井巷工程考试重点.docx

百年矿大, 己任井巷工程考试重点》姓名： 学号： 班级： 学院： 中国矿业大学2012.4第一章 岩石的性质及其工程分级1. 井巷工程：是研究地层中井筒、巷道、硐室设计和施工基本原理、方法和技术的应用技术 科学在矿井建设总工程量中占 50%－70%2. 几个概念要分清：岩块（Rock）性质：强度：抗压强度、抗拉强度、剪切强度等； 变形：弹性模量、泊松比；矿物：矿物成分、颗粒大小、结构等； 物理性质：密度、水理性、孔隙性等弱面（Discontinuities）性质弱面包括层理、节理、断层等性质包括：剪切强度、方位、距离、硬度、张开度、充填性、风化性、粗糙性等 岩石材料的性质对岩体性质影响很小，而弱面控制着岩体的性质例如：岩体压缩时，破坏 是沿着已存在的弱面发生的；在拉伸时，由于弱面的存在，强度很小表土：指覆盖在地壳上部的第四纪沉积物如黄土、粘土、流砂、淤泥、砾石等基岩：表土 以下固结性岩石的统称 煤系地层中最常遇到的是各种沉积岩，如砂岩，页岩等 岩石的结构：说明岩石的微观组织特征，指岩石中矿物结晶程度、颗粒大小、形状和颗粒之 间的联接方式 岩石的构造：说明岩石的宏观组织特征，岩浆岩的流纹构造、沉积岩的层 理构造和变质岩的片理构造，均可使岩石在力学性质上呈现出显著的各向异性。

3.岩石的碎胀系数岩石破碎膨胀后的体积K =岩石处于完整状态时的^1-体积 V岩石的碎胀性：岩石破碎以后因碎块间空隙增多而总体积将比整体状态下增大的性质岩石 碎胀系数与岩石的物理性质、破碎后块度大小及排列状态等因素有关坚硬岩石破碎后块度 较大且排列整齐时，碎胀系数较小；反之，破碎后块度较小且排列较杂乱，则碎胀系数较大岩石名称砂、砾岩砂质粘土中硬岩石坚硬岩石煤碎胀系数 k1.05~1.21.2~1.251.3~1.51.5~2.5< 1.2意义：采场管理、提升运输、充填效果、围岩压力等4. 岩石的可钻性与可爆性5. 原煤炭部制定的围岩分级6. 按围岩变形量大小分级思考题：1. 试述岩石、岩块、岩体的区别和联系 答：岩石：是由一种或多种矿物组成的每种矿物都有一定的内部结构和固定的化学成份， 因而各具有一定的物理性质和形态岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石 材料岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体 岩体=岩块（岩石材料）＋ 弱 面（层理、节理、断层）区别：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。

联 系：岩石是不分岩块和岩体的泛称5•如何得到岩石的坚固性系数f?什么是RQD分级法？（鲁岩老师和张农老师都划的重点） 答：⑴f值可用岩石的单向抗压程度Rc（MPa）求得，即f=Rc/10,根据f的大小，可将岩石 分为10级共15种我国煤炭系统按岩石坚固性将煤岩分类为：软煤：f =1〜1.5硬煤：f =2〜3软岩： f =2〜3 中硬岩： f =4〜6 硬岩： f =8〜10 坚硬岩石： f =12〜14 最坚硬岩石： f =15〜20（2）RQD即“岩心质量指标”美国伊利诺斯大学狄勒（Deere）在1964年形成该标准，但直 到1967年才以出版的形式首次提出该概念RQD是一修正的岩心取出率，仅考虑长度大于 100mm的完整岩心测定RQD的正确步骤以及分级表如下：RQD<25〜50〜75〜90〜(%)25507590100岩石 质量很 差差好良好优质川｝I 血妙 of tOff DIWS >t#CTI 沏血RQD - x I®k也屣伽『恥mnJ8+17+20+JJ xltt = J!%RQD6. 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？答：围岩松动圈的形成（定义）：掘巷后：①巷道周边应力集中；②围岩强度降小三向应力 状态f两向应力状态）③开挖扰动等。

实质： 围岩应力与围岩强度的关系发生变化（超过则破坏，等于为极限平衡，小于则稳定）；围岩类别分类名称围岩松动圈支护机理及方法备注小松动圈I稳定围岩0〜40喷混凝土支护围岩整体性好， 不易风化的 可不支护中松 动圈II较稳定围岩40 〜100锚杆悬吊理论， 喷层局部支十白局部锚杆支护III一般围岩100 〜150锚杆悬吊理论， 喷层局部支护刚性支护有局 部破坏，采用 可缩性士护大松 动圈IV一般不稳定围 岩（软岩）150 〜200锚杆组合拱理 论，喷层、金属网局部支护可缩性支护刚性支护大面 积破坏，采用可缩性支护V不稳定围岩（较软围岩 ）200 〜300护锚杆组合拱理 论，喷层、金属网局部支护围岩变形有稳 定期极不稳定围岩（极软围岩 ）>300组合拱理论 联合支护围岩变形在一般支护下无稳 定期^ ⑵围岩松动圈分类有三个突出优点：①绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难 问题，但又着重抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标；②松动圈系实测所得, 未在重要方面作任何假设；③松动圈大小很容易用声测法获得，确定支护参数时直观简单, 现场应用十分方便第二章 井巷凿岩技术与设备1. 井巷施工首先要破碎岩石，常用的方法有机械破岩和爆破破岩两种。

在岩巷掘进中广泛采 用钻眼爆破法在岩石中钻眼主要采用冲击式钻眼法；在煤层中钻眼主要采用旋转式钻眼法 冲击式钻眼法使用的钻眼机械是凿岩机，旋转式钻眼法使用的钻眼机械多是电钻凿岩机以 使用的动力不同可分为风动凿岩机（一般简称为凿岩机或者风钻）、液压凿岩机和电动凿岩 机等液压凿岩机效率远比风动凿岩机高，是最有发展前途的凿岩机械，目前我国正在推广 使用2. 空气压缩机站的设备包括以下四部分：（1） 空气压缩机：除空压机外，还包括中间冷却器、油润滑系统等装置2） 拖动装置：一般采用电动机，并附有启动和保护设备3） 附属装置：包括储气罐、空气滤清器、冷却水系统4） 压缩空气管网：包括管路、管路附件及油水分离器思考题：1. 根据破岩原理钻研方法分为哪几类？其代表机具各是什么？（鲁岩和张农 2个班都划的） 答： 1. 冲击式破岩钻眼原理：冲击（冲击功）一旋转一排粉适用于硬岩代表机具： 凿岩机2. 旋转式破岩钻眼原理：压入（轴压）一一旋转切削一一排粉适用于软弱岩 层或煤层代表机具：煤电钻3. 旋转冲击式钻眼原理：冲击式和旋转式的结合压入（冲击功+轴压）——旋转切削——冲击——排粉下图分别为两种破岩方法比较和常用凿 岩设备（井巷掘进 4.30-6.05）手持式机重20kg以下冲击式破岩旋转式破岩适用于坚硬岩 轴压力小 噪音大 功效低 环卫差'石软岩和煤 轴压力大 噪音小 功效高 环卫良好⑴ 冲击式破岩⑵ 旋转式破岩⑶ 旋转冲击式风动凿岩机气腿式机重30kg以下导轨式机重35~80kg向上式机重40~45kg电动凿岩机气腿式机重25〜30kg导轨式机重30kg以下液压凿岩机导轨式机重130〜360kg内燃机 机重30kg以下煤电钻 手持式 机重18kg，功率1.2kw 电钻岩石电钻导轨式机重35~40kg功率1.2kw 液压钻 导轨式潜孔钻机 台车式（4~6吨），架钻式（150〜360kg）2. YT-23 型凿岩机的工作系统由哪几部分组成？答：YT-23 （7655）型气腿凿岩机由柄体、缸体和机头组成，由两根螺栓将它们组装在一起。

YT-23 （7655）型气腿凿岩机的工作系统由冲击机构、转钎机构、排粉机构和润滑机构组成 6.空气压缩机有哪些用途？在煤矿为什么多采用压缩空气为动力？（张、鲁均划的题目） 答：⑴空气压缩机亦称压风机，是矿山四大固定设备之一（通、压、排、提升）通过空气 压缩机，可将自由空气压缩到所需要的压力而成为压缩空气，用以驱动风动机具，如风钻、 风镐、抓岩机、风水泵、空气锤、铆钉机、锻钎机等在矿山岩巷开拓中广泛应用的喷混凝 土技术，也是用压缩空气做喷射动力的此外，矿山还经常用压缩空气进行清理水仓，驱动 副井上、下口的风动操车设备和主井上、下口风动装、卸载设备因此，必须设置多台空气 压缩机组成的压缩机站，以满足对压气的需求⑵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 尽管空压机和风动机具的效率较低，风动机具工作时的震动和噪声较大，但是，有上述优点 因而空压机仍然广泛地应用于煤矿生产中。

7. 压缩机可分为哪些种类？答：压缩机按原理和结构的不同可分为容积型压缩机（包括活塞式、回旋式）与速度型压缩 机（包括离心式和轴流式等）煤矿常用的主要是活塞式和少量回旋式空气压缩机（空气压缩 机是一种通过压缩空气来提高气体压力的机械）第三章 井巷爆破理论与技术1. 爆炸现象分为3类：⑴物理爆炸：仅有温度、压力和体积变化，如地震、闪电、锅炉爆炸、气球爆炸等⑵化学爆炸：产生爆炸物，如炸药爆炸、燃放鞭炮、煤气爆炸、瓦斯爆炸等⑶核爆炸：裂变——原子弹、聚变——氢弹2•炸药的分类：按炸药组成分类：单质炸药、混合炸药；按炸药作用分类：起爆药、猛炸药、 发射药（火药）、烟火剂：按主要化学成分分类：硝铵类炸药、硝化甘油类炸药、芳香族硝基 化合物类炸药：按工业炸药使用条件分类：准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山 准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山只准许在露天爆破工程中使用的炸药3. 爆热：单位质量炸药在定容条件下爆炸时放出的热量称为爆热，单位是 kJ/mol 或 kJ/kg4. 雷管：作用是产生起爆能以引爆各种炸药和导爆索、继爆管。

雷管的种类有火雷管、电 雷管、导爆管、毫秒管等电雷管的构造有瞬间发电雷管、秒延期电雷管、毫秒延期雷 管思考题：1. 炸药爆炸必须具备哪三个基本要素？为什么？（张与鲁2 班均划的题目） 答：炸药爆炸的基本特征（三要素）⑴反应的放热性：爆炸反应第一必要条件先爆部分释放热量激发下层，爆炸传播；系统释 放热能，方能对外作功⑵生成大量气态产物：1L炸药爆炸，产生1000L左右气态产物⑶反应和传播的快速性：是爆炸反应区别于一般化学反应过程的最重要标志速度快，易形 成高温高压气体；炸药并非是能量很高的物质，而是功率很大的物质3. 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？（只是鲁岩班划的） 答：⑴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/g⑵零氧平衡炸药的氧和可燃元素都得到充分利用，能放出大量热量且不会生成有毒气体7. 解释术语：（2班均划的重点）电雷管全电。