井巷工程考試試卷(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 圖并說明沖擊式鑿巖機(jī)的破巖機(jī)理。 圖見課本 P34 答：鑿巖機(jī)是利用壓氣推動(dòng)機(jī)體內(nèi)的活塞前后移動(dòng)打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖機(jī)理如圖所示。 釬刃在沖擊力 F 的作用下鑿入巖石，鑿出深度為 h 的溝槽 Ⅰ — Ⅰ ，然后將釬子轉(zhuǎn)動(dòng)一角度β ，再次沖擊，此時(shí)不但鑿出溝槽 Ⅱ — Ⅱ ，而且兩條 溝槽之間的巖石，也被沖擊時(shí)產(chǎn)生的水平力 H 剪切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上，必須及時(shí)排除巖石碎屑。沖擊、轉(zhuǎn)釬、排粉，往復(fù)循環(huán)地持續(xù)進(jìn)行，便可鑿出圓形炮眼。 巷道斷面設(shè)計(jì)的基本原則及巷道斷面形狀選擇主要取決的因素 。 答：基本原則：在滿足煤礦安全、生產(chǎn)施工等方面技術(shù)要求的前提下，最大限度地提高斷面利用率，縮小斷面、降低造價(jià)，有利于加快施工速度，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 主要因素：（ 1）巷道的位置及圍巖的性質(zhì) （ 2）巷道的用途及服務(wù)年限 （ 3）支護(hù)方式和支護(hù)材料 （ 4）掘進(jìn)方法及設(shè)備 （ 5）通風(fēng)要求 硐室施工特點(diǎn)。 答：（ 1）硐室的斷面大、變化多、長度短、服務(wù)年限長、工程質(zhì)量要求高，一般要求具有隔爆、防潮和防火等性能。 （ 2）硐室周圍井巷工程較多，一個(gè)硐室常與其他硐室或井巷相連，故其受力狀態(tài)復(fù)雜，難以準(zhǔn)確分析，施工難度大，支護(hù)比較困難。 （ 3） 多數(shù)安有多種機(jī)電設(shè)備，故多數(shù)內(nèi)還要澆筑機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)，預(yù)留管線溝槽，安裝起重梁等。 巷道遇含水層的施工方法。 答： 掘進(jìn)巷道時(shí)常采用疏、堵或疏堵結(jié)合的方法來防水。疏，即利用鉆孔或放水巷道放水。堵，就是用注漿的 方法，堵住流水進(jìn)入巷道圍巖的裂隙或空洞。 例如：煤巷掘進(jìn) 探水法、石門探水法、利用鉆孔放水的方法、注漿堵水、改道繞行等等。 四、論述 圍巖分類法與普氏巖石分級(jí)法在應(yīng)用上有什么區(qū)別。 答：普氏巖石分級(jí)法用一個(gè)“堅(jiān)固性系數(shù)”這一指標(biāo)劃分巖石等級(jí)，該指標(biāo)表示巖石被破壞的相對(duì)難易程度，普氏巖石分級(jí)法是以巖塊的強(qiáng)度為基礎(chǔ)，適應(yīng)于巖石破碎方面的應(yīng)用。 但它只是反映了巖石開挖的難易程度，不能說明巖石的穩(wěn)定性和完整性等特征。一般來講普氏巖石分級(jí)法對(duì)于松散巖體比較適用，而在堅(jiān)固的裂隙發(fā)育較少的巖體中不適用。 圍巖分類法不僅考慮了巖塊的強(qiáng)度，而且考慮了巖體的完整性。它充分考慮 了圍巖的節(jié)理、裂隙的影響， 科學(xué)地反映了支護(hù)的難度， 為 選擇支護(hù)類型和確定支護(hù)參數(shù)提供了依據(jù)，彌補(bǔ)了普氏巖石分級(jí)法的不足。但還缺少綜合性的分類指標(biāo)，仍然缺乏簡單易行的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)手段，有待不斷改進(jìn)。 8 《井巷工程》考試試卷（四） 一、 名詞解釋 自然平衡拱 ：巷道開挖后圍巖一部分巖體會(huì)失去平衡而向下塌落，塌落部位以上及兩側(cè)巖體處于新的平衡狀態(tài)而穩(wěn)定，塌落邊界呈拱形，這個(gè)拱稱為自然平衡拱。 殉爆 ：某處炸藥爆炸時(shí)，通過某種惰性介質(zhì)（例如空氣）中產(chǎn)生的 沖擊波，引起另一處炸藥爆炸的現(xiàn)象。 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；輪廓線以外的巖石不受擾動(dòng)或破壞很小，盡可能地保持圍巖自生強(qiáng)度，這種人為控制的爆破方法，就叫做光面爆破。 井巷 ：為了勘探、開拓及開采礦床，或?yàn)檫_(dá)到其他開采技術(shù)的目的，在有用礦物礦床或巖石中進(jìn)行開鑿工作時(shí)所形成的孔洞叫做巷道。 礦壓顯現(xiàn) ：由于礦山壓力作用，使圍巖、煤體和各種人工支撐物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象 半煤巖 巷 ：當(dāng)巖層占掘進(jìn)斷面 1/5~4/5(不包括 1/5 和 4/5)的巷道，稱為半煤巖巷。 正規(guī)循環(huán)作業(yè) ：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，以一定的勞力和施 工設(shè)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，并保證周而復(fù)始地進(jìn)行工作。 二、填空題 井巷掘進(jìn)最基本的過程，就是將一部分巖石從巖體中破碎下來，形成設(shè)計(jì)要求的 井筒 、巷道 和 硐室 等斷面形狀和尺寸，然后對(duì) 周圍巖體 加以控制， 維護(hù) 這些掘進(jìn)空間的穩(wěn)定，以防止 圍巖的破碎坍塌 。因此， 破碎巖石 和 防止巖石破碎 就成為井巷工程中解決的一對(duì)主要矛盾。 鉆眼機(jī)械按使用的動(dòng)力不同可分為 風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) 、 電動(dòng)鑿巖機(jī) 、 內(nèi)燃 和 液壓鑿巖機(jī) 。按破巖機(jī)理可分為 沖擊式 、 旋轉(zhuǎn)式 和 旋轉(zhuǎn)沖擊式 三類。井巷掘進(jìn)在巖石上鉆眼，主要采用 沖擊式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) ；在煤及軟巖中鉆眼主要采用 旋轉(zhuǎn)式煤電 鉆。 炸藥爆炸的三要素為： 放熱性 、 生成氣體產(chǎn)物 、 化學(xué)反應(yīng)和傳播的高速性 。影響穩(wěn)定爆轟的主要因素 藥卷直徑 、 炸藥密度 、 起爆沖能 、 其他因素 。 電雷管按用途可分為 煤礦非許用 電雷管和 煤礦許用 電雷管兩類。 煤礦非許用 電雷管有 普通瞬發(fā)電雷管 、 秒延期電雷管 和 毫秒延期電雷管 ； 煤礦許用 電雷管有 煤礦許用瞬發(fā)電雷管 和煤礦許用毫秒電雷管 。 三、簡答 畫圖并說明巖石應(yīng)力應(yīng)變的各個(gè)階段。 圖見課本 P12 答：如圖所示， Ⅰ — OA為原始空隙壓密階段，該段曲線 呈凹型，是由于巖石中原有裂隙和孔隙受壓后逐漸閉合所致。 Ⅱ — AB 為線彈性變形階段，曲線呈直線型。在 Ⅰ 段和 Ⅱ 段內(nèi)，如果卸除荷載，變形能完全恢復(fù)， B 點(diǎn)即為彈性極限或屈服應(yīng)力。 Ⅲ —— BD 為破裂發(fā)展階段，曲線呈凸型，曲線斜率逐漸減小。 BC 階段中破裂的傳播比較緩慢而穩(wěn)定，從 C 點(diǎn)起（此時(shí)應(yīng)力達(dá) max）破裂開始迅速傳播，應(yīng)變速度明顯增大，到達(dá)峰值應(yīng)力 σ max 時(shí)（圖中 D點(diǎn)，即強(qiáng)度極限 Rc），試件發(fā)生破壞。 D點(diǎn)即為極限抗壓強(qiáng)度。 Ⅳ —— DE 為軟化階段，在這一階段內(nèi)，巖石仍保持一整體繼續(xù)抵抗荷載，且應(yīng)力隨應(yīng)變?cè)龃?而下降；當(dāng)巖石繼續(xù)破裂發(fā)展到 E 點(diǎn)時(shí)才最終破裂；從 E 點(diǎn)以后應(yīng)力基本不變而應(yīng)變無 9 限增長。 E 點(diǎn)的應(yīng)力為殘余強(qiáng)度。 畫圖并說明沖擊式鑿巖機(jī)的破巖機(jī)理。 圖見課本 P34 答：鑿巖機(jī)是利用壓氣推動(dòng)機(jī)體內(nèi)的活塞前后移動(dòng)打擊釬子完成鉆眼工作的。它的破巖機(jī)理如圖所示。 釬刃在沖擊力 F 的作用下鑿入巖石，鑿出深度為 h 的溝槽 Ⅰ — Ⅰ ，然后將釬子轉(zhuǎn)動(dòng)一角度β ，再次沖擊，此時(shí)不但鑿出溝槽 Ⅱ — Ⅱ ，而且兩條溝槽之間的巖石，也被沖擊時(shí)產(chǎn)生的水平力 H 剪切掉。為使釬刃始終作用在新的巖面上，必須及時(shí)排除巖石碎屑。沖擊、轉(zhuǎn)釬、排粉，往 復(fù)循環(huán)地持續(xù)進(jìn)行，便可鑿出圓形炮眼。 采區(qū)巷道與主要運(yùn)輸巷道施工條件相比具有哪些特點(diǎn)？ 答：（ 1）采區(qū)巷道所穿過的煤及圍巖的堅(jiān)固性較小，掘進(jìn)較容易，但其穩(wěn)定性較差，同時(shí)采區(qū)巷道還要受到采動(dòng)的影響，在施工的同時(shí)不但要注意頂板的管理，而且還要根據(jù)其服務(wù)年限短、地壓變化大、巷道維護(hù)困難等特點(diǎn)，合理地選擇支護(hù)方式。 （ 2）采區(qū)巷道一般都沿煤層或在煤層附近的巖層內(nèi)掘進(jìn)，經(jīng)常受到瓦斯、煤塵的威脅，必須加強(qiáng)瓦斯檢查，以確保安全。此外，還要特別注意探水，防止采空區(qū)積水造成的危害。 （ 3）采區(qū)巷道一般遠(yuǎn)離井底車場(chǎng) ，工作 面多，工程量大，通風(fēng)和運(yùn)輸工作復(fù)雜。 （ 4）由于煤層褶曲起伏和斷層的影響，施工時(shí)必須根據(jù)生產(chǎn)使用要求和安全原則正確確定巷道方向，以免造成無效進(jìn)尺。 畫圖并說明錨桿支護(hù)的作用原理。 圖見課本 P148 答：（ 1）加固拱作用 （ 2）懸吊作用 （ 3）組合梁作用 （ 4）圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用 （ 5）減小跨度的作用 如何編制循環(huán)圖表。 答：（ 1）合理選擇施工作業(yè)方式和循環(huán)方式 （ 2）確定循環(huán)進(jìn)尺 （ 3）確定工序和循環(huán)時(shí)間 四、論述 光爆的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)應(yīng)采取的措施。 答：優(yōu)點(diǎn) 由于光爆巷道成形規(guī)整，消除圍 巖凹凸處的應(yīng)力集中，最大限度地保持了圍巖自身強(qiáng)度，從而增強(qiáng)了圍巖自承能力，為錨噴支護(hù)提供了基礎(chǔ)。 由于光爆大大的減少了掘進(jìn)超挖量，因此可減少材料消耗，從而降低成本，加快掘進(jìn)速度。 光爆可有效地減少對(duì)工作面圍巖的破壞，使井巷圍巖較為穩(wěn)定，有利于施工和安全。同時(shí)也減少了井巷的維修量，降低了井巷的失修率。 光爆消除了圍巖的凹凸不平，從而減少了通風(fēng)阻力