井巷工程

井巷工程

井巷工程,是指為採礦或者其他目的在地下開掘的井筒、巷道和硐室等工程的總稱。在煤礦行業中,井巷工程主要包括礦山建設工程、礦井生產準備工程、礦井延伸工程和礦井輔助工程等。

任務

井巷工程的任務是在地下建築所需的空間結構,並保持其穩定性,它需要通過破岩開挖,穿過和進入岩石和土這類地質體中,並保持開挖空間的穩定性。所以,井巷工程的破岩開挖和維持穩定,首先涉及岩石和土這類介質的物理與力學性質;同時,井巷圍岩未定需要採用多種多樣的人工支護手段,如常見到的棚式支架、金屬支架、混凝土支架、料石或溫凝土砌碹,以及錨噴支護等,這些不同的支護結構形式都是由建築材料製造的。所以,為合理的使用支護結構,也需要正確的認識和了解各種構成井巷工程支護的常用建築材料的特性。

內容

井巷工程採礦生產包括礦山建設工程、礦井生產準備工程、礦井延深工程、礦井輔助工程。

1、礦山建設工程:為了將煤從地下采出,應從地表開始開鑿一系列的井筒、巷道與硐室到達煤層,這個階段開掘的這些工程稱為礦山建設工程;

2、礦井生產準備工程:移交生產後,隨著採煤工作面和採區的不斷推進,還要及時準備好巷道,以保證採煤工作面與採區的正常接續,這個階段開掘的水平或傾斜準備巷道、硐室等工程稱為礦井生產準備工程或開拓工程;

3、礦井延深工程:在上一生產水平煤層開採完之前,就要著手進行並筒延深和新水平的開拓,以保證水平的及時接替,這個階段開掘的水平或傾斜巷道、硐室等工程稱為礦井延深工程;

4、礦井輔助工程:由於礦井生產是池下作業,受自然地質條件的影響,隨時要與水、火、瓦斯等災害怍鬥爭,為保證採礦生產安全,還需要開鑿一系列運輸、排水、通風及行人等工程,這些工程稱為礦井輔助工程。

特點

1、井巷工程自然條件差,地質情況複雜、施工難度大、危險性大;

2、井巷工程施工周期長,施工工藝複雜、工序短、連續多變、轉換頻繁、24 小時不間斷施工;

3、工程質量檢查驗收空間有限,難度高,井巷工程的分部、分項不如地面建築安裝工程那么明顯。

4、井巷工程的分項按循環交替進行作業,其分部按進度平行作業,從而導致了分項、分部工程質量在同一檢查期進行。

因此,針對井巷工程施工特點,要求承包單位有健全的質量保證體系,完善的管理制度,嚴格執行《礦山井巷工程施工及驗收規範》,按《煤礦井巷工程質量檢驗評定標準》規定的程式進行質量檢驗評定。

設計

井巷工程設計是按照礦井生產需要、服務年限和圍岩性質,根據設計規範要求,經濟合理的確定井巷的斷面形狀、尺寸和支護結構等。井巷工程的設計工作貫穿於礦井的初步設計、礦井施工組織設計和作業規程設計中。一般礦井的工程設計,大到包括井巷工程的總體布置,小到涉及局部巷道的設計。

根據設計的工程類型分,井巷工程設計主要包括主副井設計、井底車場設計、主要運輸大巷設計、採區上下山設計、採區平巷設計、採區切眼設計、風井設計和迴風大巷設計。

根據設計的內容分,主要有鑽眼爆破設計、支護設計、通風設計、通信與照明設計、施工與勞動組織設計等。

施工方法

井巷工程施工的最基本過程,就是按照設計要求和施工條件把岩石從岩體上破碎下來,形成設計所要求的井筒、巷道及硐室等空間。接著採用一定的支護材料和結構,對這些地下空間進行必要的維護,防止圍岩繼續破碎和垮落。

井巷工程施方法工按照井巷工程周圍岩石的強度、整體性、含水量及其賦存的地質環境,以及施工隊伍和設備等情況的不同,可以分為普通施工法、特殊施工法和機械施工法。

1、普通施工法是在穩定或含水較少的地層中採用鑽眼爆破或其他常規手段掘鑿井巷;

2、特殊施工法是在不穩定或含水量很大的地層中採用特殊措施和工藝完成井巷開挖和支護。特殊措施和工藝的主要技術特徵一般為臨時或永久的加固不穩定地層、封堵圍岩湧水、降低水位及超前(或同時)支護等,以改善施工作業環境,使掘進、支護可以在安全的條件下正常進行;

3、機械施工法是利用機械方法破碎岩石,實現掘進破岩和圍岩支護等工序最大程度自動化的一種節省人力的快速施工方法。

套用

1、井巷工程與採礦生產緊密相連,互相促進和依存。長期以來,在我國井巷工程設計與施工中,一直貫徹“以掘保采,以采促掘,採掘並舉,掘進先行”的方針。同時,合理選取開拓方案,在井巷工程掘進工作中嚴格遵守質量標準,積極採用先進技術以加快掘進速度,對於保持採掘之間的合理比例關係具有重要的意義。採煤與井巷工程掘進工作是煤炭生產過程中最基本、最主要的壞節,只有合理和有效地組織採掘工作,保持採掘之間的平衡、達到技術上先進、經濟上合理、生產上安全高效和時間上節省的整體最佳化,提高勞動生產率,降低原煤成本,才能保證煤炭工業可持續發展,滿足國民經濟不斷增長的需要。

2、井巷工程又是一門學科。1998年在我國的學科專業劃分的調整中,礦山建設工程被併入了土木工程一級學科,井巷工程與土木工程中的六個二級學科(岩土工程、結構工程、橋樑與隊道工程、防災減災與防護工程、市政工程,以及供熱、供燃氣、通風與空調工程)都有密切聯繫,在土木工程學科中占有相當重要的地位。

在礦山建設的三大工程(井巷工程、土建工程和機電安裝工程)中,井巷工程量占礦山建設總工程量的50%~70%是決定礦山建設質量和工期的一個重要方面,井巷工程是研究地層中井筒、巷道、硐室設計和施工的基本理論、方法和技術的科學,它以力學基本理論為基礎,主要研究井巷破岩與圍岩穩定的理論與技術。

同時,它又以管理學的基本理論為基礎,主要研究井巷工程施工管理的理論和技術,此外,它還與其他多個學科相聯繫,研究採礦和井巷設計與施工的安全、信息化和自動化等問題。因此,井巷工程是一門綜合性、技術性和實踐性很強的學科。

3、井巷工程其概念、理論和技術也可以有選擇地用於其他非煤行業、其他地下相關行業的冶金井巷、鐵路與公路隧道、捷運站線、地下廠房和涵洞等的建設,均屬於井巷工程的範疇。

問題

隨著礦井開採技術和裝備的發展,以及開採地質條件的複雜化,施工難度日益增大,如何用有效、經濟和安全的方法,來破碎和開挖井巷斷面內的岩石,井維持井巷工程斷面外的圍岩穩定性,是井巷工程研究的核心問題。

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