;适合含水层埋藏较深时.三、井筒内如何合理布置施工设备
32.1、吊桶布置: 井筒内如何合理布置施工设备？
答：⑴吊桶布置：在立井施工中，提升矸石、升降人员和材料工具都需要使用吊桶；⑵抓岩机布置：应使抓岩工作不出现死角，以利于提高抓岩生产率；⑶吊泵布置：吊泵的位置应靠近井帮，使之不影响抓岩工作。⑷安全梯：当井筒停电或发生突然冒水等其他意外事故时，工人可借助井内做设置的安全梯迅速撤离工作面；⑸照明与信号：井筒施工中，良好的照明能提高施工质量和效率，减少事故的发生。
四、有几种井筒延深方式？各有何优缺点
1、辅助水平延深法，特点：对矿井的正常生产提升影响小，但是延深辅助工程量大、延深准备工期长、投资大和占用设备比较多
2、延深间延深法，特点：延深辅助工程量小和延深准备工期短，提升吊桶溶积小，提升一次时间长，影响井筒延深施工速度
3、反井延深法，特点：工效高，速度快，劳动强度低，施工安全又经济
五、影响延深方案的因素有哪些？如何选择延深方案
因素：
1、地质条件：井筒所穿过岩层的力学性质、用水量以及瓦斯情况
2、施工条件：井筒延深深度，延深辅助工程量
方案：
1、当具有通往延深新水平井筒位置的条件时，应优先考虑自下向上的延深方法
2、吊罐反井施工比普通反井法速度快、效率高、成本低
3、随着深孔反井钻机的推广使用，利用反井延深深立井井筒可减轻工人的体力劳动，且速度快，广泛适用于中硬岩石、深度大于60m的井筒延深施工
4、当井筒断面及井口位置具有布置延深施工设备条件，且延深提升高度在提升机提升能力范围内时，优先采用延深间延深方法
5、如不具备上述条件，或为保证矿井生产不受或少受影响时吗，才采用辅助水平延深法
第四篇：井巷工程总结
一次成巷：把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个部分工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯地、最大限度地同地施工，一次完工。煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤（岩）和瓦斯，并常伴有巨响及气浪等现象。上山：采区中自水平运输巷道向上倾斜的巷道。下山：采区中自水平运输巷道向下倾斜的巷道。
煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占4／5(包括4／5在内)，就称它为煤巷。半煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占1/5-4／5，就称它为半煤巷。岩石可钻性：岩石被碎岩工具钻碎的难易程度 断面净高，净宽：1．巷道净宽度 梯形巷道的净宽度分两种情况：
a.当其内通行矿车、电机车时，指的是车辆顶面水平的巷道宽度；
b.当其内不通行运输设备时，从底板起1.6 m高水平的巷道宽度。
直墙拱形（半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形）巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。
矩形断面巷道的净宽度指巷道两侧内壁或锚杆出露长度终端之间的水平距离。
2．巷道净高度
梯形巷道净高度指的是从渣面或底板至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。
直墙拱形巷道净高度指是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度，包括净拱高和自底板起的壁高。
矩形巷道净高度指的是从道渣面至拱顶内沿或锚杆露出长度终端的高度。
岩石分级的意义：不同的岩石，其物理力学性质都不相同。施工时，选用的方法、设备及参数都有不同，耗损的材料也不一样，故要对岩石进行工程分级。方法：1．普氏分级法f 2.我国煤炭部门制定的围岩分级标准3．岩心质量指标分级法（R．Q．D）
凿岩机工作原理：风动凿岩机环阀冲程：压缩空气从操纵阀经气道进入滑阀的前腔再进入气缸的后腔施加于活塞的左端面，此时，活塞的右端即汽缸的前腔与大气相通，所以，活塞左右两端面的压力不同，从而推动活塞自左向右运动，开始冲击行程。当活塞右端面越过排气口时气缸前腔被封闭，前腔的余气受活塞压缩，被压缩的余气压力逐渐升高，并经回程气道至滑阀的后腔，使滑阀的左端面压力逐渐升高。当活塞的左端面越过排气口后，汽缸后腔与大气相通，压缩空气突然逸出造成压力骤然下降，这时，作用在滑阀左端面上的余气压力大于右端面上的压力，滑阀被推向右运动，关闭了原来压缩空气的通道。同时，活塞冲击钎尾，结束冲程，开始回程。
回程：当滑阀移至右端，封闭与汽缸后腔的通路后，压缩空气将沿滑块左端的气路经回程通路进入汽缸前腔推动活塞做回程运动。当活塞左端面越过捧气口，活毫将压缩汽缸后腔的余气，使压力逐渐升高，并使滑阀右端面所受余气压力增高。当活塞右靖越过排气口后，汽缸前腔与大气相通，压缩空气突然逸出，压力骤然下降。这时作用在滑阀右端的压力高于左端的压力，从而推动滑阀向左端运动，封闭了回程气道的通路，回程结束，压缩空气又从滑阀右端进入汽缸后腔，开始又一个冲程运动。断面设计：
简述巷道断面设计原则和步骤
原则：在满足安全、生产和施工要求的条件下，力求提高断面利用率，取得最佳的经济效果。
内容和步骤：首先，根据巷道的服务年限、用途和围岩性质，选择巷道断面形状和支护方式；其次，根据巷道中所通过的设备尺寸、支护参数与道床参数、通风量与行人要求等确定巷道的净断面尺寸（并进行风速验算），计算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；然后，布置水沟和管缆；最后，绘制巷道断面施工图，编制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗表。
岩巷炮眼布置：按其用途和位置可分为：掏槽眼、辅助眼和周边眼 起爆顺序：掏槽眼
辅助眼
周边眼 影响炮眼布置的因素：①岩石性质和结构；②巷道断面形状和大小；③炸药性能和装药量。故工作面的炮眼布置不能一成不变，必须根据具体情况进行布置或调整 一）掏槽眼
掏槽眼的作用: 首先将工作面上某部分岩石破碎下来，使工作面形成第二个自由面，为其它炮眼的爆破创造有利条件。掏槽的好坏对提高破岩效率、循环进尺都起着决定性的作用。因此，必须选择合理的掏槽方式和装药量，使岩石完全破碎以形成理想的槽腔。掏槽眼的分类:斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽 1）、斜眼掏槽适用范围：是巷道掘进中是一种常见的掏槽方法，它适用于各种岩石.2）、斜眼掏槽主要包括楔形掏槽和锥形掏槽，其中以楔形掏槽应用最为广泛。3）、掏槽眼数量：根据断面大小和岩石坚固程度来决定，一般是6～8个，两两对称地布置在巷道断面中央偏下的位置上，与工作面夹角大致55°～70 ° 之间，槽口宽度，一般为1.0～1.4m，掏槽的排距约为0.3～0.5m ,两眼底距离为200mm左右。
锥形掏槽所掏出的槽子是一个锥体，由于炸药相对集中程度高，只要严格掌握好钻眼质量，即使在坚硬的岩石中，也可取得较好的爆破效果。掏槽眼数，多数情况采用3个或4个。该方法国钻眼工作很不方便，在煤矿中应用甚少。
斜眼掏槽法 特点是：掏槽面积较大，适用于较大断面的巷道，可以充分利用自由面，逐渐扩大爆破范围；但因炮眼倾斜，掏槽深度受到巷道宽度限制，不便于深孔作业与多台凿岩机同时作业。(二)
辅助眼
辅助眼又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。辅助眼要均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，其眼距一般为500～700mm,炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数(装药长度与炮眼长度比值)一般为0.45～0.60。(三)周边眼
爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼。周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。现在光面爆破已较成熟，一般应按光面爆破要求进行周边眼布置。一
通风方式
其通风方式可分为三种：压入式，抽出式，混合式 一）压入式通风
局部扇风机把新鲜空气经风筒压人工作面，污浊空气沿巷道流出。在通风过程中炮烟逐渐随风流排出．当巷道出口处的炮烟浓度下降到允许浓度时(此时巷道内的炮烟浓度都已降到允许浓度以下)，即认为排烟过程结束。
为了保证通风效果，局部扇风机必须安设在有新鲜风流流过的巷道内，并距掘进巷道口不得小于l0 m，以免产生循环风流。为了尽快而有效地排除工作面的炮烟，风筒口距工作面的距离一般以不大于10 m为宜。
这种通风方式可采用胶质或塑料等柔性风简。
优点：有效射程大，冲淡和排出炮烟的作用比较强；工作面回风不通过扇风机，在有瓦斯涌出的工作面采用这种通风方式比较安全；工作面回风沿巷道流出，沿途一起把巷道内的粉尘等有害气体带走。
缺点：长距离巷道掘进排出炮烟需要的风量大，所排出的炮烟在巷道中肪风流而扩散，蔓延范围大，时间又长，工人进入工作面往往要穿过这些蔓延的污浊气流。二)抽出式通风
局部扇风机把工作面的污浊空气经风筒抽出，新鲜风流沿巷道流人。风筒的排风口必须设在主要巷道风流方向的下方，距掘进巷道口也不得小于10 m。
在通风过程中，炮烟逐渐经风筒排出，当炮烟抛掷区内的炮烟浓度下降到允许浓度时，即认为排烟过程结束。
优点：在有效吸程内排尘的效果好；排除炮烟所需的风量较小；回风流不污染巷道。抽出式通风只能用刚性风简或有刚性骨架的柔性风简。
缺点：风机的有效吸程小，工作面排除有害气体的时间长。
三)混合式通风：这种通风方式是压入式和抽出式的联合运用。吸入口和抽出口的距离不应小于15 m，风机串联。三
通风管理
作好长距离独头巷道通风，主要办法：最大限度地减少风管和防止风管漏风。
其措施如下：
1、增大风管直径和每节风管长度，可减小连接时的阻力；
2、提高风管接头质量和改进接头方法；
3、风管须尽量吊挂平直；
4、加强检修、防止漏风。
四、掘进中的综合防尘技术
1、采用湿式凿岩；
2、喷雾、洒水；
3、加强通风排尘工作；
4、加强个人防护工作。
装载机的选择：1巷道断面的大小2装载机宽度及生产率、适应性和可靠性3操作、制造和维修的难易程度4装载机与其它设备的配套5装载机的造价和效率
装岩生产率的提高措施：1爆破工作：控制岩石的块度，底板平整性。2调车组织协调：合理协调整个工作过程，优化总体效率。3加强装岩调车的组织工作。4提高工人的操作技术。5优化装岩机的工作状态（稳定电压、风压等）。
调车方法：在巷道掘进的装岩过程中，当采用矿车运输时，一个矿车装满后，必须退出，调换一个空车继续装岩，将装满矿石的矿车调出去空车进来的方法，即为调车方法。
1、固定错车场调车法：错车不能紧跟工作面，效率较低，一般用于工程量较小，工期较缓的工程。
2、动错车场调车法1）浮放道岔：双轨菱形，单轨菱形。2）翻框式调车器。
沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占4／5(包括4／5在内)，就称它为煤巷。
沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中，若煤层占1/5-4／5，就称它为半煤巷。煤巷掘进方法 ：钻眼爆破法，水力掘进法，机械掘进法，风镐掘进法
半煤岩巷施工：炮眼布置特点：
由于煤层较软，掏槽眼应布置在煤层部分。施工组织
半煤岩巷道的两种施工组织方式：一种是煤、岩不分掘分运，全断面一次掘进；另一种是煤、岩分掘分运。
全断面一次掘进时，工作组织简单．掘进速度快，但煤的灰分很大，煤的损失也很大，这种施工组织方式用在煤厚小于0.5m、煤质不好的半煤岩巷道较为合适.煤、岩分掘分运：煤的灰分小，煤的损失也少。工作组织复杂，掘进速度较慢。当煤层厚度大于1.2m时，岩石工作面可以钻垂直炮眼(眼深不小于0.65m)，这样钻眼和爆破效果较好。若煤层较薄，岩石工作面的炮眼，应平行巷道轴线方向
岩巷施工与煤巷施工比较：
2、锚杆作用原理
1）悬吊承托作用：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。在软弱围岩中，锚杆的作用是将直接顶板的破碎岩石悬吊在其上部的自然平衡拱上。2）组合梁作用：顶板锚杆的作用，一方面体现在锚杆的锚固力增加了各岩层间的接触压力，避免各岩层间出现离层现象；另一方面增加了岩层间的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将作用范围内的几个岩层锚固成一个较厚的组合岩梁。3）挤压加固拱作用：在弹性体上安装具有预应力的锚杆，能形成以锚头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。因此，如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，当围岩产生变形时，锚杆会对围岩产生压应力作用，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠连接，便在围岩中形成一个均匀的连续压缩带。它不仅保持自身的稳定，而且能承受地压，阻止围岩的松动和变形。二 喷射混凝土支护 一）支护特点a 喷射使混泥土层有致密的组织结构和良好的物理力学性能，粘结力大；b 加入速凝剂，早期强度大；c 喷层较薄，属柔性支护。
二）作用原理1）加固与防止风化作用 2）改善围岩应力状态作用 3）柔性支护结构作用4）
组合拱作用
巷道施工的两种基本形式：一次成巷：把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个部分工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，互相配合，前后连贯地、最大限度地同地施工，一次完工。
分次成巷：把巷道掘进和支护等分成两个部分，先将整条巷道掘出来，临时支架维护；再拆除临时支架进行永久支护和水沟掘砌。
优缺点
一次成巷：永久支护下工作，作业安全；无需拆除临时支架，施工速度快；节约材料，成本低；施工质量好
分次成巷：施工速度慢；材料消耗量大、成本高；分次成巷使用环境：急需通风的巷道 按照掘进与永久支护的相互关系，其作业方式有：平行作业、顺序作业、交替作业
平行作业：掘进由一部分工人进行作业，同时永久支护由另一部分工人进行，掘进作业始终要求在支护作业段的前面。
顺序作业：掘进与支护两大工序在时间上按先后顺序施工，即先将巷道掘进一段距离，然后停止掘进，边拆除临时支架，边进行永久文护工作。交替作业：在两条或两条以上距离较近巷迢中，由一个施工队分别交替进行掘进和永久支护工作。即将一个掘进队分成掘进和永久支护两个专业小组，当甲工作面掘进时，乙工作面进行支护，甲工作面转为支护时，乙工作面同时转为掘进，掘进和永久支护轮流交替进行。施工组织：坚持正规循环作业，展开多工序平行交叉作业。
一、坚持正规循环作业
在巷道掘进过程中，包括主要工序（钻眼、爆破、装岩、临时支护等）和辅助工序（通风、铺轨和接长管线。永久支护过程中，锚眼、安装锚杆和喷设注浆等。这些工序是按一定顺序周而复始进行的，称循环作业。
二、多工序平行作业：为缩短时间，提高工效。应尽量安排能同时进行的工序平行作业。
三、循环图表编制
一、硐室的施工特点(1)硐室的断面大、变化多，长度比较短。(2)受力状态复杂，施工难度大。(3)硐室服务年限长，工程质量要求高。
二、硐室施工方法 针对不同硐室，不同性质的岩石等，具体施工方法较多，但可归为三类：(一)全断面一次掘进法：常用于围岩比较稳定、断面不太大的硐室；可采用大型设备，取得较快速度；采用常规设备，全断面一次掘进硐室高度以不超过4-5m为宜。(二)台阶工作面施工法：适用于岩层稳定或比较稳定的硐室施工
(三)导硐施工法：导硐施工法多用于松软破碎带，特大断面也可采用。交岔点设计方法1作图法2计算法
1、交岔点施工方法 1）在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用用全 断面一次掘进法，随掘随锚喷或先锚后喷，一次完成。
2)在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，可先将一条巷道掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚30～50mm的混凝土或砂浆（岩石条件差对，可加打锚杆)作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。
采用砌碹支护的交岔点，开始以全断面由主巷向支巷方向掘砌，至断面较大处，改用以小断面向两支巷掘进．架设棚式临时支架维护顶板，掘过柱墩端面2m，先将此2 m砌好，然后再回过头来，由小断面向柱墩进行刷砌，最后在岔口封顶并做好柱墩端面(齐脸，迎险)。
3)在稳定性较差的岩层中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩 大断面部分的方法。
4)在稳定性差的松软岩层中掘进交岔点时，不允许一次暴露的面积过大，可采用导硐施工法 ppt图
(一)在稳定表土层内开挖斜井
在稳定表土层内开挖斜井时，其施工方式与井口所处地形有关：
井口选择在山坡处，只需将井口位置的浮土和风化碎石清除干净即可开掘，井口需用混凝土或石材砌筑；井口选择在表土层较厚的平地，由于直接开硐掘进，顶板不易维护，需要明槽开挖后才能开硐掘进。
2）施工方法：避开雨季施工；在斜井井口四周修好排水沟；开挖明槽；明槽边坡支护；开硐掘进多采用短段掘砌施工，段距2-4m。
（二）在不稳定表土层施工：降低水位法；冻结法；注浆法；沉井法 支护：锚喷、砌碹、U形可缩性支架。
上山施工应注意的问题的措施：上山一般都是由运输水平自下向上掘进。但在有瓦斯突出的煤层，如无专门措施，只能由上一水平向下掘进，那时的掘进特点和下山一样；布孔：注意底板上浮问题，底鼓夹制作用。掏槽眼布置在底部；巷道布置：双巷同掘，一般每隔20-50m掘一条贯通的联络巷，一是满足通风要求，二是可用作爆破时施工人员的避炮硐。单巷掘进，必须每隔25-100m为避炮硐室。通风：瓦斯较轻，一般聚在巷道顶部，因此要注意通风检查措施。
1、尽量双巷掘进 ；
2、加强通风；
3、加强瓦斯检查；
4、停风时，全体人员必须撤出。装岩：人工装岩：链板输送机
倾角<25º。溜槽:铁溜槽 倾角25º~35º,搪瓷溜槽 15º~28º,底板作溜槽,倾角>35º。机械装岩：倾角<10º，ZMZ-17型装岩机，倾角<30º，耙斗装岩机。提升：专用小绞车，分段提升可采用临时绞车；重车带空车，滑轮上加装刹把。
下山掘进：破岩与通风：下山掘进无沼气聚集问题，通风工作较上山掘进容易；装岩、提升：下山掘进，矿岩少积聚在工作面上，因此要加强装岩，尽量采用机械装岩。目前，装岩的机器主要采用耙斗装岩机，下山应注意机械安放牢固，防止下滑。提升：<25º，链板输送机；<30º，矿车、箕斗；>30º，箕斗。排水：
对水的处理，应视其来源不同，从而采取不同的对策：
1、上部平巷水沟漏水，混凝土或陶管将上部水沟密封起来。
2、含水层涌水，截流引至泵房水仓，注浆封水。
3、工作面积水，水泵排水，潜水泵、卧式水泵、喷射泵，水量不大，将水排入矿车或箕斗内一起运出。安全工作：防止跑车：提高警惕，严守规程操作；经常检查提升装置及辅助设施；采取切实可行的安全措施；工作面前方设置挡车器。立井井筒表土施工方法
一、普通施工方法 1．井圈背板普通施工2．吊挂井壁施工3．板桩法
二、特殊施工方法1 ．冻结法2 ．钻井法3 ．沉井法4 ．注浆法5 ．帷幕法 立井井筒延深
延深方法：利用辅助水平延深井筒：由生产水平经辅助暗井到达辅助水平,在辅助水平布置延深用的巷道、硐室和安设延深施工设备。
利用延深间延深井筒：设计井筒时若顶留有延深间，或者将井筒内的梯子等设备拆除后，梯子间有足够的断面积可以作延深间用；或者井筒内设计有两套提升没备，将其中一套改装为吊桶提升能不影响生产时都可以考虑采用此法延深井筒。
利用反井延深井筒：利用反井延深井筒如图。在井筒延深施工前，如果已有一个井筒到达延深新水平（a），或生产时使用的下山已经到达延深新水平(b)，并有巷道通往延深井的井底位置时，即可采用此法延深。
延深井筒的保护设施：一）保护岩柱二）人工保护盘 立井施工设备的布置 1．吊桶位置
1）采刚临时提升机凿井时，应考虑井架受力均衡和地面没置提升机的可能性，提升机房位置应不影响永久建筑物施工。
2)吊桶应尽量布置在永久提升间内，并使提升中心线与罐笼出车方向或箕斗井临时罐笼出车方向一致，以利于井底车场施工时的提升改装和井简装备工作。
3)吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置，使溜矸槽少占井筒有效面积和避免溜矸槽装车高度不足。
4）吊桶与其他设备的间隙必须满足《煤矿安全规程》和《矿山井巷工程施工及验收规范》的有关规定。
2．抓岩机位置：抓岩机的位置应充分发挥抓岩机的效率，满足它与其他设备间安全间隙的要求。
3．吊泵位置：吊泵的位置应靠近井帮，不影响抓岩机的工作，布置在溜矸槽的两侧或对面，另外吊泵和吊桶对称布置。以上主要设备的位置初步确定后，便可确定封口盘，吊盘等主梁的位置。
其他设备和管线如安全梯、风筒、压气管等，应结合井架类型、允许的出绳方向和地面凿井绞车的布置条件，在满足安全间隙的前提下予以适当布置。
松软岩层巷道施工：松软岩层：特殊的地质岩体，对于煤矿来说，主要指巷道掘在松软岩层具有松、散、软、弱四种属性。松：指岩石结构疏松，密度小，空隙度大。散：岩石胶结程度很差或未胶结。软：岩石强度很低，塑性大。弱：结构弱面多。松软岩层巷道施工：“避，调，降，挡，测。”1巷道位置的合理选择。巷道位置应选择在受压力较小，且受压均匀的地方，巷道才能得到较好的维护。受压力小时，要求巷道布置在支撑压力范围之外。应将巷道布置在遇水膨胀量小，质地均匀，较坚硬的岩层中。2巷道断面形状的选择。地压较小选直墙半圆拱形：巷道周围受到较大的地压选圆形断面；垂直方向大，水平较小选直立椭圆形，近似椭圆形；水平压力大，垂直小选曲墙，直墙，半圆拱，平卧椭圆形3破岩方式的选择，要尽量不破坏围岩。a只放开心炮，再用风镐刷大；b掘进机掘进，减少爆破扰动和超前小导洞施工。4支护方式和结构的选择、支护时间。要及时的进行支护。最好分两次支护。第一次支护，减少变形，但允许围岩产生一定的变形，放掉一部分应力。第二次支护加强锚喷支护，钢筋网，金属骨架，砌碹，多采用异形料石或混凝土块。支护时间的确定，一次支护应尽快支护，二次支护应在围岩得到稳定，初始支护与围岩组成的支护系统基本稳定之后进行。支护方式：锚喷+U形钢联合支护、锚喷+砌碹联合支护、锚喷+弧板联合支护。5加强巷道底板管理。底鼓防治：减小压力：泄压，减小应力集中。加强支护：采用高强度支护。锚喷支护做初次支护。筑底拱可二次支护同时进行。圆碹作一次支护，则先底拱后墙，最后砌拱。地板注浆，增加其强度6加强监控，收敛计，水准仪，多点式位移计、声波探测仪，雷达探测仪等7借鉴新奥法指导软岩巷道施工。
斜井断面设计步骤如下：1斜井井筒断面形状和支护型式的选择与平巷基本相同．但斜井服务年限长，且从受力性能好、采用石材整体式支护及锚喷支护的方便等因素考虑，斜井断面多采用半圆拱形、圆弧拱形或三心拱形断面．2．根据斜井井筒内的提升设备类型及设施进行断面布置．串车斜井井筒内通常有轨道、人行道．管路和水沟等；箕斗斜井为出煤井，一 般不铺设管路和电缆；胶带输送机斜井内除胶带输送机外，还设有人行道和检修道．3．根据斜井提升设备尺寸、井内设施尺寸和《煤矿安全规程》规定的安全间隙，确定斜井井简断面尺寸．4．斜井井筒若是作为矿井进出风的主要通道，则必须进行风速校核。直至斜井井筒断面尺寸既能满足提升运输和井内各种设施布置，又能满足通风要求时，断面才能最后确定。
立井筒表土施工：普通施工方法1．井圈背板普通施工法(适用于较稳定的土层)2．吊挂井壁施工法(用于稳定性较差的土层中的一种短段掘砌施工方法）3板桩法（适用于厚度8至10米厚的不稳定土层，与其他方法相结合，应用深度更大）
二、井筒表土特殊施工法1．冻结法。2钻井法3沉井法
立井基岩施工：以钻眼爆破施工方法为主，重型凿岩机配以伞形钻架，抗水炸药爆破，采用抓岩机装岩，吊桶堤升，米用井圈背板锚喷支护作为临时支护，料石井壁、混凝土井壁、钢筋混凝土井壁和锚喷支护井壁作为永久支护，多用以抽出式为主、压入式为辅通风方式，注浆堵水吊泵排水．主要工作包括：破岩、装运、支护以及通风捧水等辅助工作。
斜井表土施工：1．在稳定表土层内开挖斜井时．其施工方式与井口所处地形有关：若斜井井口选择在山坡处·则只需将井口位置的浮土和风化碎石清除干净即可开掘。斜井井口需用混凝土或石材砌筑；若斜井井口选择在表土层较厚的平地，由于直接开硐掘进，顶板不易维护，这时需要明槽开挖后才能开硐掘进．2)施工方法：避开雨季施工、在斜井井口四周砌好排水沟、开挖明槽、明槽边坡支护、开硐掘进多采用短段掘砌施工，段距2-4m，2在不稳定表土层施工，降低水位法、冻结法、注浆法。沉井法．
立井井筒延深方法；
一、利用辅助水平延深井筒。这种延深方法，是由生产水平通过延深辅助暗井到达辅助水平，并在辅助水平布置廷深用的巷道、硐室和安设延深施工设备。这种延深方法的特点是，对矿井的正常生产提升影响较小·但是延深辅助工程量大，延深准备期长，投资大，占用设备多．延深路线：生产水平一延深辅助暗井一辅助水平一廷深施工工程（巷道硐室)一井筒延深。
二、利用廷深间延深井简．这种延深方法具有延深辅助工程量小，延深准备工期短。施工总投资少等优点。这种延深方法的缺点是提升吊筒容积小，提升一次循环时同较长，影响井筒廷深施工速度。井倚延深施工过程：1准备工程2井筒掘砌3．保护岩柱拆除．
三、利用反井延深井筒．采用反井延深井筒时。是由延深新水平自下向上开凿一小断面反井，在小断面反井掘进至延深辅助水平时，再自上向下按照井筒设计断面分段刷大和砌壁．一)普通反井施工法二)吊罐反井施工法，三）钻机反井施工法。
岩巷维护与修复：一)未产生本质破坏的巷道。加固支护：采前预加固、采后加固。二)己产生本质破坏(断面积缩小、冒顶片帮）的巷道：修复方法：扩巷修复、加固支护、小断面快速修复法。1)扩巷修复①扩巷工艺流程：爆破扩巷、临时支护、永久支护。a．垂直巷壁浅孔小炮剥帮b．平行巷壁深孔爆破剥帮．2)冒顶岩巷修复：①岩巷局部冒顶；加固冒落区前后完好的支架(木垛封顶，控制冒顶范围的扩大、锚喷支护封顶)②大范围冒顶修复：a．小断面快速修复法b．一次成巷修复法c木垛法d绕道法。
煤巷修复与维护：1)煤巷锚网梁支护巷道的维护与修复：①当原有支护未发生严重破坏时，可采取卸载放项帮煤的方法。②当原有的锚杆支护已经失效，简单维护难以达到预期效果时，应进行必要修复。③巷道发生冒顶时，需根据围岩的稳定程度和冒落高度确定具体的处理方法。2）煤巷架棚巷道的维护与修复：①架棚巷道片帮的处理：木垛法、撞楔法②冒顶的处理：超前钻预先控顶法、撞楔法．
第五篇：井巷工程实验报告
实 验 报 告
课程名称：井巷工程 专
业：采矿工程 班
级：采矿12 — 班 姓
名： 指导教师：单麒源
黑龙江省普通高校采矿重点实验室制
前 言
井巷工程模型学习实验是《井巷工程》教学的重要环节，通过实验教学使学生在学习岩体力学基本理论的同时，培养实践动手能力及严谨的科学态度，进一步巩因课堂教学内容，为此要求学生掌握实验的基本原理与方法，其中包括仪器的装置以及工作原理，同时为了使学生加深理理论理解，激发学生学习兴趣，配合理论课，阐明实验基本原理与实验步骤，并辅以课后讨论。同时教师以实验、实践为载体，创新改革教学方法，达到理论指导实践，实践深化理论，理论与实践结合的目的，构筑大工程、大实践意识，以符合我校建设应用型本科高校的目标，适应当前社会对高等教育的要求。
实验名称： 井巷模型学习（掘进工艺）
①实验目的：
巩固和加深对《井巷工程》课堂知识的理解，掌握常用的施工机械、设备、器材的基本性能，加深理解和掌握井巷工程施工的基本原理、基础知识和基本技能，培养学生分析和解决井巷工程实际问题的能力。
②实验原理：
通过模型演示常用的炮眼布置、装药联线、装岩、转运调车方式、掘进通风方式及常用的掘进机械化作业线，实验由教师演示解说，学生观摩
③实验仪器设备：
本实验演示以下模型：装药联线演示模型；掘进头局扇通风与施工设演示模型；装岩与转运调车演示模型；掘进机械化作业线配套方案演示模型等。
④选择一种巷道掘进施工方式进行装药联线、掘进头局扇通风、装岩与转运调车及掘进机械化作业线配套方案的设计，包括绘制必要的图表和文字说明：
本人设计全煤巷道掘进施工方法
全煤巷道掘进施工方法主要有：钻眼爆破法掘进煤巷、掘进机掘进煤巷、连续采煤机掘进煤巷以及其它掘进方式等，我选用掘进机掘进煤巷
（一）掘进机掘进煤巷
煤巷掘进机能够破煤、装煤并能将煤转载到运输设备上。掘进的工作原理基本上相同，它具有工序少、进度快，效率高，质量好、施工安全、劳动强度小等 优点。掘进施工煤巷是我国煤巷施工的发展方向。煤巷施工中采用掘进机掘进，再加上与之相适应的机械运输设备与其配套形成一条机械化作业线，是加快煤巷掘进速度和提高劳动生产率的根本途径，目前常用的配套方式有以下几种：一是掘进机—链板输送机机械化作业线；二是掘进机—胶带转载机—链板输送机机械化作业线；三是掘进机—胶带转载机—可伸缩双向胶带输送机机械化作业线；四是煤巷掘进机—仓式列车机械化作业线。
二、巷道掘进施工组织与实施
（一）正规循环作业
循环作业，在巷道掘进过程中，包括主要工序和辅助工序，为了组织施工，循环作业要以循环图表的形式表示出来。即是将一个循环中各工序的工作持续时间，先后顺序以及相互衔接的关系，周密地用图表形式固定下来，使全体施工人员心中有数，一环扣一环地进行操作。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。
（二）循环图表的编制
煤矿宜采用“三八”作业制、“四八交叉”作业、“四六”作业制，有的矿井实行按工作量分班的“滚刀制”。确定循环方式和循环进度。循环方式一般条件下可采用每班一个循环或多循环，主要取决于巷道断面大小和施工技术装备。每班的循环次数应为整数，即一个循环不要跨(班)日完成。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，有称循环进尺。每个循环各工序的工作量也就确定了，根据施工定额、工作制度使可求出每循环所需的时间和每班的循环次数。
实验教师签字：
学生实验成绩： 实验名称：《井巷模型学习（巷道断面）》
① 实验目的：
了解巷道断面形状及特点 了解巷道支护种类 了解巷道断面尺寸 ② 实验要求： 断面形状选择合适
支护合理，巷道断面选择合理 ③ 实验操作步骤
（1）从左至右依次说出巷道断面形状 2 3 4 5 6 7
（2）选择巷道断面时主要考虑因素 ㈠作用在巷道上的地压大小和方向在选择巷道断面形状时起主要作用。
㈡巷道用途和服务年限也是选择巷道断面形状不可缺少的重要因素。㈢矿区的支架材料和习惯使用的支护方式，也直接影响巷道断面形状的选择；
㈣掘进方法和掘进设备对于巷道断面形状的选择也有一定影响。㈤需要风量大的矿井，选择通风阻力小的断面和支护方式，有利于安全和具有经济效益。（3）巷道断面尺寸计算
实验教师签字： 学生实验成绩：
实验名称：《井巷模型学习（炮眼布置）》
1.实验目的：
了解炮眼布置方式和原则
2.实验方式：
通过模型演示常用的炮眼布置、光面爆破炮眼布置等，实验由教师演示解说，学生观摩
3对炮眼布置的要求
除合理确定钻眼爆破参数外，为保证安全，提高钻眼爆破效率和质量，还需正确布置工作面上的炮眼合理的炮眼布置应能满足下列要求：
(1)有较高的炮眼利用率；
(2)先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼，或影响其内装药爆轰的稳定性；
(3)爆破块度均匀，大小符合装岩要求，大块率小
(4)爆堆集中，爆破高度和宽度符合要求；飞石距离小，不会损坏支架或其他设备；
(5)爆破后断面和轮廊符合设计要求，不会发生欠挖和过量超挖；壁面平整并能保持巷道围岩本身的强度和稳定性；
(6)便于打眼，并尽可能减少钻眼机械和设备的移动
4炮眼布置方法与原则
(1)周边眼按光面爆破参数布置(特殊情况除外，不包括底眼)。原则上，周边眼应布置在设计轮廊线上，但为便于打眼，通常向外(或向上)偏斜一定角度。偏斜角又称外甩角，根据炮眼深度来调整(一般为3。～5。)。眼底落
在设计轮廊线外不超过100 rnn~0最小抵抗线应从眼底算起。采用普通光面爆破时，周边眼深度不应大于崩落眼深度。全断面炮眼数目较一般爆破约增加15％～20％。炮眼封泥严格按《煤矿安全规程》规定执行。
(2)选择适当的掏槽方法和掏槽位置。掏槽位置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度，也会影响炮眼的数目，通常将掏槽眼布置在巷道的中部偏下。除断面很大以外，在槽洞和底眼之间不再布置崩落眼。直眼掏槽面积(包括辅助掏槽眼)占巷道总断面的5％～10％，楔形掏槽面积占巷道总断面的10～20％，掏槽眼比其他眼加深10％～25％，装药系数也应比其他炮眼大。
(3)布置好周边眼、掏槽眼后，布置崩落眼。崩落眼以槽洞为中心，层层布置。崩落眼的最小抵抗线可根据有关计算确定，也可根据工条件类比确定。
(4)底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与崩落眼相同。为避免爆破后在巷 道底板留下根底或使坡度增大，并为铺轨创造有利条件，可增大眼底超出设计轮 廊线的距离，同时增大装药系数。当巷道有水沟时，可利用底眼将水沟一次拉出。为降低爆堆高度，给钻眼和装岩平行作业创造条件，可减少底眼间距和最小抵抗线，增大单耗药量，并使底眼最后起爆，将爆破下的岩石抛离工作面。这种方法称为抛渣爆破。
实验教师签字：
学生实验成绩：
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