井巷工程复习课件

1.3 岩石的力学特征
• 岩石的强度是指岩石在受到不同应力作用，完整 性开始被破坏时的极限应力值。
第一章 井巷建筑介质
• 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＞抗剪强度＞抗拉强度 。
所以，可以简单地将岩石的强度特征归结为一句 话：岩石怕拉不怕压。
在破碎岩石时，利用岩石抗拉强度小的特点；在 利用岩石时，利用岩石抗压强度大的特点。
巷道的服务年限、用途及位置； 巷道的支护方式和支架材料这三大基本因素。
第二章 巷道断面净断面，必须 满足行人、运输、通风、设备安装、检修及施工 的需要。
第二章 巷道断面设计
首先，根据上述因素和有关规程、规范的规定， 定出巷道的净断面尺寸，并进行通过风速的验算；
第一章 井巷建筑介质
1.4 岩石分级和围岩分类 1.4.1 普氏岩石分级法（坚固性系数） 1.4.2 围岩分类法（松动圈分类法） 1.4.3 岩石质量指标
第一章 井巷建筑介质
1.5 矿用工程材料 1.5.1 水泥； 1.5.2 混凝土； 1.5.3 砂浆； 1.5.4 其他材料：木材、金属材料、石材等。
岩、变质岩三大类。 1.1.2 岩体：则是一定工程范围内的自然地质体。 其包含的各种岩石，在整个地质历史过程中形成
了各种各样的所谓“结构面”。 岩体中还包含地下水、瓦斯。
第一章 井巷建筑介质
• 1.2 岩石的物理性质 • 密度、表观密度、孔隙比、碎胀性、水胀性和水
解性、硬度、韧性、吸水率。 • 岩石的可钻性和可爆性。
第二章 巷道断面设计
巷道断面设计，主要是选择断面形状、确定断面尺寸， 其是否合理直接影响到矿井生产的安全和经济效益。 巷道断面设计的依据： 地质条件 服务年限、用途等要求 运输设备指标 设置的其他装备 支护型式、材料 施工技术及装备

㈡锚杆支护的作用原理
1．悬吊理论 ． 悬吊理论认为锚杆的作用是将软弱的直接顶悬吊于上部坚固稳定的 悬吊理论认为锚杆的作用是将软弱的直接顶悬吊于上部坚固稳定的 软弱的直接顶悬吊于上部 松动的岩块连结在松动区 岩层上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块 岩层上，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连结在松动区 外的完整坚固岩体 完整坚固岩体上 外的完整坚固岩体上，使松动岩块不致冒落
2012-5-21
17
（二） 爆热
爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量， 爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量， KJ/mol，KJ/kg，是评价炸药威力的直接标志。 ， ，是评价炸药威力的直接标志。 爆热的计算理论： 爆热的计算理论： 盖斯定律： 盖斯定律： 化学反应的热效应与反 应进行的路径无关， 应进行的路径无关，而只取 决于反应的初态和终态。 决于反应的初态和终态。 Q1=Q+Q2 爆热 Q= Q1- Q2
2012-5-21
16
CaHbNcOd
b d − ( 2a + ) 2 × 16 Kb = M
氧平衡计算公式： 氧平衡计算公式：
b d − ( 2a + ) 2 × 16 ×100% Kb = 1000
⑴Kb>0时正氧平衡,剩余的氧和N反应生成NO和N2O5，等 有害物质，吸热反应，氮氧化物还对瓦斯爆炸起催化作用。 ⑵Kb<0时负氧平衡，生成CO、C、H2、CO有毒气体。 ⑶Kb=0时，零氧平衡，充分氧化，生成大量热。
2012-5-21
20
一、在爆破作用下的岩石破碎机理
㈠自由面和最小抵抗线 如果将一个球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集 如果将一个球形或立方体形炸药包 爆破上称之为集 中药包)埋入岩石中 岩石与空气接触的表面称为自由面。 埋入岩石中， 中药包 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 称为最小抵抗线。 药包中心到自由面的垂直距离 的氧平衡 氧平衡： 氧平衡：就是用来表示炸药内含氧量与充 分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。 分氧化可燃元素所需氧量之间的比例关系。 用每克炸药不足或多余氧的克数来表示。 用每克炸药不足或多余氧的克数来表示。 单质炸药的分子式可写成CaHbNcOd，a、b、 、 、 c，d分别代表一个炸药分子中碳、氢、氧、 分别代表一个炸药分子中碳、 ， 分别代表一个炸药分子中碳 氮的原子个数。 氮的原子个数。

▪ 井筒施工速度： ▪ 立井井筒施工方式 ▪ 掘砌单行作业 ▪ 掘砌平行作业 ▪ 掘砌混合作业 ▪ 掘砌安一次成井
38
▪ 1 掘砌单行作业
▪ 长段单行作业：掘进后先进行临时支护，到 一定段高后，拆除临时支护，架设永久支护 模板，段内由下而上砌筑永久支护。段高的 确定与井筒穿过岩层的性质、涌水量大小、 临时支护形式和井筒施工速度有关。段高一 般为井 2.在套井内安装预制井壁 3.向井壁后压注泥浆 4.向井壁内注水 5.沉井施工 6.注浆固井
18
二、钻井法
▪ 钻井法是用钻头破碎岩石，用洗井液进行洗 井排碴和护壁，当井筒钻至设计直径和深度 以后，在洗井液中进行支护的机械化凿井方 法。
19
▪ 主要工序 1.井筒钻进 2.泥浆洗井护壁 3.沉井和壁后充填 4.破井施工
12
▪ 3）吊泵布置 ▪ 吊泵应靠近井帮布置，使之不影响抓岩机工作，为
了使吊泵出入进口和接长排水管方便，吊泵必须躲 开溜矸槽位置；吊泵与井壁和其它设备间的安全间 隙符合《煤矿安全规程》规定；由于吊泵排水时， 重量较大，为使天轮平台受力均衡，吊泵一般与吊 桶对称布置；采用接力排水时，吊泵应靠近腰泵房 布置，以便主副井共用一套排水系统。当然，有条 件时应尽量采用打干井的方式凿井，遇含水层时采 用工作面预注浆治水，以简化天轮平台和井内设备 布置。
44
第七节 立井井筒安装工作
▪ 安装工作的内容：罐梁、罐道、管路、电缆、 梯子间、和井上下口金属支承结构等。
▪ 分次安装 ▪ 一次安装
45
46
立井施工机械化配套
▪ 根据井筒施工条件、施工队伍素质和技术装 备情况将凿井施工设备进行优化，使之能力 匹配、前后衔接组成一条工艺系统完整的机 械化作业线，并与各辅助工序设备相互协调， 充分发挥各种施工机械的效能，快速、高效、 优质、低耗、安全地完成作业循环。

⑶角柱式掏槽
3．混合式掏槽
5
掏槽眼
掏槽眼的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。掏槽效果的 好坏对循环进尺起着决定性作用。 掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这 样便于打眼时掌握方向，并有利于其它多数炮眼的岩 石能借助于自重崩落。在掘进断面中如果存在有显著 的软弱岩层，一般应将掏槽眼布置在这些软弱层中。
q—采用标准炸药时的炸药消耗量，kg/m3。 P—所用炸药的爆力,mL。
V
24
4.炸药消耗量（续）
25
三、装药结构与起爆 1．掏槽眼与辅助眼的装药结构 2．周边眼装药结构 3．炮眼的填塞 4．起爆要求
26
1．掏槽眼与辅助眼的装药结构
⑴正向连续装药 (a)
⑵反向连续装药 (b)
27
2．周边眼装药结构
6
1.斜眼掏槽法
⑴单向掏槽法
这种方法炸药集中程度低，在均质坚硬的岩石中很少使用，只是 在有明显松软夹层时才能取得良好的爆破效果。
7
1.斜眼掏槽法(续)
⑵多向掏槽法
8
1.斜眼掏槽法(续)
斜眼掏槽的特点是： 适用于各种岩层，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， 循环进尺也同样受到限制； 碎石抛掷距离大，易损伤设备和支护，当掏槽眼角度不对称 时尤其如此。
2．炮眼深度
影响炮眼深度的主要因素有：岩石性质、巷道断面大小、 循环作业方式、凿岩机类型、炸药威力、工人技术水平等因 素来确定。确定合理的炮眼深度的依据是：炮眼利用率比较 高（一般根不低于８5~90%）；钻眼和掘进速度快；掘进成 本低。据此分三个方面来讨论炮眼深度的合理性： 1)合理的炮眼深度必须与具体施工条件相适应：气腿式轻型 凿岩机，较适宜的钻眼深度一般为2.2~3.0m;采用凿岩台车 配备重型凿岩机，炮眼深度在3 m以上则更为有利。