煤矿开采与掘进 巷道掘进 井巷设计优化与施工新技术.ppt

井巷设计优化与施工新技术 本册主编：柏建彪 曾宪桃 周 英 报 告 人：柏建彪 教授、博导 中国矿业大学 江苏省徐州市中国矿业大学矿业工程学院bjianb@163.com 目 录 第一章 岩石平巷设计与施工 第二章 井底车场和硐室 第三章 斜井 第四章 立井井筒设计 第五章 立井井筒施工 第六章 立井井筒特殊施工技术 主要参考文献 第一章 岩石平巷设计与施工 第一节 岩石平巷设计综述 第二节 岩巷断面设计要点 第三节 岩巷施工 第四节 岩巷综合掘进机 第五节 岩巷施工技术现状与发展趋势 第六节 巷道施工组织与管理 第二章 井底车场和硐室 第一节 井底车场概述 第二节 井底车场硐室设计 第三节 硐室施工 第四节 交岔点设计 第五节 交岔点施工 第三章 斜井 第一节 斜井结构 第二节 斜井施工 第三节 斜井施工技术现状及其发展趋势 第四章 立井井筒设计 第一节 立井井筒设计综述 第二节 立井筒井筒装备 第三节 立井井筒断面设计 第四节 井壁厚度的确定 第五节 井颈、壁座和井底设计 第五章 立井井筒施工 第一节 立井井筒施工综述 第二节 表土段施工 第三节 立井基岩施工 第四节 井筒施工防治水技术专题 第五节 立井井筒施工技术发展 第六节 凿井结构物布置 第七节 立井井筒延深 第八节 立井井筒施工 第六章 立井井筒特殊施工技术 第一节 冻结法凿井 第二节 钻井法凿井 第三节 帷幕法凿井 影响巷道设计的主要因素有： 1）巷道围岩应力的大小和方向； 2）围岩强度、完整性； 3）巷道用途和服务年限； 4）巷道支护方式等； 5）建造成本和使用成本。 一 巷道位置的优化 巷道变形及其稳定性对地应力极为敏感，尤其是深部巷道。 在布置主要巷道时，选择岩石强度较高、完整性较好的岩层，充分发挥巷道围岩的支撑能力。 二 巷道走向的优化 理论分析和工程实践证明，巷道的走向与原岩最大水平主应力方向一致时，巷道的施工和维护最为有利。 在软岩矿井巷道布置时要尽量减小主要巷道的走向与最大水平主应力方向夹角，降低巷道围岩应力，减少支护和维护费用。 三 巷道断面形状的优化 在满足生产要求的前提下，根据围岩的应力状态确定巷道断面形状。 四 掘进工艺的选择 软岩巷道的围岩变形和稳定性与掘进工艺有着密切的关系。软岩巷道施工时应尽可能采用机械掘进。 爆破掘进尽量选用定向断裂爆破和周边密打眼少装药预留周边二次成型巷道的爆破技术。 五 水对软岩巷道的影响 水对软岩巷道变形的影响很大，主要表现在使岩石软化和膨胀。 在设计施工中力争巷道排水通畅。即使巷道没有明显的积水也要在巷道内按一定的间距设置渗水井，降低巷道底板岩层含水。 第二节 岩巷断面设计要点 主要讲授巷道断面形状和尺寸的确定。 我国煤矿常用的巷道断面形状有梯形、直墙拱形，其次是矩形，只是在围岩应力较大时，才选用不规则的断面形状、封闭拱形、椭圆形或圆形等。 确定巷道断面形状和尺寸应考虑以下因素 1）围岩力学性质； 2）围岩应力； 3）服务年限及用途； 4）支护等。 第三节 岩巷施工 目前，我国岩巷掘进仍主要采用钻眼爆破法破岩 ，提高岩巷掘进速度，对加快煤矿建设有非常重要的意义。 主要讲授光面爆破、深孔爆破有关知识。 第四节 岩巷综合掘进机 一、国内外岩巷掘进机的使用情况 进入20世纪80年代后，全断面掘进机在国外也广泛用于各种隧道工程，尤其是大断面长距离硬岩隧道的掘进。 世界著名的英吉利海峡海底隧道就是用11台全断面掘进机完成的。国外全断面掘进机刀盘直径范围为2～10.5m，单刀推力超过220kN，可切割抗压强度达400MPa的岩石。 1997年铁道部在18．4km长的秦岭隧道工程中引进了2台德国WIRTH掘进机，创造了我国硬岩用掘进机施工连续二个月月进尺超500m (552m／月、 527m／月)的记录。 在山西引黄入晋工程中，继1993年引进1台美国罗宾斯公司双护盾掘进机后，1998年至今先后引进了5台同类型双护盾掘进机。这6台掘进机现共完成8条长隧洞、总长1