井巷工程总结

岩石的密度可分为天然密度、饱和密度和干密度三种，前两种称为岩石的湿密度。

岩石的重力密度(岩石的体积力γ)（kN/m3）是指单位体积（包括空隙体积）内岩石的质量所受的重力.

岩石的相对密度是指岩石固体部分实体积Vc （不包括空隙体积）的重量与相同体积的4℃水的重量之比。

岩石的孔隙度是指岩石中各种孔洞和裂隙体积总和与岩石总体积之比，也称孔隙率 孔隙比是指岩石中各种孔洞和裂隙体积的总和与岩石内固体部分实体积之比

岩石单轴受压条件下的全程应力-应变曲线（图1-7）可划为5个阶段。

① O-A 段，原始空隙压密阶段。② A-B 段，线弹性阶段。③ B-C 段，弹塑性过渡

阶段。④ C-D 段，塑性阶段。⑤ D-E 段，卸载(破坏)阶段。

B-弹性极限；

C-屈服极限；

D-强度极限；

E-

残余强度。

岩石在三轴压缩条件下，随着围压的增加其变形特征如下：

①弹性段与单轴压缩下基本相同；

②岩石表现明显的塑性变形；

③屈服极限、强度峰值和残余强度都与围压大小成正变关系；

④在一定临界围压下出现屈服平台，塑性流动现象；

⑤达到临界围压后继续提高围压不再出现峰值，应力应变关系单调增长

实验表明，岩石在不同应力状态下的强度值一般符合以下规律：

三轴等压抗压强度＞三轴不等压抗压强度 ＞双轴抗压强度＞单轴抗压强度

＞抗剪强度 ＞抗弯强度＞单轴抗拉强度。

.普氏系数分类法 单轴抗压强度除以10 ： 软煤： f ＝1～1.5 ～3 软岩： f ＝2～3

岩石质量指标RQD ：钻孔中直接获取的岩心总长度L ，扣除破碎岩芯和软弱夹泥的长度后l ，与钻孔总进尺H 之比，

即 RQD=[(L －l )/H ]×100%

或者：

围岩松动圈：应力超过围岩强度之后巷道周边围岩将首先破坏并逐步向深度扩展形成的一定深度的破碎带。

思考题

◆1．岩石、岩块、岩体的区别与联系。

◆2．表示岩石物理性质的主要指标有哪些？各对岩体力学性质的有什么影响？

◆3．什么是岩石的全应力－应变曲线？简述岩石在单轴压缩条件下的变形特征？

◆4．如何得到岩石的坚固性系数f ？什么是RQD分级法？

◆5．根据围岩松动圈的大小，围岩可划分为几类？这种分级法有何优点？

常用的破岩方法有机械破岩和爆破破岩

凿岩机按照其动力划分为气动式、液动式、电动式。

按照破岩方法划分为旋转式、冲击式、旋转冲击式

钻眼工具钎子钎头划分为一字型、十字形、球齿形。

⌦空气压缩机优点：

（1）在有沼气的矿井中，可以避免因电动机具产生的电火花而引起的瓦斯爆炸；

（2）不会因为过载而损坏机具。适用于钻削坚硬岩石的冲击式和负载变化很大的风动工具；（3）压缩空气可进行能量储存，不凝结，输送方便；

（4）压缩空气以及风动机具排出的空气，不污染环境，并有助于井下的通风。

思考题

⌦1．根据破岩原理，钻眼方法分为哪几类？其代表机具各是什么？

⌦5．常用的钎头、钻头形状有哪些？其使用条件是什么?

炸药爆炸的基本特征（三要素）

反应的放热性、生成大量气态产物、反应和传播的快速性。

氧平衡：炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量比例关系

氧平衡值：每克炸药中保证可燃元素充分氧化时，多余或欠缺的氧量，g/g。

爆轰：在外界能量的激发下，在局部区域进行，且自动传播。主要靠压缩冲击波作用传递参量和激发化学反应

冲击波：在介质中以密度、压力质点运动速度突升的形式向前传播的压缩波

间隙效应：将直径35mm的2号岩石硝铵炸药放入内径40-120mm的钢管中，不管放入多少药卷，从一头起爆总是只能爆炸5-6卷炸药的现象。

原因：爆轰波在传播过程中，其高温高压爆轰气体使前端间隙中的空气受到强烈压缩，从而使空气间隙内产生超前于爆轰波传播的空气冲击波。这样，药卷在爆轰波到达之前已受到冲击波强烈压缩，使得直径缩小而密度增大，引起爆轰波参数恶化，当药卷直径缩小和密度增大到一定程度时候，导致爆速下降，甚至造成爆轰中断。

采取措施：1.控制间隙尺寸2隔一定距离套上硬纸板3采用胶水炸药

单质猛炸药、硝铵类炸药、含水炸药

最大安全电流（50mA）：通电5min不爆的最大电流值，实测都在150mA以上。安全电流的质量检验标准（50mA电流5min不爆）

最小发火电流（700mA）：质量检验标准：0.7A 、1min爆炸率99.99%。实测小于0.7A

电爆网路连接方式：串联、并联、串并联。

瞎炮处理：脚线未坏时可以重新联线放炮，或在距离炮眼至少0.3m处另打与瞎炮平行的炮眼重新装药放炮。

早爆处理：p57

最小抵抗线：药包中心到自由面的垂直距离。

爆破漏斗：靠近自由面一侧的岩石被完全破坏而形成一个漏斗状的坑

岩石只松动，叫做松动漏斗;岩石不但松动而且将岩石抛掷出去叫做抛掷漏斗。

引爆沼气煤尘的因素

空气冲击波——不阻塞1/3断面，不采用秒延期电雷管

炽热的固体颗粒——炸药中不含铝、镁粉末

爆生高温气体——零氧平衡炸药，填塞炮眼

光面爆破：人为控制的使爆破表面成型规整，围岩稳固的爆破方法

光面爆破技术指标：

1眼痕率70%，接茬率达到50%以上；

2超挖尺寸不大于150mm，欠挖尺寸不得超过质量标准规定，主要运输巷和机电硐室不大于设计值的20mm，其它巷道和硐室的尺寸不大于设计值的50mm；

3岩面上不应有明显的炮震裂缝

光面爆破施工要点：

选择合理的炮眼距离。曲线段比直线段密。

光面层厚度：大于或等于炮眼的间距，也不能过大。炮眼平、直、齐、准

沿巷道的轮廓线布置炮眼——控制形状；

炮眼相互平行且、深度不超过其他炮眼——形成贯穿裂缝；

炮眼垂直工作面（一般与巷道轴线夹角3～5度），炮眼底落在同一个横断面上。

开眼位置偏差不超过30mm。不能有偏向轮廓线里面。

同时起爆（起爆时差不超过0.1s）——降低作用于孔壁的冲击压力；

控制装药量，200g/m。

复习题

1.炸药爆炸必须具备哪三个基本要素？为什么？

2.什么叫炸药的氧平衡？井下爆破为什么要选用零氧平衡炸药？

3.解释下列术语：电雷管全电阻，最大安全电流，最小发火电流，发火冲能，最小抵

抗线，爆破所用指数，掏槽，炮眼利用率。

4.光面爆破的标准是什么？如何实现光面爆破？

净宽度：直墙拱形和矩形巷道：巷道两侧内壁或锚杆外露终端之间的水平距离。

净高度：矩形、梯形巷道：自道渣面或底板（若未铺道渣）至顶梁或顶部喷层或顶板锚杆外露终端的高度。

净断面尺寸：巷道交付使用并满足生产和安全要求的断面尺寸

设计掘进断面尺寸：净断面尺寸加上支护和道床厚度；

计算掘进断面尺寸：设计掘进断面尺寸加上超挖量。

工作面炮眼布置

掏槽眼：最先起爆，为后爆炮眼创造附加自由面

辅助眼：扩大槽腔、破碎岩石，为周边眼创造自由面

周边眼：最后起爆，控制断面形状、大小和轮廓

掏槽眼掏槽方式：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽

根据起爆药包所在位置不同，有正向装药和反向装药两种方式。