二级建造师矿业井巷工程

二级建造师矿业工程井巷工程思维导图，分享了立井井筒施工、巷道与硐室施工的知识，大家可以学起来哦。

井巷工程

• 立井井筒施工
  • 表土施工方法及应用
    • 表土分类：稳定（水少）、不稳定（水多）
    • 井筒表土普通施工法（吊板）
      • 井圈背板法（临时支护）：特点临时支护段高不大于2m，掘进不超过30m，由下向上拆除井圈、背板，砌筑永久井壁，重复到基岩；适用于较稳定土层
      • 吊挂井壁法：短段掘砌特点施工段高0.5-1.5m，接槎多封水性能差，配置超前小井降低水位，复砌第二场井壁；适用流动小，水压小的土层
      • 板桩施工法：木桩3-6m土层，金属桩8-10m土层，不稳定土层
    • 特殊施工法
      • 冻结法：冻结孔钻进、地层冻结、井筒掘砌、冻结管拔除、冻结空充填；一次冻全深、局部冻结、差异冻结和分期冻结（由上而下），深入稳定层10m及以上；含水、淤泥、饱和地层
      • 钻井法：井筒钻进、泥浆护壁洗井排渣、下沉预制井壁（注水下沉）和壁后注浆固井；钻压（钻头重量，正常：70%；过渡：50%）；洗井（井径大于等于3m反循环洗井（吸管喝奶茶方式，效率高））；深入稳定层5m及以上
      • 沉井法（超前支护）：需刃脚，涌水大，表土厚使用淹水沉井（不抽水开挖）；不含卵石、漂石，总厚度100m左右的表土层
      • 注浆法：包括地面（小于1000m）、工作面（段高30-50m）、壁后（整体工段从上往下逐段注浆；段内由下往上注浆，再由上往下复注一次）；地面（含水层多，间距小）；工作面（含水层深，间距大）；深入地板10m及以上；适用裂隙、破碎、溶洞
      • 帷幕法：超前支护，深入稳定层3-6m，适用深度小于100m的表土
  • 基岩施工工艺
    • 钻眼爆破法：钻眼爆破工作（循环时间20%-30%）-装岩与提升-井筒支护工作-通风、排水、测量等辅助工作
      • 立井基岩宜采用伞钻钻眼，深度3-5m（井筒直径小于5m——手持式风动凿岩机，深度1.5-2m）
      • 伞钻：支撑臂、推进系统、中央立柱、动臂、凿岩机
      • 爆破器材
        • 抗水炸药，许用水胶炸药、乳化炸药
        • 有瓦斯或煤尘爆炸或井筒穿过煤层进行爆破，必须采用煤矿安全炸药和延时不超过130ms的毫秒延期电雷管
        • 电源采用交流电源或专用起爆器，不得超过380V
      • 爆破参数：直径、深度、数目、炸药消耗量；短段掘砌混合作业3.5-5m，伞钻
      • 爆破图表（参始布效）：爆破原始条件、爆破参数表、炮眼布置图及预期爆破效果
    • 装岩提升工作（最费时50%-60%）
      • 装岩工作
        • 中心回转式抓岩机（HZ型）：固定在吊盘下层盘或稳绳盘上；利用变幅机构作径向运动，利用回转机构作圆周运动，利用提升机构上下运动抓岩
      • 提升工作
        • 提升容器、钩头联结装置、提升钢丝绳、天轮、提升机以及提升必需的导向稳绳和滑架组成，可设1-3套单钩提升或一套单钩一套双沟提升
      • 排矸工作：提升地面井架上翻矸台，翻矸装置将矸石卸出，溜矸槽或矸石仓卸入汽车或矿车
    • 井筒支护工作：掘进一定的深度后再进行永久支护工作，必须及时进行临时支护
      • 临时支护：短段作业，可不采用临时支护，采用锚喷支护
      • 永久支护：多数井筒采用整体混凝土井壁，配比必须经由有资质单位试验确定，强度现场预留试块进行试压确认
        • 溜灰管或吊桶输送到井下注入模板内，必须制定安全技术措施，强度等级大于C40或输入深度大于400m，严禁采用溜灰管输送（双4，石子砂浆分离）
        • 模板
          • 采用长段掘砌，多采用液压滑升模板或装配式金属模板
          • 采用短段掘砌，多采用金属整体活动模板，稳岩中3-4.5m
    • 立井施工辅助工作
      • 通风工作：最多人数计算时，每人每分钟不应小于4立方米；炮烟排出放炮后15min排出。可采用压入式、抽出式或抽出辅以压入式通风
      • 井筒涌水：注浆堵水、导水与截水、钻孔泄水和井筒排水
      • 压风和供水：压风管和供水管
      • 其他辅助工作：供电、照明、通信与信号的设置、测量以及布置安全梯
  • 施工作业方式及其机械化配套方案
    • 立井井筒施工作业方式
      • 掘、砌单行作业：若干段高，从上而下逐段施工。同一段高内，掘、砌交替顺序施工，当井筒涌水量小于40立方每小时，任何地质条件均可。特别井筒深度小于400m，施工管理技术水平薄弱，凿井设备不足，应首先考虑
        • 长段单行作业：规定段高内，自上而下掘进，同时进行临时支护，掘至设计的井段高度时，由下而上砌筑永久井壁
          • 优点：井筒施工质量，减少混凝土接槎缝
          • 缺点：需要临时支护，增加施工成本和工期
          • 井圈背板临时支护30m-40m，最大不超过60m，支护时间不超过1个月，材料消耗大，安全可靠性也低
          • 锚喷临时支护可采用较大段高
        • 短段掘、砌单行作业
          • 优点：不需要临时支护，降低成本和工期
          • 缺点：接槎缝比较多
      • 掘、砌平行作业：需要临时支护，现很少采用；当井筒基岩深度大于400m，井筒净直径大于6m，围岩稳定，井筒涌水量小于20立方每小时，施工装备技术力量强可用
      • 掘、砌混合作业：部分平行，混合作业是在向模板浇筑混凝土达1m高左右时，继续筑混凝土的同时，可装岩出渣
        • 优点：节省工期
        • 缺点：采用溜灰管输送或两套提升系统，劳动组织相对复杂，一般直径超6.5m的井筒中，在冻结表土段施工常见
      • 掘砌安一次成井：很少使用
    • 立井井筒施工常用机械化配套方案
      • 设计原则
        • 根据工程条件，施工队伍素质和已具有设备条件综合考虑
        • 设备之间能力要匹配：排矸-提升-装岩-爆破-支护-掘进-辅助
        • 短段单行作业或混合作业
        • 降低劳动强度
        • 加大提升能力
      • 作业线配套方案
        • 伞钻：钻眼最大4.5m，井筒直径小于6m，考虑4臂；井筒直径大于8m，考虑9臂
        • 抓岩机：直径大于8m，考虑1.0立方的或两台
        • 提升机：井筒直径6-9用2套，小于6用1套，大于9用3套；有2的为双滚筒，主、风井，一个单滚筒，一个双滚筒
        • 凿井井架：四型（深度800m）、五型（深度大于1000）
        • 凿井绞车：带A的时安全梯专用绞车
        • 模板：液压整体金属活动式模板高度与伞钻钻眼深度匹配（炮眼利用率80%算）
        • 水泵：扬程与井深匹配，注意多级泵（80*6）
  • 井壁结构及其施工技术要求
    • 立井井壁结构
      • 砌筑井壁：很少采用
      • 整体浇筑式井壁：穿过不稳定表土层、断层破碎带等，以及承担井塔荷载的井颈部分使用
      • 锚喷井壁：仅限主井风井中采用
      • 装配式井壁
      • 复合井壁：两层以上井壁组合而成，多用于冻结法凿井的立井井筒，达到防水、高强、两层井壁间可滑动三方面的要求
    • 井壁施工技术要求
      • 锚喷支护的井壁施工
        • 喷浆、喷射混凝土的强度、厚度、锚杆的锚固力应附合设计要求
        • 井筒的内半径应附合设计和允许偏差要求
        • 锚杆的间距、深度、数量及规格应附合设计要求
        • 锚喷支护的外观质量要求：无离层、无剥落、五裂缝、无露筋、锚杆尾端不外露
      • 浇筑式混凝土井壁施工要求
        • 木模板高度不宜超过1.2m，厚度不应小于50mm，宽度不宜大于150mm
        • 装配式钢模板高度不宜超过1.2m，厚度不应小于3.5mm
        • 整体活动式钢模板高度2-5m，厚度满足刚度要求；稳车上或吊盘下，其悬吊点不得少于3个
        • 整体滑升模板高度宜为1.2-1.4m，厚度不应小于3.5m
        • 组装后的模板，外沿半径应大于井筒设计净半径的10-40mm，上下面保持水平，允许误差10mm
        • 应使用商品混凝土
        • 钢筋混凝土井壁宜采用钢筋直螺纹连接，连接强度不应小于整体钢筋强度
        • 井壁混凝土应对称入模，分层浇筑（初凝时间内，厚度宜为0.3-0.4m），滑升间隔时间不得超过1h
        • 输送混凝土底卸式吊桶和溜灰管，使用溜灰管输送混凝土，坍落度不应小于150mm，石子粒径不大于40mm，内径不小于150mm，末端安设缓冲装置采用分灰器入模
        • 脱模时混凝土强度，采用滑升模板，应0.05-0.25MPa；采用整体组合钢模，应0.7-1.0MPa；钢木模板，不得小于1.0MPa
        • 应做好井壁隐蔽工程记录：自检-验收申报-通知监理/甲方检查-试验合格
  • 施工防治水方法及应用
    • 注浆堵水
      • 预注浆
        • 地面预注浆：含水层地表较浅时，采用地面预注浆。含水层比较薄，一次注完全深，含水层厚，分段注浆
          • 厚含水层：一种自上向下分段钻孔，注浆效果好，注浆孔复钻工程量大；另一种注浆孔一次钻到含水层以下3-4m，自下向上借助止浆塞分段注浆，不需复钻，效果不如分段钻孔注浆
          • 地面预注浆结束标准
            • 水泥浆注浆，压力达到终压，继续以同样压力注入较稀浆液20-30min,停止孔段注浆工作
            • 水泥-水玻璃浆液，达到终压保持稳定10min，可结束孔段注浆工作
            • 黏土-水泥浆浆液，终压稳定20-30min后，可结束孔段注浆工作
        • 工作面预注浆：含水层埋藏较深，采用工作面预注浆。井筒掘进到含水岩层一定距离停止掘进，构筑混凝土止水垫，预测井筒涌水量超过10立方米每小时，采取工作面注浆措施
      • 壁后注浆：自上而下分段进行
        • 注浆段壁后为冲积层，注浆孔深度应小于井壁厚度200mm
        • 双层井壁，注浆孔应穿过内层井壁进入外层井壁，外层井壁深度不应大于100mm
        • 注浆孔穿透井壁注浆时，应制度专项安全措施，注浆管后为含水层，注浆孔宜进入岩层1000mm以上
        • 检查涌水量较大或涌水中含砂时，应停止钻进并及时注浆
    • 井筒排水
      • 吊桶排水：涌水量不超过10立方每小时，用风动潜水泵将水排入吊桶或排入装满矸石吊桶的空袭内，提升设备提到地面排出
      • 吊泵排水：涌水量不超过40立方每小时
      • 卧泵排水：吊盘设置水箱和卧泵，工作面涌水用风动潜水泵排入吊盘水箱；优点不占用井筒空间，故障率低，易于维护，流量大扬程大
    • 截水和泄水
    • 表土施工降水
      • 工作面降低水位法：超前小井或超前钻孔
      • 井外疏干降低水位法：井筒周围钻孔，抽水降低水位
  • 施工辅助生产系统及技术要求
    • 提升系统
    • 通风系统
    • 排水系统
    • 压风和供水系统
  • 施工主要设备及其应用
    • 井筒掘进施工设备
      • 钻眼设备
        • 手持式凿岩机
        • 伞形钻架：钻眼深度3-5m，必须设置保险绳
      • 装岩设备：中心回转抓岩机（HZ）
    • 井筒砌壁施工模板：整体现浇混凝土井壁结构
      • 金属拆卸式模板：不好用，不机械化
      • 金属伸缩式活动模板（液压整体金属式活动模板）依靠伸缩缝
      • 整体滑升模板：长段、连续作业
    • 其他施工设备或设施：凿井井架、天轮平台、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、提升机和凿井绞车
    • 凿井井架：亭式井架6种型号，天轮平台位于凿井井架顶部，保证足够的过卷高度(4m)、伞钻进出高度，可利用永久井架
    • 卸矸台：翻卸矸石的工作平台
    • 封口盘与固定盘
      • 封口盘：也叫井盖，工作平台，又保护井上下作业人员安全的结构物
      • 固定盘：进一步保护作业人员安全，位于封口盘下4-8m，设有井筒测量装置，有时也作为接各种管道的工作台
    • 吊盘与稳绳盘
      • 吊盘：进行井筒永久支护的工作盘和工作面操作工人的保护盘，4根钢丝绳悬挂再地面凿井绞车。短段掘砌单行作业和混合作业中，又可用于拉紧稳绳、安设抓岩机等设备；双层吊盘或三层吊盘，两层盘之间距离4m
      • 稳绳盘：采用掘砌平行作业，井筒内设有砌壁吊盘和稳绳盘。拉紧稳绳、安设抓岩机
      • 提升机与凿井绞车
        • 提升机：用于井筒施工的提升工作
        • 凿井绞车：用于悬吊凿井设备，包括单滚筒，双滚筒，安全梯专用凿井绞车
• 巷道与硐室施工
  • 巷道及硐室的施工程序和施工方法
    • 基本程序：钻眼爆破（综掘切割）、出渣钉道、巷道支护、水沟掘砌、管线安设及通风和安全检查
      • 钻眼爆破法：气腿式凿岩机加耙斗装载机（常规）或凿岩台车加挖斗式装岩机；耙斗装载机配备气动调车盘或胶带转载机，缩短调车时间
        • 钻眼爆破
          • 钻眼工作
            • 气腿式凿岩机：可多台同时作业，可实现钻眼与装岩工作平行作业
            • 凿岩台车：钻眼工作全面机械化，效率高；不能钻眼装岩平行作业，周边眼定位难度较大
            • 钻装机打眼
          • 爆破工作
            • 斜眼、直眼等掏槽方式
            • 气腿式凿岩机炮眼深度1.6-2.5m，凿岩台车1.8-3m
            • 三小：小直径钎杆、小直径炸药药卷、小直径钻头
            • 正向装药和反向装药（效果较好）
            • 连线方式：串并联，提高爆破效果
            • 雷管采用毫秒延期电雷管，瓦斯煤尘不超过130ms，出水较大使用防水电雷管；爆破后进行通风和安全检查，通风排烟后班长和放炮员进入检查，工作面瞎炮处理、危石检查
        • 装渣运输：出渣工作结束后，应快速钉道
          • 装渣设备：铲斗后卸式、铲斗侧卸式、耙斗式（可平行作业）、蟹爪式、立爪式、新出产扒渣机
          • 调车工作：耙矸机后铺设临时循环车场，调车器调车（浮动道岔调车器）
        • 巷道支护
          • 临时支护
            • 一般都紧跟工作面，临时支护是永久支护的一部分
            • 锚喷巷道临时支护，打设护顶锚杆只允许使用锚杆钻机，严禁使用风动凿岩机，拱线为准
            • 金属支架临时支护，使用前探梁方式实现，长度4m，抵住山墙，在前探梁上放置顶梁并用背板背实
          • 永久支护
            • 锚喷支护：一掘一喷或两掘一喷以至三掘一喷
            • 金属支架支护：底板松软要穿鞋，倾斜巷道设3-5度的迎山角
            • 整体支护：现浇混凝土砌筑先墙后拱，最后封顶
            • 岩石破碎、地压较大、大断面硐室，先锚喷支护，然后进行现浇混凝土支护的复合支护方式
      • 综掘机施工
    • 巷道与硐室的施工方法
      • 巷道施工方法
        • 一次成巷：掘进、永久支护、水沟掘砌视为整体，一次成巷
        • 分次成巷：掘进和永久支护两个分部工程完成
      • 硐室的施工方法
        • 全断面施工法：稳定及整体性好的岩层，一般不超过4-5m，维护较难
        • 分层施工法
          • 正台阶施工：施工时形成台阶状，上工作面超前施工称为正台阶（每分层1.8-3m为宜或以起拱线作为上分层，上分层超前距离2-3m）；如采用砌碹支护，上分层锚喷支护，砌碹工作落后于下分层掘进1.5-3m，距离太大，上分层出矸困难，距离太小，上分层钻眼困难
        • 导硐施工法：地质条件复杂或断面特大硐室，可先掘进1-2个小断面巷道，然后刷帮、挑顶或卧底。一般反向施工交叉点时采用导硐施工法
  • 巷道施工机械设备配套方案
    • 方案
      • 1、多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩—错车场或道岔或调车器—矿车及电机车运输
      • 2、多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩—胶带运输机转载—矿车及电机车运输
      • 3、多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩—胶带运输机转载—立式矸石仓—矿车及电机车运输（金属矿常用）
      • 4、多台气腿式凿岩机钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩—胶带运输机转载—水平矸石仓—矿车及电机车运输
      • 5、凿岩台车钻眼—铲斗后卸式或耙斗式装载机装岩—胶带运输机转载—矿车及电机车运输
      • 6、钻装机钻眼与装岩—胶带运输机转载—矿车及电机车运输
      • 7、岩巷掘进机综合机械化作业线
  • 巷道掘砌循环图标编制方法
    • 正规循环作业
      • 基本工序：工作面定向、炮眼布置、钻眼工作、装药联线、放炮通风、安全检查、洒水、临时支护、装岩与运输、清底、永久支护、水沟掘砌和管线安设
    • 循环图标编制（10%的备用时间）：总时间=交接班时间+不平行系数*装岩工作（60*面积*炸多深的矸石/装岩机生产率）+钻眼工作时间（炮眼数目*深度/钻机数量*钻速）+装药、连线时间+放炮通风时间
  • 巷道施工通风防尘及降温方法
    • 巷道施工通风
      • 通风方式
        • 压入：新鲜处10m以上，距工作面不大于10m，柔性风筒）
        • 抽出：排风口风流方向下方，不得小于10m，有瓦斯涌出的不宜采用，刚性风筒或刚性骨架柔性风筒
        • 混合（最佳）：联合运用，压风吸风口与抽出抽入口距离不小于15m
      • 通风设备：单机或双机同时使用
    • 综合防尘：二氧化硅矽肺病，湿钻眼、湿喷浆；二高二隔一监控（高压喷雾降尘、高分子抑尘，隔尘水幕、隔离式呼吸器，工作面防尘监控）
    • 巷道施工降温：采掘工作面超过30度、机电硐室超过34度，必须降温；四六工作制，保障睡眠时间
  • 缓坡斜井施工方法及其应用
    • 施工方法
      • 全断面一次施工：边掘边锚，前掘后喷，小班单循环
      • 台阶法施工
      • 掘进机施工
  • 斜井及倾斜巷道施工特点
    • 斜井井筒施工方法
      • 表土明挖段施工：边坡稳定，先墙后拱，边坡稳定性差，先拱后墙法，混凝土设计强度70%以上可回填
      • 斜井表土暗挖段施工
        • 干的多孔性表土，风镐挖掘
        • 含水可用爆破法施工，孔深2m内，表土不稳定，导硐法、管棚法、金属棚背板法、锚喷网法作临时支护施工；含水较大，降低水位法、冻结法、帷幕、超前注浆、局部硬化
        • 斜井从明槽进入暗挖的1-3m，明槽部分永久支护同时施工，稳定表土无水，可锚喷网支护
      • 斜井基岩段施工：钻眼爆破发、掘进机法
        • 斜井基岩段掘进方法：松软岩层，机械挖掘（小型短臂无尾挖掘机）；钻爆法掘进，底部炮眼倾斜角度应适当大于斜井倾角，以防底板欠挖
    • 斜井施工排矸和运输
      • 装岩设备耙斗装岩机、挖掘机、装载机；斜井大于8度，轨道运输，矿车或箕斗；运矸双轨双套提升
      • 一坡三挡（防跑车）：斜井上口入口前，变坡点下方略大于一列车长度的地点，装车点上方，需设置挡车栏
    • 斜井施工永久支护：锚喷支护方式，湿式混凝土喷射机
    • 斜井施工排水：三级排水 工作面（一级）；二级排水站（工作面后面适当位置，一开一备，10%的富余量）；三级排水站（移动次数不宜过多）
    • 斜井施工通风
      • 独头施工：压风通风2000m，2*30kw，直径不小于800mm；3000m，2*55kw，直径1000mm；3000m以上，增加回风措施立井
      • 双斜井：前期独立，后期施工联络巷，一个进一个回
    • 倾斜巷道施工安全：防跑车装置并定期检查更换钢丝绳，每40m设置躲避硐并设红灯，红灯和语音提示装置