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矿业井巷工程

2025-08-11 09:10:27   1  举报

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一级建造师矿业井巷工程知识点

建造师

矿业

井巷工程

作者其他创作

大纲/内容

井筒

吊盘

作用

保护井下安全

拉紧稳绳

安全中心回转抓岩机

浇筑井壁的工作平台

安装卧泵和水箱

检查孔

数量设置

地质构造，水文条件中等以下

每个井筒至少一个

地质构造，水文条件复杂以上

一个井筒

至少二个

二个井筒

至少三个

二个以上

每个一个

位置和深度

距井筒中心不应超过25m，且不得在掘进范围内

超过井筒设计深度30m

施工方法

普通法，适用水层水少

井圈背板(水少稳定)、吊挂井壁（水少不稳定）（段高0.5~1.5m）、板桩

特殊法，适用土层水多

冻结法、钻井法、沉井法、注浆法、帷幕法

冻结法

适用条件，口决：冲裂层松软泥量压大

松散不稳定冲积层、裂隙含水层、松软泥岩层和含水量和水压特大的岩层

不适用

含水率非常小或地下水流速度相当大

施工工艺

冻结孔钻进、地层冻结、井筒掘进与支护，冻结管处理

间距

地表：1.2~1.5m，终孔：冲积层不大于3m，风化带及含水基岩不大于5m，孔径200~250mm

方案：一次全深、差异、局部、分期、双圈或多圈

冻结时间：小于300m，永久井壁全部完成后停止，大于300m，由建设、冻结、掘砌和监理单位根据冻结温度，观测资料共同研究确定

局部冻结适用条件：透水、涌砂、淹井事故

使用抗冻炸药，制定专项措施，周边眼布置对照冻结孔偏斜图，周边眼和冻结孔间距不得小于1.2m

偏斜率：冲积层钻孔不宜大于0.3%，风化带及含水基岩不宜大于0.5%

终孔间距：冲积层不应大于3m，风化带及含水基岩不应大于5m，不符合应补孔

孔深：应深入稳定的不透水基岩10m以上

开挖条件：1、水文观测孔内的水位有规律地上升并溢出管口不应少于7d，当水文观测孔失效或无水文孔时，井筒内的水位应有规律地上升
2、测温孔的温度已符合设计规定
3、地面提升、搅伴、运输、供热、材料供应等辅助设施均已具备井筒连续施工条件

钻井法

工艺：井筒钻进、泥浆护壁洗井、下沉预制井壁、壁后注浆固井，超过3m使用反循环

适用条件：深厚含水不稳定冲积层、稳定、中等硬度岩层，一定直径和深度限制

1、进入稳定不透水基岩10m以上
2、临时锁口深度大于4m且进入稳定地层3m以上
3、必须封盖井口，泥浆浆面必须高于地下静止水位0.5m且不得低于锁口下端1m
4、下沉时井壁上沿高出泥浆面1.5m以上，找正时，工作人员不得超过4人

注浆法

注浆法防治井壁漏水，注浆孔深度、压力要求

最大注浆压力必须小于井壁承截强度

位于流砂层，深度必须小于井壁厚度200mm

双层井壁，穿过内壁进入外壁100mm

壁后为含水层，进入含水岩层1m以上

壁后注浆压力要求：大于静水压力0.5~1.5MPa且不得大于井壁的承载能力，静水压力=100m高差约1MPa

地面预注浆终压值要求

1、水泥、水泥-水玻璃为静水压力2-4倍
2、黏土-水泥为静水压力2.5~3倍，注浆孔深大于400m为2-2.5倍

工作面注浆终压值要求

大于等于静水压力2-4倍且不得大于井壁的承载能力
止浆垫作用：防止冒水跑浆泄压

壁后注浆使用条件：1、超过6m3/h (筒深 < 600m)
2、超过10m3/h (筒深 > 600m)
3、有集中漏水量超过0.5m3/h

设计主要内容：1、注浆结构计算 2、注浆量 3、注浆压力 4、注浆孔间距 5、注浆孔深度 6、注浆材料

适用条件：1、地面预注浆：小于1000m的裂隙含水岩层，当层数多且层间距不大时
                  2、工作面预注浆：基岩含水层赋存深度较深或含水层间距较大，中间有良好的隔水层，段高30-50m
                                                 单一水平工作面：含水层层数多，层间距小或无良好隔水层
                                                 不同水平工作面：间距大，有良好隔水层或层间距接近，无良好隔水层
预先浇混凝土止浆垫，含水层上方岩石致密，预留岩帽作为止浆垫

地面预注浆注浆深度：超过所注含水层底板以下10m，当井筒底部位于含水层中时，注浆深度应超过井筒底部10m以上

防水

涌水处理，口决：街拍蟹岛主

截水、钻孔泄水、疏排水、导水、注浆法、表土施工降水

穿过涌水量超过10m3/h，采用地面预注浆或工作面注浆

井壁质量欠佳，渗水：采用壁后注浆，从上往下逐段进行，每个段由下往上注浆，再由上往下复注一次

排水设施选择对错：

吊桶排水

涌水量不大于10m3/h，选用风动水泵或隔膜泵配合吊桶

吊泵排水

不超过40m3/h，吊泵与风动潜水泵配套排水，风动潜水泵将水从工作面排到吊盘上的水箱，然后用吊泵再将水箱内的水排到地面

卧泵排水

吊盘上设置水箱（上盘）和卧泵（中盘），工作面涌水用风动潜水泵排入吊盘的水箱，经过除砂装置后，由卧泵和吊挂在井内的排水管路排到地面

支护

穿过煤层或构造破碎带，采用井圈背板或锚喷临时支护
不支护最高段高要求：I类施工单位决定，
II、III类不超过4m，高度超过2m且有危岩，安设锚杆或锚网防片帮措施
IV，V类不超过2m

锚喷支护作为临时支护时：

井筒穿过断层破碎带采取措施：

1、距断层破碎带垂直距离10m时，应进行瓦斯，煤及其它有害气体和涌水的探测，如果前方有水，应当超前预注浆封堵加固
2、编制专项施工方案，进行交底，用于指导施工
3、采用锚网喷或井圈背板等临时支护措施，临时支护应紧跟工作面，永久支护应及时进行
4、过含水层的施工区域，应当按照防水的要求进行壁后注浆处理

掘砌

作业方式：掘、砌单行，掘、砌平行、掘砌混合、掘砌安一次
                  只要带“平行、长段”都需要临时支护
                 选择：掘砌单行：当井筒涌水量小于40m3/h，任何工程地质条件均可使用
                                               当井筒深度小于400m，施工管理技术水平薄弱，凿井设备不足
                            掘砌平行：深度大于400m，井筒净径大于6m，围岩稳定，井筒涌水量小于20m3/h，施工设备和施工技术力量较强时
短段掘砌混合使用前提：直径超过6.5m，采用溜灰管输送混凝土或两套提升系统

钻眼

设备选择：1、大于5m，伞钻（深度3-5m），小于5m，手持风动凿岩机(深度1.5-2m)

炮眼深度设计：1、短段掘砌3-5m
2、单行或平行2-4.5m
3、浅眼多循环1.2-2m

设备选择和布置

直径>6.5m，装两台抓岩机，可配备小型防爆挖掘机进行装岩和清底

直径<5.5 提升机一台，5.5-9m，两台提升机

井架：V、IVg型

主井、风井必须有一台双滚桶提升机，方便改绞2JKZ

水泵扬程：MD46-80 X 6，排水深度80 X 6 = 480m

识图题找错：安全梯（停电或冒水意外，可迅速撤离，高度满井下全部工人在紧急情况下都能登上梯子，然后被提升至地面，需设护圈，用专用凿井绞车悬吊，绞车应用两回路供电，其中一回路应直接从变电所馈出，用JZA系列绞车悬挂，每个井筒一台，一根钢丝绳悬吊）
                     放炮电缆单独布置、
                     缺少排水管、供水管、风筒、压风管，
                     提升中心线和井下巷道出车方向一致

提升机工作荷载：单钩小于提升机最大静张力，双钩小于提升机最大静张力差，提升高度满足最大高度要求

提升天轮：直径大于60倍钢丝绳直径，900倍钢丝直径
悬吊天轮：直径大于20倍钢丝绳直径，300倍钢丝直径

钢丝绳出绳要求：最大弦长不超过60m，最大偏角不超过1度30秒，出绳仰角不小于30度

天轮平台布置原则：

日字形

中梁轴线应离开与之平行的井筒中心线一段距离，并向拟改角提升机反向一侧错动

目字形

天轮平台中心线与井筒中心线重合，保证井架的受力均衡

悬吊钢丝绳与天轮平台构件间隙不小于50mm
天轮与天轮平台各构件间隙不小于60mm
亭式井架采用二面或四面布置，不超过井架设计的承载能力

工作内容：钻眼与爆破、装岩与提升、井筒支护、通风、排水、测量

短段掘砌单行作业特点：短段掘、砌单行作业是在2~5m（应与模板高度一致）较小的段高内、掘进后即进行永久支护，不用临时支护。为便于下一循环的打眼工作，爆破后矸石暂不全部清除。砌壁时，立模、稳模和浇混凝土都在浮矸上进行。优点：不需要临时支护，降低成本和工期；
缺点：井壁的混凝土接槎缝比较多。
但是，随着井壁混凝土浇筑技术的提高缺点基本得到克服，该作业方式成为目前最常见的立井施工作业方式。

短段掘砌混合平行内容：在向模板浇筑混凝土达1m高左右时，在继续浇筑混凝土的同时，即平行装岩出渣，待井壁浇筑完成后，作业面上的掘进工作又转为单独进行，依次循环往复

模板

短段掘砌混合：金属整体活动或者金属伸缩模板
冻结法内壁或长段作业：整体滑升模板
悬吊点不得少于3个，直径大于7.5m，4个为宜
高度：整体钢模板2-5m，
金属伸缩式活动模板2- 5m
YJM/MJY活动模板2-4.5m
金属整体活动模板3-4.5m

脱模时混凝土强度：

滑升模板：0.05-0.25MPa

组合钢模板、整体钢模板：0.7-1.0MPa

普通钢木模板：1.0MPa

安装要求：1、具有足够的承载能力，刚度和稳定性，能承受混凝土的重量、侧压力及施工荷载
2、保证结构和构件形状尺寸和相互位置的正确
3、构造简单，装拆方便，便于钢筋的绑扎和安装，符合混凝土的浇筑和养护要求
4、模板的拼接缝应严密，不得漏浆

工序

反井钻机施工工艺

1、施工准备、导孔钻进、扩孔施工、井筒掘砌

混凝土浇筑

大于C40或大于400m，不得采用溜灰管，应采用底卸式吊桶

溜灰管输送混凝土要求：塌落度不小于150mm，石子不大于40mm，内径不小于150mm，未端缓冲装置，采用分灰器入模，送料前，先输送少量水泥砂浆，浇筑完成，清水将搅拌设备、溜灰槽及溜灰管清洗干净

要求：对称入模，分层浇筑，及时机械振捣，采用滑升模板，分层厚度0.3-0.4m
低处往高处分层浇筑，不得产生离析，超过3m，采用串筒、溜管或振动溜管

浇筑前应检查：1、模板是否符合要求
2、钢筋、预埋件位置、数量和保护层厚度
3、清除模板杂物和钢筋油污
4、模板缝隙和孔洞应堵实
5、木模板浇水湿润，但不得有积水

冻结井壁提高混凝土强度：掺入低温早强剂，减水剂或防裂密实剂，采用大流态低温混凝土，提高入模温度

1、有明显出水点时可埋设导管排水
2、导水效果不好的含水岩层可设盲沟提成水
3、备好混凝土速凝剂，缩短混凝土凝结时间
4、竖井淋帮水可设截水圈排水

通风

类型：压入式、抽出式或抽出辅以压入式

风量计算

按绝对瓦斯涌出量

按每人每分钟不少于4m3

按一次爆破炸药量计算所需风量

一级煤矿许用：Q=25 x 总炸药量(kg)

二、三级煤矿许用：Q=10 x 总炸药量(kg)

防爆柴油动力设备：配风量不少于4m3/(min.kw)

风速：

采煤工作面，掘进煤巷、半煤岩巷

最低风速：0.25

最高风速：4

掘进中的岩巷

最低风速：0.15

最高风速：4

立井掘进机优势：机械化程度高，降低人员劳动强度、远程作业，提高作业人员安全性、对围岩扰动少，降低支护工期和成本、施工速度快
主要工序：掘进出渣、井壁支护、换步作业、管线延伸、姿态调整

立井箕斗装载硐室施工

同时

施工方法

井筒掘至装载硐室上部3m左右时停止掘进，将上面井壁砌好，井筒掘进超前硐室掘进一个分层，直到该段井筒及装载硐室施工完成

适用条件

适用于工程量小，围岩稳定，井筒工期要求不太紧

优点

硐室施工准备期较短，速度快，效率高，成本较低，安全性比较好

缺点

占用井筒工期，受围岩稳定程度限制较大

顺序

施工方法

将井筒掘砌完成后再采用分层法施工装载硐室

适用条件

工程量较大，各种围岩条件，井筒工期要求不紧的情况

优点

利用凿井设备，硐室施工方法不受井筒施工方法限制，硐室本身施工速度较快，由于井筒已经砌好，围岩暴露面积小，施工较为安全可靠

缺点

占用井筒工期较长

分别

施工方法

暂不施工装载硐室，待副井罐笼投入使用后，在主井井塔施工的同时完成硐室

适用条件

适用于各种稳定的围岩，硐室工程量较大，井筒工期要求紧的情况

优点

不占用井筒工期，施工方法灵活机动

缺点

不能利用凿井设备、需要增加临时设施，成本较高

露天矿

监测

监测项目

变形、应力、振动、水文

变形监测

地表水平位移和垂直位移、裂缝错位、边坡深部变形/位移、支护结构变形

应力监测

边坡应力、支护结构应力

振动监测

边坡振动监测

水文监测

降雨监测、地表水监测、地下水监测

巷道

通风

主副斜井同时施工，如何解决长距离通风工作面风量不足的问题？通风机应如何布置？

利用主、副斜井间的联络巷，调整通风系统，一个井筒进风，另一个井筒回风。局部通风机下移到进风井联络巷的上风口，同时在回风井井口密闭并安装临时扇风机回风。

工作面通风

采用局部通风机进行通风，分为压入式、抽出式、混合式，以混合式通风效果最佳

1、煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷采用局部通风机通风时，应采用压入式，不得采用抽出式（压力、水力引射器不受此限），如果采用混合式，必须制定安全措施
2、瓦斯喷出区域和突出煤层采用局部通风机通风时，必须采用压入式

检查孔位置和深度

不得布置在掘进范围内，布置在斜井、平硐两侧

与井筒纵向中心线水平距离不超过25m

间距不超过60m

深度超过掘进轮廓线底板30m

冻结法施工，起始端、中部、终止端至少各一个，确定冻结终端界面，增加1~2个检查孔

复杂和极复杂，增加数量，缩小间距

掘进机

掘进机主要特点：施工速度快、施工质量好、安全性高、经济效果优，但设备一次性投入高、专用性太强、对后配套排渣系统的要求较高

类型及结构

按切割岩石、切割煤岩坚固性系数f<4称为煤巷掘进机，f=4-8的称为半煤巷掘进机，f>8的称为岩巷掘进机

掘砌

打眼设备优缺点

气腿式凿岩机打眼

1、炮眼深度：1.6~2.5m
2、优点：工作面可布置多台同时作业，以提高打眼速度、同时可实现钻眼与装岩工作的平行作业。缺点：工作面占用人员多

利用凿岩台车打眼

1、炮眼深度为1.8~3m
2、优点：实现工作面钻眼工作的全面机械化，且钻眼速度快，质量好、占用人员较少、效率高。缺点：不能实现钻眼与装岩工作的平行作业，凿岩台车频繁进出工作面较为困难，周边眼定位难度较大。

设备布置选择：

1、掘进断面不大于12m2，采用多台气腿式凿岩机，采用耙斗或铲斗装岩机装岩，采用电机车运输
2、大于12m2，采用凿岩钻车，采用侧卸式铲斗装岩机或耙斗装岩机，采用带式输送机装入大型矿车，采用电机车调车、运输
3、倾斜巷道采用多台凿岩机钻孔，采用耙斗装岩机装岩，采用箕斗或矿车装运

掘进机

1、根据巷道断面和岩石的硬度选择掘进机
2、掘进机后配套采用桥式胶带转载机和可伸缩带式输送机，也可采用桥式胶带转载机和轨道式矿车
3、先软后硬、由下而上、先掏槽、后落岩的截割原则
4、掘进机做好日常检查、维修并定期维护保养，连续工作应定期大修

耙斗机的特点：

实现工作面钻眼工作和出渣工作平行作业，有一定的储渣能力，可以缓解矿车供应不及时而带来的影响，但装岩机距离工作面不宜太远，一般不超过20m

运输调车

单轨：设置临时循环车场，使用调车器调车

双轨：调车使用浮动道岔调车器

三小技术

小直径钎杆、小直径炸药药卷、小直径钻头，以提高钻眼速度和爆破效果

爆破安全检查

1、及时进行通风
2、班长、爆破工和瓦斯检查工进行工作面检查
3、检查内容：瓦斯含量、瞎炮处理、危石检查等

喷射混凝土

机械化配套方案

1、多台气腿式凿岩机钻眼--耙斗式装载机铲斗侧卸式装载机装岩--矿车及电机车运输

2、凿岩台车钻眼--铲斗侧卸式装载机装岩--胶带转载机转载--矿车及电机车运输

3、钻装机钻眼与装岩--胶带转载机转载--矿车及电机车运输

4、岩巷综掘机作业线，综掘机--装载机--运输机

盲炮处理

浅孔

1、起爆网络完成时，可重新起爆
2、可钻平行孔装药爆破，平行孔距盲炮不应小于0.3m

深孔

1、爆破网络未受破坏，且最小抵抗线无变化者，可重新连接起爆，最小抵抗线有变化者，应验算安全距离，并加大警戒范围，再连接起爆
2、距盲炮孔口不少于10倍炮孔直径处另打平行孔装药起爆。爆破参数由爆破工程技术人员确定并经爆破领导人批准

永久水沟距工作面不宜大于100m

支护

软岩、破碎围岩、高应力、采动影响的巷道，采用哪些锚杆支护方案

采用高预应力，高强度螺纹钢树脂锚杆，必要时，采用锚杆、锚索联合支护，锚杆与锚索的力学性能与支护参数应相互匹配

护顶锚杆优先选用锚杆钻机

迎山角5-10（角1-2）10-15（2-3）15-20（3-4）20-25（4-5）

锚喷支护与工作面之间的距离要求

掘进后先初喷30-50mm厚的混凝土临时封闭工作面，然后再安设锚杆作为临时支护，最后复喷混凝土与工作面掘进平行作业，复喷混凝土可在工作面，爆破掘进最大不宜超过50m，掘进机掘进最大不宜超过100m

监测

支护监测

围岩表面和深部位移监测、顶板离层监测、支护荷载与围岩应力测量、围岩松动圈监测、锚杆工作状态及锚杆受力状态监测

变形位移监测

1、围岩表面相对位移监测：收敛测量是对井巷表面两点之间的相对变形和变形规律量测，如监测巷道顶底板或两帮移近量，用收敛计监测

2、深部围岩位移监测：可以采用多点位移计和离层仪进行测量。离层仪主要监测巷道顶板

锚杆支护的效果：悬吊效果、组合梁效果、补强效果
锚索支护的作用：悬吊、挤压加固、减跨
（锚索支护施工要求：钻孔方向的偏斜角不应大于设计值的3度，安装有效深度不小于设计的95%，锚固段长度不小于1m，自由段长度不小于3m，张位段长度不小于150mm，不大于200mm，锚索张拉预紧力不应小于设计值的90%）

喷射混凝土

1、强度不低于C20，竖井及重要隧道和斜井，不应低于C25
2、初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min

《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2015

1、锚杆施工宜在喷射混凝土终凝3h后进行
2、喷射顺序由上而下，喷嘴与受喷面夹角保持90度，距离不宜大于1.5m，后层喷射应在前层混凝土终凝后进行，若终凝1h后进行喷射，应先用风水清洗喷层表面，喷射作业紧跟工作面时，下一循环爆破作业应在混凝土终凝3h进行
3、喷水养护应在终凝后2h进行，养护时间不少于5d，气温低于5度时不得喷水养护
4、喷射混凝土作业区的粉尘不应大于10mg/m3，作业人员应采用个体防尘用具

《煤矿井巷工程施工标准》GB/T 50511-2022

1、水泥采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，采用中砂或细砂，细度模数大于2.6，采用碎石或卵石，粒径不大于15mm，初凝不大于5min，终凝不大于10min
2、水泥和速凝剂偏差±2%，砂和碎石偏差±3%
3、干混合料宜随拌随用，不掺速凝剂的存放时间不应超过2h，掺了速凝剂混合料存放时间不应超过20min
4、喷射前应设置控制喷厚的标志
5、分层，后一层在前一层终凝后进行，当间隔时间超过2h，应先用压气，水吹洗湿表面
6、回弹率，边墙不应大于15%，拱部不应大于25%
7、终凝2h后喷水养护，时间不少于7d，次数应保持混凝土处于潮湿状态
8、保护层厚度不宜小于20mm，钢筋网间的搭接长度不应小于100mm

软岩巷道支护方案

1、提高支护强度、采取二次支护方式、适当扩大巷道断面，预留巷道断面的收敛量
2、采用联合支护，也可采用高强度锚杆和提高锚杆长度
3、采用预应力锚索支护，以提高支护强度的同时扩大支护控制范围
4、对于底鼓的巷道，宜采用封闭式（封底）支护

底鼓巷道采取的质量控制措施

砌筑底拱、底部打锚杆、喷射混凝土或设置底梁

穿过破碎带，断层带，陷落柱等不良地层时，应采取什么措施

1、预先制定安全技术措施
2、及时进行临时支护，宜采用前控梁、管棚和金属支架等支护或联合支护
3、围岩破碎严重，巷道穿过距离较长难以通过时，采用注浆加固围岩

穿过破碎带、松软岩层、淋水地带等不良地层时，应采取哪些措施

1、预先制定安全技术措施
2、短掘短支
3、采用超前支护、前探支架（前探梁和金属支架）、超前锚杆、注浆管棚、注浆加固

松软破碎不稳定的大断面巷道的施工应采取什么措施

1、预先制定安全技术措施
2、可采用上下分层法、一侧或两侧导硐法、先拱后墙法

硐室/巷道拱顶和岩帮有明显出水点，影响喷射混凝土质量，应采取什么措施

1、有明显出水点时可埋设导管排水
2、导水效果不好的含水岩层可设盲沟排水
3、备好混凝土速凝剂，缩短混凝土凝结时间
4、竖井淋帮水可设截水圈排水