井巷工程思考题及参考答案

6． 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。 一次成巷优本和便于管理等优点。 分次成巷：是先掘进出巷道断面并暂时用临时支护进行维护，待整条巷道掘进完成或按照施工安排掘 进一段距离后再进行永久支护和水沟掘砌及管路线路的安装。 缺点：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。
第一章 岩石的性质及其工程分级 思考题 1.岩体的组成部分有哪些？岩石和岩体有什么区别？ 答：岩体由固、液、气三相物质组成，是岩块和结构面的结合体。 岩石与岩体的区别是：岩石相当于岩块，是从地壳岩层中切取出来的不包含显著弱面的小块体，具有 完整性好、强度高等特点，可以把岩石近似地视为均质、各向同性的连续介质；而岩体是地下工程周围较 大范围的自然地质体，包含有大量的结构面，具有完整性差、强度低等特点，除了少数岩体外，一船岩体 均属于非均质、各向异性的不连续介质。 2.单轴压缩条件下，岩石的全应力－应变曲线包括哪几个阶段？ 答：原始裂隙压密阶段、弹性阶段、塑性阶段（或破裂发展阶段） 、软化阶段和残余强度阶段。 3.普氏岩石分级法的实质是什么？它有什么优缺点？ 答：普氏岩石分级法的实质是由岩石的单向抗压强度(MPa)除以 10(MPa)得到的数值，它表示岩石在各 种采矿作业(钻凿、爆破等)以及地压等外力作用下受破坏的相对难易程度。 它的优点是：指标单一，分类方法简单易行； 它的缺点是：只反映了岩石开挖的难易程度，不能反映围岩维护的难易程度；由于定级的标准以岩块 强度为基础，不能说明岩体的完整性和稳定性等特征，因而不能指导巷道支护设计；由于分类等级较多， 使用起来不很方便。 5.围岩松动圈的概念？ 答：巷道开挖后，一方面在巷道周围形成很大的应力集中，另一方面由于围岩受力状态从三向受压变 为两向或单向受压使得围岩强度下降，当应力值大于围岩强度时就会在巷道周围形成一定厚度的破碎区， 该破碎区就称为围岩松动圈。 第二章 钻眼爆破 3. 炸药的主要特征及其爆炸三要素？ 答：炸药的主要特征有：具有相对稳定性和化学爆炸性；炸药具有很高的能量密度；依靠自身的氧实 现爆炸反应。 爆炸三要素：反应的放热性；生成大量气体；反应和传播的快速性。 4. 何谓炸药的氧平衡？分为哪几种？ 答：氧平衡用来表示炸药内含氧量与充分氧化其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。 氧平衡可分为：零氧平衡，正氧平衡，负氧平衡。 5. 矿用炸药分为哪几类？ 答：矿用炸药分为三大类：煤矿许用炸药；岩石炸药；露天爆破工程中使用的炸药。 6. 起爆器材有哪些？其主要特性分别是什么？ 答：起爆器材有：雷管，导爆索，导爆管。 8.何谓爆破漏斗？其要素有哪些？ 答：当最小抵抗线为某一临界值时，爆破形成的拉断区和裂隙区连接起来，爆生气体又沿这些裂隙冲 出，扩大裂隙并使靠近自由面一侧的岩石被完全破坏而形成漏斗状的坑，叫做爆破漏斗。 爆破漏斗的三要素是：最小抵抗线 W,爆破漏斗半径 r 和爆破漏斗作用半径 R。 9. 光面爆破的质量标准有哪些？其优点是什么？ 答：光面爆破的质量标准有：围岩表面上留下的眼痕率 （有均匀眼痕的周边眼数与周边眼总数的比值） 不小于 50％；超挖尺寸不得大于 150 mm，欠挖不得超过质量标准规定；围岩表面上不应有明显的炮震裂 缝。 其优点是掘出的巷道轮廓平整光洁，便于锚喷支护，岩帮裂隙少，稳定性高，超挖量小；成本低、工 效高、质量好。 10. 炮眼利用率？ 答：炮眼利用率是指实际爆落深度与炮眼深度之比。
光面爆破的质量标准：
（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） 超挖尺寸不得大于 150mm，欠挖量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。
光面爆破的施工：
(1) 选择合理的炮眼距离,曲线段比直线段密。 (2) 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。 (3) 沿巷道的轮廓线布置炮眼——控制形状。 (4) 炮眼相互平行且、深度不超过其他炮眼——形成贯穿裂缝。 (5) 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。 (6) 开眼位置偏差不超过 30mm。不能有偏向轮廓线里面。 (7) 不偶合装药，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。 (8) 控制装药量，200g/m。 为保证光面爆破的良好效果，除根据岩层条件、工程要求正确选择光爆参数外，精确地钻眼是极为重 要的，是保证光面爆破质量的前提。 对钻眼的要求是： “平、直、齐、准” 。炮眼要按照以下要求施工：
5． 炮眼布置
掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。 掏槽眼方式按照掏槽眼的方向可分为三大类：斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。 炮眼布置方法和原则： （1） 工作面各类炮眼布置是“抓两头，带中间” 。即首先选择掏槽眼方式和掏槽眼位置，其次是布 置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。 （2） 掏槽眼通常布置在断面的中央偏下， 并考虑崩落眼的布置较为均匀和减少崩坏支护及其他设施 的可能。 （3） 周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上，顶眼和帮眼按光面爆破要求，各炮眼相互平行，眼底落 在同一平面上。 （4） 崩落眼均匀地布置在掏槽眼和周边眼之间，以掏槽眼形成的槽腔为自由面层层进行布置。
4． 光面爆破
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；轮廓线外的 岩石不受扰动或破坏很小，尽可能的保持围岩自身强度。这种人为控制的爆破方法，就叫光面爆破，
简称“光爆” 。 优点：光面爆破是一种先进的、科学的爆破方法，可使掘出的巷道轮廓平整光洁，便于采用锚喷支护； 围岩裂隙少，稳定性高；超挖量小。所以光面爆破是一种成本低、功效高、质量好的爆破方法。
1 cot 2 2
Rc 。 10
：反应的放热性、生成大量气体产物、化学反应和传播的快速性。 2． 爆炸三要素（爆炸三个基本特征） 3． 炸药：是在一定条件下能够发生快速化学反应、放出能量、生成气体产物从而显示爆炸效应的化合物 或混合物。 炸药按组分划分：单质炸药、混合炸药。 炸药按用途划分：起爆药、猛炸药、发射药（火药） 。 炸药的氧平衡：氧平衡表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需要氧量之间的关系。
答：锚喷支护的特点有：锚喷支护为一个支护系列；锚喷支护属于主动支护，锚杆和混凝土喷层与围岩紧 密结合形成有机整体，能充分发挥围岩自承能力；锚喷支护为柔性支护体系，能在确保围岩不出现有害松 动的条件下， 允许围岩有一定程度的塑性变形， 起到让压和减轻支护受力的作用； 锚喷支护结构受力均匀， 能充分发挥其承载能力；锚喷支护设计与施工是一个动态过程，按照现场监测数据指导设计和施工；灵活 性大，针对不同类型围岩采用不同的支护方式。 3．简述上下山各自的施工特点？ 答：上山的施工特点是：工作面容易产生瓦斯积聚，所以应加强通风工作；注意防止底板上漂；要严 格控制装药量，以免岩石撒落面积过大，不利于装岩。 下山的施工特点是：要加强工作面排水和采取有效的防跑车措施。 4．施工煤仓反井有哪些方法？ 答：施工煤仓反井的方法有：普通反井法，吊罐反井法，深孔爆破法和反井钻机法。 2. 什么叫分次成巷？它与一次成巷中的掘支顺序作业方式的根本区别是什么？ 答：分次成巷是指把巷道的掘进和永久支护分两次完成，先把整条巷道掘出来，紧跟掘进面暂以 临时支架维护，然后再拆除临时支架进行永久支护和水沟掘砌。 它与一次成巷中的掘支顺序作业方式的根本区别是分次成巷是将整条巷道掘出后再进行永久支 护，而掘支顺序作业是掘出一段巷道后暂时停止掘进并进行永久支护。 第八章 硐室与交叉点 思考题 1．副井系统有哪些硐室？主井系统有哪些硐室？ 答：副井系统的硐室有：马头门、中央变电所和中央水泵房、水仓和等候室等；主井系统的硐室有卸 载硐室、井底煤仓、箕斗装载硐室、清理撒煤硐室和井底水窝泵房。 2．有几种硐室施工方法？适于何等条件？ 答：硐室施工方法有：全断面一次施工法、台阶工作面施工法和导硐施工法。其中台阶工作面施工法 分为正台阶施工法和倒台阶施工法，导硐施工法分为中央下导硐和两侧导硐施工法。 全断面一次施工法适用于硐室高度小于 5m，而且围岩整体性和稳定好的岩层；导硐施工法适用于松软 破碎岩层中的特大断面硐室；除此以外，可采用台阶工作面施工法。 3. 解释道岔编号的含义 DC618—3—12？ 答：道岔编号 DC618—3—12 的含义如下： DC 表示对称道岔；6 表示轨距为 600mm；18 表示轨型为 18kg/m；3 表示道岔号码 M 为 3 号， M （α表示辙岔岔心角）;12 表示道岔的曲线半径。 1． 坚固系数 f：表示岩石破坏的相对难易程度。通常称 f 为普氏系数，f 值可用岩石的单向抗压强度 Rc （MPa）除以 10（MPa）求得，即 f
第三章 巷道断面设计 2.巷道断面设计的内容是什么？ 答：巷道断面设计的内容是：巷道断面形状；巷道断面尺寸；水沟设计和管线布置。 5.当巷道尺寸确定后，为什么要验算风速？ 答：如果风速过大，就会吹起煤尘和岩粉，既给工人的健康带来危害，行人逆风行走困难，又容易引起煤 尘爆炸；另外，风速过大会增大风阻，增加通风能耗。所以，为了保证矿井的安全生产和节约能耗，必须 使风速限定在合理的范围内。这就是要进行风速验算的原因。 第四章 岩巷掘进 2.掘进工作面的炮眼，按用途和位置可分为哪三类？其位置、作用、布置原则是什么？ 答：掘进工作面的炮眼，按用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。它们的布置原则是“抓两头、 带中间”，即首先选择掏槽方式和掏槽眼位置，其次是布置好周边眼，最后根据断面大小布置崩落眼。 掏槽眼作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在一个自由面的基础上崩出第二个自由面 来，为其它炮眼的爆破创造有利条件。布置在断面的中央偏下，并考虑辅助眼的布置较为均匀和减少崩坏 支护及其他设施的可能。 周边眼作用是爆落巷道周边岩石，形成设计的巷道断面轮廓。按光爆要求将帮眼和顶眼布置在巷道设 计掘进断面的轮廓线上；底眼眼口高出巷道底板 150～200mm，眼底低于底板 100～200mm。 辅助眼又称崩落眼，作用是大量崩落岩石和继续扩大掏槽。均匀布置在掏槽眼与周边眼之间，间距 500～700mm。 3.四个爆破参数是什么？ 答：四个爆破参数是：炮眼直径、炮眼深度、炮眼数目和单位炸药消耗量。 4.爆破图表应包括哪几部分内容？ 答：爆破图表应包括炮眼布置图；装药结构图；爆破原始条件表；爆破参数表；预期爆破效果表。 第五章 巷道支护 1. 判断巷道是否需要支护的标准是什么？ 答：巷道是否需要支护的标准是看巷道掘出后是否会产生破坏或者过度变形。 2. 巷道变形破坏的形式有哪些，其根本原因是什么？ 答：巷道变形破坏的形式有：顶板下沉、底鼓和两帮内挤。其关键原因是围岩应力超过了围岩强 度。 3. 有哪几种支护结构？并举例？ 答：支护结构包括刚性结构，如料石砌碹；柔性结构，如锚喷支护；以及复合结构，即刚性结构 与柔性结构的综合应用。 5. 标号为 42.5 的水泥表示什么含义？ 答：标号为 42.5 的水泥表示由该种水泥制成的标准试件在规定的标准条件下养护 28 天后的单轴 抗压强度为 42.5MPa。 9. 用作树脂锚杆杆体的钢筋种类有哪些，那种最优？ 答：树脂锚杆杆体的钢筋种类有圆钢、建筑螺纹钢、右旋全螺纹等强螺纹钢以及左旋无纵筋等强 螺纹钢。其中左旋无纵筋等强螺纹钢性能最优。 10. U 型钢支架支护属于什么支护结构？什么支护形式？为什么现场应用时效果不理想？ 答：U 型钢支架支护属于柔性支护结构，被动支护形式。由于 U 型钢支架与围岩间存在空隙，而且 巷道表面不平整，使得 U 型钢支架受力不均，从而大大降低了它的承载能力，所以现场应用时效果不 理想。 11. 锚杆支护有哪些作用原理？它属于何种支护结构？何种支护形式？ 答：锚杆支护的作用原理有：悬吊作用、组合梁作用、组合拱作用、减跨作用、最大水平应力理 论和围岩强度强化作用。它属于柔性支护结构，主动支护形式。 13. 锚喷支护有何特点？