井巷工程

井巷工程
一、概念解释
1岩石：是指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。

2岩体：指地下工程周围较大范围的自然地质体。

3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)。

4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。

5岩石的膨胀性：指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。

6岩石的崩解性：指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。

7岩石单轴抗压强度：指岩石试件在无侧限和单轴压力作用下抵抗破坏的极限能力。

8岩石坚固性系数：通常用岩石单向抗压强度ＲＣ和10的比值来计算，用来表示岩石破坏的相对难易程度。

9RQD指标：指钻探时将钻孔中直接获取的岩心的总长度，扣除破碎岩心和软弱夹泥的长度，再与钻孔总进尺相比。

10煤矿锚喷支护围岩分类：指根据锚喷支护设计的需要，考虑煤矿岩性的特点、构造情况和断面尺寸，将围岩划分为五类。

11金尼克假说：根据弹性力学理论，假定岩体是均匀的、连续的弹性介质体，得出水平应力总归小于铅重应力的结论。

12海姆假说：指原岩受到各向应力是相等的，即处于净水压力状态。

13地应力：是指存在于地层中未受工程扰动的天然应力，也称为岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。

14普氏地压理论：指作用于深埋松散岩体硐室顶部的地压，仅为拱内岩体的自重。

15炸药的猛度：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，表征炸药的动作用。

16殉爆距离：装有雷管的主动药包爆炸时，能使相隔一距离的另一同种药包百分百发生爆炸的最大距离。

17秒延期雷管：指通电以后经过一段时间后，才爆炸的雷管，叫延期雷管，延期时间以秒为单位计量的。

18毫秒延期雷管：指通电后经过若干毫秒起爆的雷管。

19最大安全电流：根据雷管技术标准规定，通以恒定直流电5min不爆的电流值为最大安全电流，实测的最大安全电流值都在150mA以上。

20最小发火电流：从最大安全电流开始，将电流逐渐增大，则雷管爆炸的百分数也逐渐增加，当电流达到某一数值时，将会达到99.9999%发火，这时的电流值称为最小发火电流。

21最小抵抗线：指如果将一个球形或立方体形炸药包埋入岩石中，岩石与空气接触的表面称为自由面。

药包中心到自由面的垂直距离W称为最小抵抗线。

22光面爆破：是在井巷掘进断面的轮廓线上，布置间距较小、相互平行的炮眼，控制每个炮眼的装药量，选用低密度和低爆速的炸药，采用不耦合装药同时起爆，使爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂隙，并沿各炮眼的连线——井巷轮廓线，将岩石崩落下来。

23微差爆破：指利用毫秒雷管或其他设备控制放炮的顺序，使每段之间只有几
十毫秒的间隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。

24直墙拱形巷道的净宽度：指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。

25矩形巷道的净宽度：指巷道两侧内壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。

26掏槽眼：是最先起爆，为后爆炮眼创造附加自由面的炮眼。

27直眼掏槽：指所有掏槽眼都垂直于工作面，彼此间距较小，且保持平行。

28斜眼掏槽：指掏的槽眼与掘进工作面斜交的，称为斜眼掏槽。

29混合掏槽：指在断面较大、岩石较硬的掘进巷道中为了加强直眼掏槽的抛砟力和提高利用率，形成了以直眼掏槽为主并吸取斜眼掏槽优点的混合式掏槽。

30周边眼：是最后起爆，控制断面形状、大小和轮廓的炮眼。

31正向装药：指起爆药卷位于柱状装药的外端，靠近炮眼口，雷管底部朝向眼底的装药方法。

32反向装药：指起爆药卷位于柱状装药的里端，靠近或在炮眼底，雷管底部朝向眼口的装药方法。

33一次成巷：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。

34分次成巷：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。

35平行作业：是指永久支护在掘进工作面之后一定距离处与掘进同时进行。

36顺序作业：是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，边进行永久支护工作。

37循环作业：指在巷道掘进过程中，包括主要工序和辅助工序，同样，在永久支护过程中，如锚喷支护，也包括打锚杆眼、安装锚杆和喷射混凝上等工序。

这些工序是按一定顺序周而复始进行的，故称循环作业。

38正规循环作业：指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。

39循环作业图表：指为了组织施工，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。

40循环进度/循环进尺：指在巷道施工中，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。

41震动放炮：
42松动爆破：指的是炸药爆炸时，岩体被破碎松动但不抛掷的爆破方法。

二、简答题
1常用的钎头、钻头形状有哪些？其使用条件如何？
答：常用的钎头、钻头的形状的有：一字型、十字型和球齿钎头。

（1）一字型：冲击力集中，一次凿入岩石的深度大，凿速较快，制造和修磨工艺简单，应用简单；（2）十字型：基本上克服一字型的缺点，但其凿速较低，合金片用量大，制造和修磨工艺复杂；（3）球齿型：可用于在磨损性较高的硬脆岩层中凿眼，合理布置球齿凿速会较快，不易夹矸，重复破岩少，耐磨。

2煤矿许用炸药分为哪几类？
答：煤矿许用炸药根据炸药的组成和性质分为：硝铵类炸药、许用含水炸药、离子交换炸药、被筒炸药、当量炸药。

3巷道断面设计的内容和步骤。

答：（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）布置水沟和管缆；（4）绘制巷道断面施工图，工程量表、材料消耗量一览表。

4影响巷道断面选择的因素。

答：①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。

②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。

③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；
④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。

⑤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。

5掘进面炮眼用途和位置如何分类？其作用分别是什么？
答：掘进工作面的炮眼根据其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。

（1）掏槽眼的作用：将工作面上某部分岩石先破碎并抛出，使工作面上形成第二个工作面，为其他炮眼的爆破创造有利条件；（2）辅助眼的作用：紧邻与周边眼，为周边眼的光面爆破创造条件；（3）周边眼的作用：爆落巷道的周边岩石，并形成巷道断面设计轮廓。

6什么是正向装药和反向装药？两者相比有何优缺点？
答：正向装药：指起爆药卷位于柱状装药的外端，靠近炮眼口，雷管底部朝向眼底的装药方法。

反向装药：指起爆药卷位于柱状装药的里端，靠近或在炮眼底，雷管底部朝向眼口的装药方法。

从安全角度看，一般认为正向装药比反向装药安全。

实验证明，在充填质量为50g、长度为10cm的封泥中，反向装药的安全性会大大提高。

从发挥炸药的能量及爆破效果上看，反向装药比较合理，爆破能量的利用率较高。

从操作上看，反向装药时，遇到堵塞可利用雷管脚底线将药卷全部退出，待清理完重新再装药，但利用重新打眼法处理瞎爆的难度大，且需要的脚线长，而正向装药正好相反。

7掘进工作面通风方法有哪些？掘进工作面通风常见问题及危害有哪些？
答：掘进工作面通风方法有压入式通风、抽出式通风、混合式通风。

掘进工作面通风常见问题有：污风沿巷道排出时，污染范围大；炮烟从巷道排出所需时间较长；风筒离工作面较远通风效果不好，反之则会崩坏风筒；有时局部通风机会产生火花，从而引起瓦斯、煤尘爆炸的危险；有的电能消耗大，管理复杂。

危害有：易得硅肺病、温度过高引起的皮肤病、吸入有毒气体中毒、有的引起爆炸失去生命。

8光面爆破的质量标准。

答：（1）围岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%；（2）越挖尺寸不应大于150㎜，欠挖尺寸不得超过质量标准规定；（3）围岩面上不应有明显的炮震裂缝。

9锚杆支护理论（一般公认的理论）。

答：锚杆支护的作用原理有：悬吊理论、组合梁理论和组合拱理论三类。

（1）悬吊支护：将软弱直接顶、伪顶悬挂在坚硬的老顶上或稳定的完整岩体上，以增加软弱岩层的稳定性；（2）组合梁支护：锚杆的锚固力一方面增加各岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象；另一方面，可增加岩层间的抗剪强度，阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）；（3）组合拱支护：将各支护结构的最大支护力进行简单的相加从而得到复合支护结构总的最大支护力，如具预应力的单体锚杆会产生锥形的压缩区，锚杆群的挤压加固拱。

在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理，但一般不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆加固设计和施工的重要参考。

10《煤矿安全规程》第三百一十七条规定：爆破作业必须编制爆破作业说明书。

请简述爆破作业说明书必须符合的要求。

答：（一）炮眼布置图必须标明采煤工作面的高度和打眼范围或掘进工作面的巷道断面尺寸，炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号，并用正面图、平面图和剖面图表示。

（二）炮眼说明表必须说明炮眼的名称、深度、角度，使用炸药、雷管的品种，装药量，封泥长度，连线方法和起爆顺序。

（三）必须编入采掘作业规程，并及时修改补充。

爆破工必须依照说明书进行爆破作业。

11何谓一次成巷？
答：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。

12施工作业方式有几种？各有什么优缺点？
答：施工作业方式有三种：掘进与永久支护平行作业、掘进与永久支护顺序作业和掘进与永久支护交替作业。

（1）掘进与永久支护平行作业：由于永久支护不单独占用时间，可提高成巷速度约30～40％，施工机械设备能得到充分利用，可降低施工成本。

但同时需要的人力、物力较多，组织工作比较复杂，一般适用于围岩比较稳定及掘进断面大于8㎡的巷道，以免掘砌工作相互干扰，影响成巷速度。

（2）掘进与永久支护顺序作业：是掘、支轮流进行，由一个工作队来完成。

因此要求工人既会掘进又会砌碹或锚喷。

这种作业方式组织工作比较简单，但成巷速度较慢，适用于掘进断面小于8㎡，巷道围岩不太稳定的情况。

（3）掘进与永久支护交替作业：集中了顺序作业和平行作业的特点，可以避免掘进与永久支护工作的相互影响，有利于提高施工的熟练程度和掘进没备的利用率。

13何谓正规循环作业和正规循环率？
答：正规循环作业：指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。

正规循环率：指每月实际完成的循环次数与计划完成循环次数的比值。

14煤巷和半煤岩巷道施工有什么特点？
答：（1）以综合机械化采煤为主的矿井，宜采用掘进机组，应配备掘进机、胶带转载机、可伸缩胶带输送机及相应的后配套设备；
（2）以普通机械化采煤为主的矿井，宜采用钻爆法掘进。

应配备电钻、装煤机、胶带转载机、可伸缩胶带输送机及相应的后配套设备；
（3）溜煤眼、煤仓、急倾斜中厚及厚煤层上、下山掘进，可配备天井钻机。

15挑顶、挖底的含义是什么？在半煤岩巷道施工中根据什么条件确定采石位置？
答：当巷道在薄煤层中掘进时，为了保证巷道的高度和坡度不变，必定有部分巷道断面的顶板位于岩层中，这种情况称为挑顶；而部分巷道断面的底板位于岩层中的这种情况称为挖底。

在半煤层巷道施工中，根据采石的位置不同分为挑顶、挖底、挑顶兼挖底三种。

一般情况下，应尽可能采用挖底的方式，从而保证顶板的完整性和稳定性；只有在煤层上部具有薄层假顶时，才采用挑顶的方式；对于区段回风巷，由于其兼有采煤工作面下料的用途，最好也适用挑顶的方式掘进。

通常根据生产、施工和维护的需要来进行选择，有时三种方式可能全部使用，有时也会发生离煤层进行全岩掘进的情况。

16硐室施工方法有哪几类？各适用于什么条件？
答：硐室施工方法有：全断面施工法、台阶工作面施工法（正台阶法和倒台阶法）、导硐施工法。

（1）全断面施工法：适用于岩层稳定，且整体性好，断面不特别大的硐室；
（2）台阶工作面施工法：适用于围岩稳定或基本稳定，硐室高度大，采用全断面一次掘进时在支护方面有困难的情况；
（3）导硐施工法：a中央下导硐施工法适用于硐室高度较大，围岩稳定较差的情况；b两侧导硐施工法适用于稳定性较差的松软岩层，以及掘进宽、高大于6m，断面积在50m2左右的硐室。

当硐室穿过断层破碎带时，两侧导硐的长度不应超过4m。

17交叉点施工中应注意哪些技术问题？
答：（1）做好测量工作；（2）交岔点一般应从主巷向岔口的方向进行刷大，这样对砌拱与壁后充填比较容易，最后在岔口封顶；（3）刷砌扩大部分时，若围岩条件差须采用过顶梁作临时支护；（4）交岔点断面变化部分，拱跨度增加，拱高也随之增加，而墙高却逐渐降低；（5）柱墩是交岔点受力最大的地方，柱墩及岔口的施工是整个工程树关键，必须尽力保证该处围岩的完整和稳定，抓好施工质量；（6）整个工程的关键是岔口处的碹台。