1、第一章第一章導(dǎo)學(xué)思考題導(dǎo)學(xué)思考題1.什么是井巷工程？井巷工程的施工方法與基本過(guò)程是什么？答：為采礦或其他目的在地下開掘的井筒、巷道和硐室等工程，總稱為井巷工程。井巷施工是按照設(shè)計(jì)要求和施工條件，考慮安全規(guī)范要求，采用不同方法、手段和材料開鑿井筒、巷道或硐室等空間。井巷施工最基本的過(guò)程，就是把巖石從巖體上破碎下來(lái)，形成設(shè)計(jì)所要求的井筒、巷道及硐室等空間。接著要采用一定的支護(hù)材料和結(jié)構(gòu)，對(duì)這些地下空間進(jìn)行必要的維護(hù)，防止圍巖繼續(xù)破碎和垮落。

2、2.在井巷開挖與支護(hù)中如何利用巖石的強(qiáng)度特性，以達(dá)到較好的破巖與支護(hù)效果？答：在大量巖石強(qiáng)度試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的破壞機(jī)理、歸納和分析描述，人們建立了多種強(qiáng)度準(zhǔn)則。強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)于分析巖石的破裂與穩(wěn)定具有重要意義。主要有：（1）靜荷載下巖石的強(qiáng)度性質(zhì)；按外力性質(zhì)不同，可將巖石強(qiáng)度分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。（2）動(dòng)荷載下的巖石強(qiáng)度性質(zhì)：（3）非連續(xù)巖石的強(qiáng)度特性；（4）莫爾強(qiáng)度理論；（5）格里菲斯巖石強(qiáng)度理論。3.為什么要對(duì)巖石進(jìn)行

3、分類？答：巖石分類的總的目的是，能對(duì)巖石這種復(fù)雜的材料，給出具有代表性的、單一的性質(zhì)參數(shù)，以滿足科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)與施工的需要。在井巷工程中，巖石分類表對(duì)于解決地下工程支護(hù)設(shè)計(jì)問(wèn)題，合理地選用施工方法、施工設(shè)備、機(jī)具和器材，以及準(zhǔn)確地制定生產(chǎn)定額和材料消耗定額等工作必不可少。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題1.什么是巖石、巖塊、巖體和圍巖？它們的區(qū)別與聯(lián)系是什么？答：巖石由一種或多種礦物組成，其內(nèi)部還存在有一定孔隙或其他缺陷，孔隙含水或氣或者同時(shí)含

4、水和氣。巖塊是指從地殼巖層中切取出來(lái)的小塊體，主要是指從地殼巖層中切取出來(lái)的小塊體，主要用于巖石性質(zhì)的室內(nèi)試驗(yàn)研究巖體是指地下工程周圍較大范圍的自然地質(zhì)體，巖體內(nèi)一般包括有非連續(xù)面巖石則是不分巖塊和巖體的泛稱開挖巷道會(huì)對(duì)周圍巖石有應(yīng)力和位移等擾動(dòng)，這個(gè)擾動(dòng)范圍一般為5倍的巷道直徑，巷道附近受擾動(dòng)的巖石稱為圍巖。2.表示巖石物理性質(zhì)的主要指標(biāo)有哪些？答：與井巷工程相關(guān)的巖石物理性質(zhì)主要有相對(duì)密度、密度、孔隙性、水理性及碎脹性等。3.簡(jiǎn)述巖

5、石在單軸壓縮條件下的變形特點(diǎn)。答：在外力作用下巖石產(chǎn)生變形的規(guī)律，可以用剛性實(shí)驗(yàn)機(jī)上得到的巖石的應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系來(lái)說(shuō)明。如圖所示：Ⅰ—OA段，應(yīng)力—應(yīng)變曲線呈凹型，巖石中原有裂隙和孔隙受壓后逐漸閉合，巖石體積被壓縮，稱為壓密閉合階段。Ⅱ—AC段，巖石體積繼續(xù)壓縮，應(yīng)力—應(yīng)變曲線呈直線型，即曲線的斜率近似為常數(shù)，稱為線彈性階段。Ⅲ—CD段，應(yīng)力—應(yīng)變曲線呈凸型，曲線斜率逐漸減小，巖石內(nèi)局部破損逐漸增大而導(dǎo)致巖石達(dá)到強(qiáng)度極限D(zhuǎn)點(diǎn)，稱為變形屈

6、服階段。此階段巖石內(nèi)開始發(fā)展破裂，因此也稱破裂發(fā)展階段，可以看到巖石體積開始轉(zhuǎn)為膨脹趨勢(shì)。如果在CD段卸載，會(huì)出現(xiàn)塑性滯環(huán)，變形不能完全恢復(fù)。Ⅳ—D后段，此階段為應(yīng)力—應(yīng)變曲線的軟化階段。達(dá)到D點(diǎn)時(shí)巖石發(fā)生破壞，體積快速增長(zhǎng)，巖石抵抗荷載能力很快下降，最后達(dá)到并保持一定的強(qiáng)度。此階段最后保持的強(qiáng)度稱為殘余強(qiáng)度，這說(shuō)明巖石在達(dá)到極限強(qiáng)度以后，仍然存在著承載能力。3.巷道斷面設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟是怎樣的？答：1、選擇巷道斷面形狀。2、確定巷道凈

7、斷面尺寸。（1）確定巷道凈寬度B（2）確定巷道拱高（3）確定巷道壁高（4）確定巷道凈斷面積S和凈周長(zhǎng)P（5）用風(fēng)速校核巷道凈斷面積0h3h（6）選擇支護(hù)參數(shù)（7）選擇道床參數(shù)（8）確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸。3、布置巷道內(nèi)水溝和管纜。4、計(jì)算巷道掘進(jìn)工程量及材料消耗量。5、繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題1.簡(jiǎn)述巷道斷面設(shè)計(jì)的原則和步驟。答：巷道斷面設(shè)計(jì)的原則是在滿足安全、生產(chǎn)和施工要求的

8、條件下，力求提高斷面利用率，以取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。巷道斷面設(shè)計(jì)的步驟：1、選擇巷道斷面形狀。2、確定巷道凈斷面尺寸。（1）確定巷道凈寬度B（2）確定巷道拱高（3）確定巷道壁高（4）確定巷道凈斷面積S和凈周長(zhǎng)P（5）0h3h用風(fēng)速校核巷道凈斷面積（6）選擇支護(hù)參數(shù)（7）選擇道床參數(shù)（8）確定巷道掘進(jìn)斷面尺寸3、布置巷道內(nèi)水溝和管纜。4、計(jì)算巷道掘進(jìn)工程量及材料消耗量。5、繪制巷道斷面施工圖、編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。2

9、.巷道斷面形狀有哪幾類？選擇斷面形狀的依據(jù)是什么？答：我國(guó)煤礦井下使用的巷道斷面形狀，按其構(gòu)成的輪廓線可分為折線形和曲線形兩大類。前者如矩形、梯形、不規(guī)則形，后者如半圓拱形、圓弧拱形、三心拱形、馬蹄形、橢圓形和圓形。巷道斷面形狀的選擇，主要應(yīng)考慮巷道所處的位置及穿過(guò)的圍巖性質(zhì)、作用在巷道上的地壓大小和方向、巷道的用途及其服務(wù)年限、選用的支架材料和支護(hù)方式、巷道的掘進(jìn)方法和采用的掘進(jìn)設(shè)備等因素，也可以參考鄰近礦井同類巷道的斷面形狀及其維護(hù)

10、情況等。3.巷道斷面尺寸應(yīng)滿足哪些要求？答：巷道凈斷面必須滿足行人、運(yùn)輸、通風(fēng)和安全設(shè)施及設(shè)備安裝、檢修、施工的需要。因此，巷道斷面尺寸主要取決于巷道的用途，存放或通過(guò)它的機(jī)械、器材或運(yùn)輸設(shè)備的數(shù)量與規(guī)格，人行道寬度與各種安全間隙以及通過(guò)巷道的風(fēng)量等。4.《煤礦安全規(guī)程》對(duì)巷道的凈寬和凈高有哪些明確規(guī)定？答：巷道的凈寬度，是指巷道兩側(cè)內(nèi)壁或錨桿露出長(zhǎng)度終端之間的水平距離。對(duì)于梯形巷道，當(dāng)其內(nèi)通行礦車、電機(jī)車時(shí)，凈寬度是指車輛頂面水平的巷

11、道寬度、當(dāng)巷道內(nèi)不通行運(yùn)輸設(shè)備時(shí)，凈寬度是指自底板起1e6m水平的巷道寬度。另外，巷道的凈寬度必須滿足從道碴面起1.6m的高度內(nèi)，留有寬度不小于0.8m的人行道，否則應(yīng)重新設(shè)計(jì)。《煤礦安全規(guī)程》第二十一條規(guī)定，主要運(yùn)輸巷道和主要風(fēng)巷的凈高，自軌面起不得低于2m；架線電機(jī)車運(yùn)輸巷道的凈高必須符合架空線的懸掛高度，自軌面算起在行人的巷道內(nèi)、車場(chǎng)內(nèi)以及人行道與運(yùn)輸巷道交叉的地方不得小于2m；在不行人的巷道內(nèi)不得小于1.9m；在井底車場(chǎng)內(nèi)，從井

12、底到乘車場(chǎng)不小于2.2m。電機(jī)車架空線和巷道頂或頂梁之間的距離不得小于0.2m。對(duì)于采區(qū)(盤區(qū))內(nèi)的上山、下山和平巷的凈高不得低于2m，薄煤層內(nèi)的不得低于1.8m。5.拱形巷道的壁高受哪些因素的制約？答：拱形巷道的壁高是指自巷道底板至拱基線的垂直距離。為了滿足行人安全、運(yùn)輸通暢以及安裝和檢修設(shè)備、管纜的需要，拱形巷道的壁3h高設(shè)計(jì)要求按架線電機(jī)車導(dǎo)電弓頂端與巷道拱壁間最小安全間隙要求、按管道的裝設(shè)高度要求、按人行高度要求、按1.6m高度