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《井巷工程》復(fù)習(xí)資料

作者:佚名 2011-06-04 10:09 來(lái)源:本站原創(chuàng)
《井巷工程》復(fù)習(xí)資料
堅(jiān)固系數(shù)f:表示巖石破壞的相對(duì)難易程度。通常稱(chēng)f為普氏系數(shù),f值可用巖石的單向抗壓強(qiáng)度(MPa)除以10(MPa)求得,即。
鑿巖機(jī)以使用的動(dòng)力來(lái)源不同可分為:風(fēng)洞鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)、電動(dòng)鑿巖機(jī)。按其支架方式鑿巖機(jī)可分為:手持式、氣腿式、向上式(伸縮式)和導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)。按沖擊頻率分為:低頻、中頻和高頻鑿巖機(jī)。
爆炸三要素(爆炸三個(gè)基本特征):反應(yīng)的放熱性、生成大量氣體產(chǎn)物、化學(xué)反應(yīng)和傳播的快速性。
炸藥:是在一定條件下能夠發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)、放出能量、生成氣體產(chǎn)物從而顯示爆炸效應(yīng)的化合物或混合物。
炸藥按組分劃分:?jiǎn)钨|(zhì)炸藥、混合炸藥。
炸藥按用途劃分:起爆藥、猛炸藥、發(fā)射藥(火藥)。
炸藥的氧平衡:氧平衡表示炸藥內(nèi)含氧量與充分氧化可燃元素所需要氧量之間的關(guān)系。
光面爆破
光面爆破:根據(jù)施工圖紙的要求,在巷道和地下工程掘進(jìn)爆破后,成形規(guī)整,表面光滑;輪廓線外的巖石不受擾動(dòng)或破壞很小,盡可能的保持圍巖自身強(qiáng)度。這種人為控制的爆破方法,就叫光面爆破,簡(jiǎn)稱(chēng)“光爆”。
優(yōu)點(diǎn):光面爆破是一種先進(jìn)的、科學(xué)的爆破方法,可使掘出的巷道輪廓平整光潔,便于采用錨噴支護(hù);圍巖裂隙少,穩(wěn)定性高;超挖量小。所以光面爆破是一種成本低、功效高、質(zhì)量好的爆破方法。
光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
圍巖面上留下均勻眼痕的周邊眼數(shù)應(yīng)不少于其總數(shù)的50%;
超挖尺寸不得大于150mm,欠挖量不得超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;
圍巖面上不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。
光面爆破的施工要求:
選擇合理的炮眼距離,曲線段比直線段密。
光面層厚度:大于或等于炮眼的間距,也不能過(guò)大;炮眼平、直、齊、準(zhǔn)。
沿巷道的輪廓線布置炮眼——控制形狀。
炮眼相互平行且、深度不超過(guò)其他炮眼——形成貫穿裂縫。
炮眼垂直工作面(一般與巷道軸線夾角3~5度),炮眼底落在同一個(gè)橫斷面上。
開(kāi)眼位置偏差不超過(guò)30mm。不能有偏向輪廓線里面。
不偶合裝藥,同時(shí)起爆(起爆時(shí)差不超過(guò)0.1s)——降低作用于孔壁的沖擊壓力。
控制裝藥量,200g/m。
為保證光面爆破的良好效果,除根據(jù)巖層條件、工程要求正確選擇光爆參數(shù)外,精確地鉆眼是極為重要的,是保證光面爆破質(zhì)量的前提。
對(duì)鉆眼的要求是:“平、直、齊、準(zhǔn)”。炮眼要按照以下要求施工:
所有的周邊眼應(yīng)彼此平行,其深度一般不應(yīng)比其他炮眼深。
各炮眼均應(yīng)垂直于工作面,實(shí)際施工時(shí),周邊眼不可能完全與工作面垂直,必然有一個(gè)角度,根據(jù)炮眼深度一般此角應(yīng)取3°~5°。
如果工作面不齊,應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度和裝藥量,力求所有炮眼底均落在同一橫斷面上。
開(kāi)眼位置要準(zhǔn)確,偏差值不大于30mm。對(duì)于周邊眼開(kāi)眼位置均應(yīng)位于井巷斷面的輪廓線上,不允許有偏向輪廓線里面的誤差。
巷道斷面設(shè)計(jì)原則與步驟:
原則:在滿足安全、生產(chǎn)和施工要求條件下,力求提高斷面利用率,以取得最佳經(jīng)濟(jì)效果。
步驟:
選擇巷道斷面形狀,確定巷道凈斷面尺寸并進(jìn)行風(fēng)速驗(yàn)算;
根據(jù)支架參數(shù)和道床參數(shù),計(jì)算出巷道的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面尺寸,并按允許超挖求算巷道的計(jì)算掘進(jìn)斷面尺寸;
布置水溝和管纜;
繪制巷道斷面施工圖,編制巷道特征表和每米巷道工程量和材料消耗表。
炮眼布置
掘進(jìn)工作面的炮眼,按其用途和位置可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼三類(lèi)。
掏槽眼方式按照掏槽眼的方向可分為三大類(lèi):斜眼掏槽、直眼掏槽和混合式掏槽。
炮眼布置方法和原則:
工作面各類(lèi)炮眼布置是“抓兩頭,帶中間”。即首先選擇掏槽眼方式和掏槽眼位置,其次是布置好周邊眼,最后根據(jù)斷面大小布置崩落眼。
掏槽眼通常布置在斷面的中央偏下,并考慮崩落眼的布置較為均勻和減少崩壞支護(hù)及其他設(shè)施的可能。
周邊眼一般布置在巷道斷面輪廓線上,頂眼和幫眼按光面爆破要求,各炮眼相互平行,眼底落在同一平面上。
崩落眼均勻地布置在掏槽眼和周邊眼之間,以掏槽眼形成的槽腔為自由面層層進(jìn)行布置。
通風(fēng)方式
通風(fēng)方式可以分為:壓入式、抽出式、混合式三種。
壓入式通風(fēng)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn):
特點(diǎn):局部扇風(fēng)機(jī)把新鮮空氣經(jīng)風(fēng)筒壓入工作面,污濁空氣沿巷道流出。新鮮風(fēng)流從風(fēng)筒口流入后,由于空氣分子的徑向運(yùn)動(dòng),在風(fēng)流邊界上與炮煙相互摻混使得風(fēng)流逐漸降低而斷面逐漸擴(kuò)大,風(fēng)流到一定距離后就反向流出工作面。
優(yōu)點(diǎn):有效射程大,沖淡和排除炮煙的作用比較強(qiáng);工作面回風(fēng)不通過(guò)扇風(fēng)機(jī),在有瓦斯涌出的工作面采用這種通風(fēng)方式比較安全。
缺點(diǎn):長(zhǎng)距離巷道掘進(jìn)排出炮煙需要風(fēng)量大,所排出炮煙在巷道中隨風(fēng)流擴(kuò)散、蔓延范圍大,工人進(jìn)入工作面要穿過(guò)這些蔓延的污濁氣流。
巷道支護(hù)主要分為三種類(lèi)型:
第一類(lèi)為被動(dòng)支護(hù)形式,包括木棚支架、鋼筋混凝土支架、金屬型鋼支架、料石碹、混凝土及鋼筋混凝土碹等。
第二類(lèi)是以錨桿支護(hù)為主,旨在改善巷道圍巖力學(xué)性能的積極支護(hù)形式,包括錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)等。
第三類(lèi)是以錨桿和注漿加固為主的積極主動(dòng)加固形式,如錨注支護(hù)等,能明顯改善破裂巖體力學(xué)特性,支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性好,承載能力高,支護(hù)效果好。
巷道施工有兩種方式,一是一次成巷,二是分次成巷。
一次成巷:是把巷道施工中的掘進(jìn)、永久支護(hù)、水溝掘砌三個(gè)分部工程(有條件的還應(yīng)加上永久軌道的鋪設(shè)和各種管路線路的安裝)視為一個(gè)整天,有機(jī)地聯(lián)系起來(lái),按照設(shè)計(jì)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,在一定距離內(nèi)前后連貫、互相配合,最大限度地同時(shí)施工,一次做成巷道而不留收尾工程。
優(yōu)點(diǎn):一次成巷具有施工安全、速度快、質(zhì)量好、節(jié)約材料、降低成本和便于管理等優(yōu)點(diǎn)。
分次成巷:是先掘進(jìn)出巷道斷面并暫時(shí)用臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行維護(hù),待整條巷道掘進(jìn)完成或按照施工安排掘進(jìn)一段距離后再進(jìn)行永久支護(hù)和水溝掘砌及管路線路的安裝。
缺點(diǎn):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。
二次支護(hù):
正規(guī)循環(huán)作業(yè)
正規(guī)循環(huán)作業(yè),是指在巷道掘進(jìn)工作面施工中于規(guī)定時(shí)間內(nèi)以一定人力、物力和技術(shù)裝備,按照作業(yè)規(guī)程、爆破圖表和循環(huán)圖表的規(guī)定,完成全部工序和工作量,取得預(yù)期的掘進(jìn)進(jìn)度并保證生產(chǎn)周而復(fù)始地有序進(jìn)行。
循環(huán)作業(yè)圖表編制的步驟:
合理選擇施工作業(yè)方式和循環(huán)方式
確定循環(huán)進(jìn)尺
確定和計(jì)算各工序作業(yè)時(shí)間
計(jì)算循環(huán)時(shí)間
T = 1.1[T1 + T2 + φ(t1 + t2)+ T4 + T5 + T6 ]
① T1—交接班、安全檢查,10~20min;
② T2—裝巖時(shí)間,
③ t1 、t2—鉆上、下部眼時(shí)間,
④ φ—鉆眼、裝巖不平行作業(yè)系數(shù),平行時(shí)0.3~0.6,順序時(shí)1.0
⑤ T4—裝藥連線時(shí)間,
⑥ T5—放炮通風(fēng)時(shí)間,15~30min
⑦ T6—支護(hù)時(shí)間(包括臨時(shí)支護(hù)與永久支護(hù))
循環(huán)圖表的編制
硐室施工的特點(diǎn)和方法
硐室施工特點(diǎn):
硐室的斷面大、長(zhǎng)度小,進(jìn)出口通道狹窄,服務(wù)年限長(zhǎng),工程質(zhì)量要求高,一般要求具有防水、防潮、防火等性能。
硐室周?chē)锕こ梯^多,一個(gè)硐室常與其他硐室或井巷相連,因而硐室圍巖的受力情況比較復(fù)雜,難以準(zhǔn)確進(jìn)行分析,硐室支護(hù)比較困難。
多數(shù)硐室安設(shè)有各種不同的機(jī)電設(shè)備,故硐室內(nèi)需要澆注設(shè)備基礎(chǔ),預(yù)留管纜溝槽及安設(shè)起重梁等。
硐室施工方法及適用條件:
全斷面施工法:是按硐室的設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面一次將硐室掘出,與巷道施工方法基本相同。
適用條件:圍巖穩(wěn)定、斷面高度不很大的硐室。
分層施工法:是將硐室沿其高度分為幾個(gè)分層,采用自上向下或自下向上的順序進(jìn)行分層施工,有利于正常的施工操作。又可分為正臺(tái)階工作面(下行分層)施工法和倒臺(tái)階工作面(上行分層)施工法。
適用條件:穩(wěn)定或中等穩(wěn)定圍巖、掘進(jìn)斷面面積較大的硐室。
導(dǎo)硐施工法:是在硐室的某一部位先用小斷面倒硐掘進(jìn),然后再行開(kāi)幫、挑頂或臥底,將導(dǎo)硐逐步擴(kuò)大至硐室的設(shè)計(jì)斷面。又可分為中央下導(dǎo)硐施工法和兩側(cè)導(dǎo)硐施工法。
適用條件:圍巖穩(wěn)定下差、斷面積大的硐室施工。
掘進(jìn)機(jī)和連續(xù)采煤機(jī)
以掘進(jìn)機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線:掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——可伸縮雙向膠帶輸送機(jī)機(jī)械化作業(yè)線;掘進(jìn)機(jī)——膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)——鏈板輸送機(jī)機(jī)械化作業(yè)線;煤巷掘進(jìn)機(jī)——倉(cāng)式列車(chē)機(jī)械化作業(yè)線。
連續(xù)式采煤機(jī)掘進(jìn)煤層巷道的主要配套設(shè)備有:連續(xù)式采煤機(jī)、錨桿鉆車(chē)、鏟車(chē)、運(yùn)煤車(chē)、破碎機(jī)、膠帶輸送機(jī)等設(shè)備。
用反井鉆機(jī)施工煤倉(cāng)(井底煤倉(cāng)可分為垂直式和傾斜式)
施工煤倉(cāng)反井的方法有:普通反井法,吊罐反井法,深孔爆破法和反井鉆機(jī)法。
利用反井鉆機(jī)鉆鑿反井的方式有兩種:一種是把鉆機(jī)安裝在反井上部水平、由上而下先鉆進(jìn)一個(gè)導(dǎo)向孔(直徑216~311mm)至反井下部水平,再由下而上擴(kuò)大至反井的全斷面,即一般所謂的上行擴(kuò)孔法;另一種方式是把鉆機(jī)安裝在待掘反井的下部水平、先由下向上鉆一導(dǎo)向孔,然后自上而下擴(kuò)大到全斷面,即下行孔法。
立井表土特殊施工法
立井表土特殊施工法有:凍結(jié)法、鉆井法、沉井法、注漿法和帷幕法。
凍結(jié)法:
凍結(jié)法鑿井就是在井筒掘進(jìn)之前在井筒周?chē)@凍結(jié)孔,用人工制冷的方法將井筒周?chē)牟环€(wěn)定表土層和風(fēng)化巖層凍結(jié)成一個(gè)封閉的凍結(jié)圈,以防止水或流沙涌入井筒并抵抗地壓,然后在凍結(jié)圈保護(hù)下掘砌井筒。
凍結(jié)法鑿井的主要工藝過(guò)程有凍結(jié)孔的鉆進(jìn)、凍結(jié)站和凍結(jié)管路安裝、井筒凍結(jié)和井筒掘砌等
傳統(tǒng)的錨桿錨固機(jī)理與強(qiáng)度強(qiáng)化機(jī)理的特點(diǎn)(自己也可以補(bǔ)充內(nèi)容)
傳統(tǒng)錨桿錨固機(jī)理:
傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)理論有:懸吊理論、組合梁理論、組合拱(壓縮拱)理論等。這些理論都是以一定假說(shuō)為基礎(chǔ),各自從不同的角度、不同條件闡述錨桿支護(hù)的作用機(jī)理,而且力學(xué)模型簡(jiǎn)單、計(jì)算方法簡(jiǎn)明易懂,適用于不同的圍巖條件。
存在的問(wèn)題:(1)傳統(tǒng)的懸吊、組合梁、組合拱理論及計(jì)算是針對(duì)彈性狀態(tài)的完整巖體;(2)研究錨桿支護(hù)對(duì)圍巖E、C、 的改善也限于巖體破碎前的彈性狀態(tài);
圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論:
實(shí)質(zhì)是錨桿與圍巖相互作用,組成錨固體。
錨桿可改善錨固體力學(xué)參數(shù),提高錨固體的強(qiáng)度,使巖體強(qiáng)度,特別是峰后強(qiáng)度和 殘余強(qiáng)度得到強(qiáng)化。
形成共同承載結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮圍巖自承能力。

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