井巷工程习题解课件

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1、井巷工程习题解,江西应用工程学院 段先中,第一章岩石的性质及其工程分级,问题： 1、井巷施工基本的过程是什么？ 2、岩石的水理性质有哪些？ 3、岩石的溶蚀性会对井下生产带来什么危害？ 4、岩石的膨胀性和崩解性有什么害处？ 5、什么是岩石的硬度？ 6、影响岩石强度的因素有哪些？ 7、岩石工程分级有何意义？ 8、普氏分级法的理论根据是什么？ 9、普氏分级法有何优缺点？,1、井巷施工基本的过程是什么？ 井巷施工最基本的过程是破、支问题：破就是破岩，把岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井巷空间；支就是支护，对开挖好的空间进行维护，防止围岩继续破碎或垮落。 2、岩石的水理性质有哪些？ 岩石的水理性质

2、有：1岩石的吸水率； 2岩石的透水性；3岩石的溶蚀性； 4岩石的软化性； 5岩石的膨胀性和崩解性。,3、岩石的溶蚀性会对井下生产带来什么危害？ 溶蚀现象在石灰岩中常见。在矿井生产过程中，遇到灰岩后常有溶洞或溶洞水，会对井下施工生产带来水患，十分危险。因此，在石灰岩中掘进时要编制防治水措施，并严格执行。 4、岩石的膨胀性和崩解性有什么害处？ 岩石的膨胀性和崩解性对井下工程的施工和稳定带来不良影响。膨胀性使巷道断面积变小，静压增加，压坏支架，使支护失效。崩解性使围岩稳定变差，易产生垮冒。,5、什么是岩石的硬度？ 岩石的硬度为岩石抵抗其他硬物体侵入的能力。 6、影响岩石强度的因素有哪些？ 影响岩石强

3、度的因素有：岩石的组成成分、颗粒大小、胶结情况、生成条件、层理构造、孔隙度、温度、湿度、重度、风化程度、受力状态和时间等。,7、岩石工程分级有何意义？ 在煤矿掘进施工组织过程中，用岩石坚固性来确定钻眼难易程度，炸药消耗定额；用围岩稳定性来确定选择巷道形状和支护形式。 一般是坚固性系数大的岩石钻眼难，炸药消耗多；稳定较好的围岩采用拱形断面，裸体或锚喷支护；稳定较差的围岩采用梯形断面，棚式支护或其它特殊支护方法。,8、普氏分级法的理论根据是什么？ 普氏理论根据是：岩石的坚固性在各方面的表现是大体一致的，难破碎的岩石用各种方法都难于破碎；易破碎的岩石用各种方法都易于破碎。 9、普氏分级法有何优缺点？

4、 优点：普氏岩石分级法简明，便于使用。 缺点：它没有反映岩体的特征，对少数岩石不适用。如粘土，挖掘易，爆破难。,第二章钻眼爆破,问题： 1、钻眼机具有几种类型，各自破岩原理是什么？ 2、简述风动凿岩机的各工作系统的组成和工作方法。 3、炸药爆炸的基本特征。 4、什么是炸药中的氧平衡，零氧平衡在爆炸时有何作用？ 爆速的影响因数？ 5、什么是炸药传爆时的间隙效应，产生的原因是什么，如何克服？ 6、工业炸药有何要求，有几类，常用哪一类？ 7、铵梯炸药主要成分有哪些，各有何作用？ 8、何谓电爆网路，有几种，各如何联成？ 9、请描述炸药的破岩原理。 10、什么是自由面，有何好处，在实际掘进中如何创造自由

5、面？ 11、何谓爆炸指数，在生产中，如何确定爆炸指数？ 12、什么是微差爆破，其特点是什么？ 13、什么是光面爆破，如何实现？ 14、什么早爆，瞎炮，残炮，如何预防和处理？ 15、何谓煤矿许用电雷管。,1、钻眼机具有几种类型，各自破岩原理是什么？ 钻眼机具有冲击式和旋转式两种类型。冲击式如风动凿岩机，俗称风钻，主要使用于岩石井巷掘进。旋转式如电钻，主要使用于煤层施工。 冲击式机具风钻破岩原理：钎头冲击做功，在岩石上冲出一个槽，在回程中钎头转动一个角度，再冲击做功时，在岩石上冲击出与上一次冲击形成的槽有一个夹角的槽，槽与槽之间的岩石在剪切作用下破碎，这样周而复始下去，就打出了炮眼。 旋转式机具电

6、钻破岩过程：钻头在轴压力p的作用下，克服岩石的抗压强度并侵入岩石一定深度h，同时钻头在回转力Pc的作用下，克服岩石的抗切削强度，将岩石一层层地切割来，钻头运行的轨迹是沿螺旋线前进，破碎的岩屑被排至孔外。 即：压力回转切削排粉。这个过程不断地进行，形成炮眼。,2、简述风动凿岩机的各工作系统的组成和工作方法。 冲击机构由气缸、活塞和配气系统组成。工作原理是利用配气系统可以自动变换压气进入气缸的方向，使活塞完成往复运动，即冲程和回程。当活塞做冲程运动时，活塞冲击钎尾，将冲击功传给钎杆，钎头传递岩石，完成冲击做功过程。 转钎机构由棘轮、螺旋棒、活塞、导向套，转动套和钎套筒组成。工作原理是利用活塞的回程

7、运动，通过棘轮、螺旋棒和转动套筒等转动件来转动钎子，使钎子转动一个角度，为钎子下次破岩作好准备。 排粉系统：（湿式打眼） 采用轴向供水系统，且风 水联动，即压风打开，有一部分气体就打开注水阀门，开启水路，直通眼底，注入的水有一定的压力，与岩粉形成浆液后从钎杆与钻眼壁之间间隙排出眼外。 润滑系统： 装设自动注油器实施润滑利用压风虹吸作用，将润滑油注入机器各活动部件。,3、炸药爆炸的基本特征。 炸药爆炸的基本特征（俗称爆炸三要素或化学爆炸必须具备的三个条件） 1反应的放热性： 爆炸过程中释放的大量热量是对周围介质做功的能源。无热量放出，不为爆炸。 2生成大量气体 热量借助于气体介质才能转化为机械功

8、。其过程是：压缩膨胀机械功破坏介质。 3反应和传播的快速性 完成爆炸只需要几微秒到几十微秒。,4、什么是炸药中的氧平衡，零氧平衡在爆炸时有何作用？ 炸药的氧平衡：氧平衡是表示炸药内含氧量与充分氧化可燃元素所需氧量之间的关系。有三种情况： 1正氧平衡： 炸药中的氧完全氧化可燃元素后尚有剩余时为正氧平衡。 危害是：爆炸后生成氮氧化合物（NO2）有毒气体，并吸热，NO2有对瓦斯爆炸起催化作用。 2负氧平衡： 炸药中的氧不足以完全氧化可燃元素时，为负氧平衡。 危害：爆炸后生成一氧化碳CO有毒气体，H2、固态碳高温颗粒、且降低炸药发热量。 3零氧平衡。 炸药中的氧恰好能完全氧化可燃元素，称零氧平衡。 零

9、氧平衡的炸药中的氧和可燃元素能充分得到利用，爆炸后能放出大量热量，不会生成有毒气体。是煤矿井下要求,5、什么是炸药传爆时的间隙效应，产生的原因是什么，如何克服？ 在炮眼内由于药卷与炮眼孔壁存在间隙，使炸药爆炸时，发生爆轰中断或爆轰转变为燃烧的现象，为间隙效应或管道效应。 产生的原因是：炸药爆炸时产生的冲击波超前于爆轰波，冲击波压缩前方药卷，使药卷直径缩小而密度增大，引起爆轰波参数恶化。在药卷直径缩小和密度增大到一定程度时，可导致爆速下降，造成爆轰中断。 预防间隙效应措施： A、采用爆速高、爆轰感度好、抗压缩性能强的炸药。B、炮眼直径与药卷直径相匹配。,6、工业炸药有何要求？ 工业炸药的要求：

10、1、具有较底的机械感度和适度的起爆感度，既能保证生产、贮存、运输和使用过程中的安全，又能保证使用操作中方便顺利地起爆。 2、爆炸性能好，具有足够的爆炸威力，以满足不同矿岩的爆破需要。 3、其组分配比应达到零氧平衡或接近于零氧平衡，以保证爆炸后有毒气休生成量少，同时炸药中应不含或少含有毒成分。 4、有适当的稳定贮存期，在规定的贮存期内，不应变质失效。 5、原材料来源广泛，价格便宜。 6、加工工艺简单，操作安全。,7、铵梯炸药主要成分有哪些，各有何作用？ 铵梯炸药主要成份：硝酸铵、梯恩梯、木粉、石蜡、沥青、食盐等。 其成份各自作用为： 1硝酸铵在炸药中起氧化剂作用，为爆炸反应提供所需的氧元素。 2

11、梯恩梯为敏化剂。改善炸药的爆炸性能，增加炸药的起爆感度并兼起可燃剂的作用。 3木粉起疏松作用，使硝酸铵不易结块，并平衡硝酸铵中多余的氧。 4石蜡、沥青为防水剂。使炸药不易吸湿受潮。 5食盐为消焰剂。在爆炸过程中，起到吸热降温的作用，能防止引起瓦斯爆炸。,8、何谓电爆网路，有几种，各如何联成？ 电爆网路是成组的电雷管一次通电起爆时，雷管脚线，母线和电源，联接组成一个爆破网路。 有常见有：串联、并联、串并联等种。 串联：依次将相邻两个雷管的脚线各一根互相联接起来。最后将两端剩余的两根脚线接到母线上，再用母线接入电源。 并联： 将所有雷管的两根脚分别接到两根母线上。 串并联：分：串并联，并串联。 先

12、串后并为串并联，先并后串为并串联。,9、请描述炸药的破岩原理 当药包在岩石内爆炸后，由于爆炸气体在岩石中形成的应力波的作用，以爆炸点为中心，岩石顺序向外遭到不同程度的破坏，共分三个区。 第一是粉碎区压缩区。炸药爆炸后，爆轰波和高温、高压爆炸气体迅速膨胀形成冲击波作用于孔壁上，在岩石中激起冲击波或应力波，岩石受到高压高温作用压力高达几万MPa，温度3000C0，使几到几十毫米的范围内岩石熔融，随着温度急剧下降，将岩石粉碎成微细的颗粒，把原来的炮孔扩大成空腔。 第二是裂隙区（破裂区）。受到来自药包中心的强大的爆炸冲击压力，其一是压力向外挤压扩张，岩石产生切向拉应力，出现许多切向裂缝，其二，岩石受压

13、吸收能量，产生变形，当变形完毕释放残余应力时，产生径向拉应力，出现径向裂隙，径向和切向裂隙，组合成松动区。 第三是弹性振动区。岩石结构不受破坏，只发生震动。,10、什么是自由面，有何好处，在实际掘进中如何创造自由面？ 被爆破的岩体与空气接触的界面为自由面或临空面。 由于炸药在岩体内爆破后，爆炸能量是向着自由面释放，具有自由面是进行爆破工作的必要条件。自由面越多，爆破效果越好，炸药爆炸能量利用率越高，炸药的消耗越少。 在爆破工程中，我们要利用和创造自由面。例如在巷道掘进全断面爆破时，使掏槽眼、辅助眼按先后顺序爆破，这样先爆炸的就为后继爆炸的提供自由面。,11、何谓爆炸指数，在生产中，如何确定爆炸

14、指数？ 爆破作用指数n：它是爆破漏斗半径R与最小抵抗线W的比值。 根据爆破作用指数n值的不同，爆破漏斗有标准抛掷爆破漏斗、加强抛掷爆破漏斗、减弱抛掷爆破漏斗、松动爆破漏斗4种基本形式： 标准抛掷爆破漏斗，爆破作用指数n=1，适宜于井巷掏槽眼爆破，形成较好的掏槽效果。 加强抛掷爆破漏斗，爆破作用指数n1，一般情况下，n=1.22.5。适应于需要把岩体抛掷的工程。如开山筑坝填河工程。 减弱抛掷爆破漏斗简称加强松动爆破，爆破作用指数1n0.75，它是井巷掘进常用的爆破漏斗形式。 松动爆破漏斗，爆破作用指数n0.75。松动爆破时采用的药量较小，爆破时产生的震动较小，碎石飞散距离也小，常用于井下和露天爆

15、破作业及药壶爆破。,12、什么是微差爆破，其特点是什么？ 微差爆破：是药包以若干毫秒为间隔时间先后引爆的爆破方法。 特点： A、补充破碎的作用：各组药包起爆间隔短促，岩块相互碰撞，进行补充破碎，同时导致运动进度降低，减小抛掷距离，堆积集中，便于装岩和避免冲击支架。 B、残余应力作用：先期爆炸药包对岩石的残余应力需经一定瞬间才会消灭，在未消失前后期药包爆炸，就会出现应力叠加，有利于扩展药包的破岩范围。 C、前组药包为后组药包的爆破创造新的自由面。 D、前后爆破产生的地震波互相干扰，使地震作用减弱。,13、什么是光面爆破，如何实现？ 光面爆破：在巷道轮廓面上布置密集炮眼，采用不耦合装药或装填低威力

16、炸药，爆破之后，以形成平整巷道轮廓面的爆破作业方式。 实现光面爆破的方法：有三种： a、轮廓线光爆法：巷道周边眼密集而不装药，经相邻一排炮眼爆破后与巷道围岩切开，周边眼在巷道轮廓线上。 b、预裂光爆法：周边眼沿井巷轮廓线较密布置，装有少量炸药爆破后与巷道围岩切开，周边眼爆破在前。 c、修边光爆法：周边眼通过采用不耦合装药或装填低威力炸药和预留光爆层，经爆破与巷道围岩切开，周边眼爆破在后。（广泛应用）,14、什么早爆，瞎炮，残炮，如何预防和处理？ 早炮是指比预定起爆时间提前爆炸的现象。 通电后，雷管不爆为瞎炮，雷管爆炸，炸药不炸为残炮。 预防早炮措施 (1)对杂散电流的预防。应在装药和爆破连线时不与其他物体接触，注意检查母线与网路连接前是否带杂散电流，将母线一端随时扭结短路。 (2)加强井下机电设备和电缆的检查和维修。 (3)存放炸药、电雷管和装配引药的处所安全可靠，严防煤、岩块或硬质器件撞击电雷管和炸药。,瞎炮、残炮的处理 (1)由于连线不良造成的拒爆，可重新连线