掘进工程（第二分册）――通风与排水装岩运输与提升

目 录

第三篇 通风与排水

第十一章 井巷掘进通风

第一节 概述

一、通风工作的目的和内容

二、矿井通风和局部通风的概念

三、通风方法的分类

第二节 井下空气与气候条件

一、井下空气的主要成分

二、井下空气中的有毒、有害物质

三、井下气候条件

第三节 井下有害气体、空气含尘量和气候条件的检测

一、有害气体的检测

二、空气含尘量的测定

三、井下气候条件的测定

第四节 井巷风流的基本原理

一、井巷空气的压力

二、井巷风流的能量守恒定律――伯诺里方程及其应用

第五节 井巷风流的压力和风量的测定

一、井巷空气压力的测定

二、风量测定

第六节 井巷通风阻力及降低风阻的措施

一、井巷通风的阻力及计算

二、井巷通风等积孔的概念

三、降低井巷风阻的措施

第七节 井巷掘进通风方法

一、自然通风

二、引射器通风

三、通风机通风

第八节 风筒

一、风筒的类型

二、风筒的连接方式

三、风筒的阻力及漏风计算

第九节 防尘

一、粉尘及其危害

二、防尘、降尘措施

第十节 掘进通风设计

一、选择通风方式

二、计算所需风量

三、选择风筒

四、通风动力设备的选择

第十二章 矿坑排水

第一节 矿坑涌水的来源及其特性

一、矿坑水的来源

二、矿坑涌水的特点

三、矿坑一般性的治水、防水措施

第二节 井巷掘进排水

一、水平巷道掘进排水

二、斜、竖井掘进排水

第三节 井巷掘进中的防水、治水

一、探水

二、堵、截、疏导

第四节 矿井排水

一、矿井主要升压式排水系统

二、水泵站排水量的确定

三、排水管路

四、水泵

五、井下主要排水站设施

六 矿井排水的节能措施

第四篇 装岩、运输与提升

第十三章 装岩工作

第一节 概述

一、装岩设备的类型

二、铲斗式装岩机的装岩过程

三、各种类型巷道的装岩特点

第二节 装岩设备的选型

一、水平巷道装岩设备的选型

二、竖井装岩设备的选型

三、斜井装岩设备的选型

第三节 装岩生产率及提高装岩生产率的途径

一、装岩机生产率及其计算

二、提高装岩生产率的途径

第十四章 轨道运输

第一节 轨道的结构与铺设

一、轨道的结构

二、轨道的铺设

三 弯曲轨道参数与计算

四、道岔

第二节 矿车与机车

一、矿车的类型与选型

二、机车的种类及适用范围

三、机车的运行计算

第三节 调车设备和调车方法

一、调车道岔及调车器

二、调车方法

第十五章 提升工作

第一节 提升容器

一、吊桶

二、罐笼

三、箕斗

四、矿车

五、人车及材料车

六、提升容器的预选

第二节 钢丝绳

一、钢丝绳的构造及其用途

二、钢丝绳的选择步骤及计算

第三节 提升机及天轮

一、提升机

二、天轮

第四节 井架、提升机与井筒的相对位置

一、井架

二、提升机与井口的相对位置

第五节 矿井提升系统的运动学及动力学

一、提升系统运动学

二、提升系统动力学

第六节 提升机轴功率及电动机容量的确定

一、提升机轴功率

二、提升机电动机等效轴功率（容量）的确定

第七节 矿井提升信号系统简述

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内 容 提 要

本书在总结我校（昆明地校）三十多年来从事掘进（坑探）专业教学实践的基础上，吸取了近年来国内

外的先进掘进施工工艺技术进行编写。

全书由六篇二十五章组成（分三册出版）。主要内容包括：岩石与岩体的性质，凿岩爆破，通风与排水，

装岩、运输与提升，井巷稳定性与支护，各类巷道的掘进设计与施工特点等。

本书为中等专业学校掘进与采矿专业的主要专业教材和相近专业的教学参考用书，亦可供从事探采掘进

施工的工程技术人员、工人，有关专业的教师及野外坑探队管理人员阅读参考。

用装岩机将爆破的岩石装入矿车运出，它是岩巷掘进中最繁重的作业,约占循环时间的35～60%。常用装岩机，按装卸方式分有铲斗后卸、铲斗侧卸（见彩图）、耙斗、蟹爪和立爪等。钻装机是将装岩与凿岩装置安装在一个行走机构上面，同时具有凿岩和装岩功能的设备（图2）。运输常用矿车。为加速空车周转，须用各种调车设备，如浮放道岔、错车道和气动调车装置等。为缩短调车时间，一般用带式转载机卸入矿车列车或仓式列车，也可用装岩机直接卸入大容量梭车中运出。 　支护 在围岩稳定性较差的巷道，服务年限较长时，多用锚喷支护。也可用混凝土、石料、金属或木支架等支护（见巷道与硐室支护）。

机械化作业线 为了降低劳动强度，提高掘进工效和速度，将凿岩、装岩、转载和运输等主要工序使用的机械设备配套成机械化作业线。1977年11月，中国邯郸西石门铁矿无支护巷道，创月进1403.6m的纪录。

联合掘进机掘进 把破岩、装岩等主要工序实现连续机械化作业。第二次世界大战后，美国首先制成联合掘进机，1967年,美国用罗宾斯(Robbins)型掘进机在砂岩和页岩中掘进直径3m的平巷，月进尺达2089.95m。中国研制的掘进机，已成功地应用于平巷掘进中。

联合掘进机由破岩、装岩、转载、支撑等主要部件组成，并有照明、除尘、稳定等辅助装置，有的还有支护、挖沟、指向、调向等附属设施。掘进机机械化程度高、连续作业、成巷质量好、工作安全，适用于长距离直线巷道掘进。但构造复杂，刀具及轴承寿命短，造价高，消耗动力大。今后应进一步研究机体新结构、刀具耐磨材料和高压水射流综合破岩等。

目 录

第五篇 井巷围岩稳定性与支护

第十六章 原岩应力场、次生应力场及地压

第一节 原岩应力场

一、原岩和围岩的概念

二、自重应力场

三、构造应力场

第二节 次生应力场

一、弹性和塑性二次应力场

二、三次应力场和终极应力场

第三节 地压的一般概念

一、地压现象

二、地压的发生和发展

三、地压的调查研究

第十七章井巷围岩应力分布与地压计算

第一节 平巷围岩应力分布及地压计算

一、围岩弹性变形阶段的应力分布

二、围岩出现塑性区时的应力分布

三、支架特性曲线与围岩位移曲线

四、变形地压与松脱地压

第二节 竖井地压

一、竖井围岩应力分布

二、表土地压

三、竖井基岩地压

第三节 斜井地压的计算

第十八章 支护材料

第一节 木材

一、井巷支护常用木材的种类和力学性质

二、木材的变色、腐朽与防腐

第二节 水泥与水泥砂浆

一、普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）

二、掺混合材料的硅酸盐水泥

三、其他水泥

四、水泥强度

五、水泥砂浆

第三节 混凝土

一、水泥混凝土的组成材料

二、混凝土的基本性质

三、混凝土的配合比设计

四、混凝土外加剂

第十九章 井巷维护方法与支护类型

第一节 井巷维护方法

一、合理选择井巷位置

二、合理选择断面形状

三、合理选择支架类型

四、采用合理的施工工艺加固围岩

第二节 支架的分类

一、按支护的巷道类型分类

二、按支承作用的时间分类

三、按支架的材料分类

四、按支架的结构分类

第三节 井巷构件式支架

一、平巷构件式支架

二、垂直巷道构件式支架

三、倾斜巷道支护

四、井巷交接处支架

第四节混凝土砌石旋式支护

一、平巷混凝土砌石旋式支护

二、竖井混凝土井壁

第五节 锚、喷支护

一、锚杆支护

二、喷射混凝土支护

三、锚喷联合支护

四、新奥法掘进时的支护法

第二十章 地压观测和支架压力、围岩位移量测

第一节 地压现场调查

一、围岩的变形与位移的测定

二、围岩破坏的观测

三、支架的变形与位移的观察

四、支架破坏的观测

第二节 围岩和支架压力的量测

一、简易测压法

二、测压仪测压法

第三节 深部围岩位移的量测

一、机械法量测

二、声波法量测

第六篇 井巷断面设计与掘进施工

第二十一章 平巷断面设计与施工

第一节 平巷断面设计

一、平巷断面形状的选择

二、平巷断面尺寸的确定

三、水沟与管线布置

四、巷道工程量计算

五、平巷断面设计示例

第二节 平巷岔道设计与施工

一、岔道和石旋岔的概念

二、石旋岔的类型

三、石旋岔的设计

四、石旋岔的施工

五、平巷岔道的设计示例

第三节 平巷掘进的机械化作业线

一、机械化作业线的优越性与配套原则

二、平巷机械化作业线的配套方案

第四节 平巷快速施工

一、国内平巷快速掘进及经验

二、提高平巷施工速度的途径

第五节 不稳定岩层中平巷的施工方法

一、撞楔法

二、穿梁护顶法

三、钢轨送梁法

四、锚喷支护法

第六节 巷道掘进新奥法施工

一、新奥法的概念和特点

二、新奥法设计

三、按新奥法原则施工的巷道掘进

四、新奥法的优缺点及其适用范围

第七节 巷道施工方案与组织管理

一、施工方案与作业方式

二、掘进劳动组织与施工管理

三、掘进工效的计算

四、掘进工效计算示例

第二十二章 大断面巷道与硐室掘进

第一节 影响大断面巷道与硐室掘进施工方法选择的因素

一、地质条件

二、断面及空间大小

三、支护形式

第二节 大断面巷道和硐室的施工方法

一、全断面掘进法

二、超前导坑掘进法

三、留碴掘进法

第三节 大断面巷道施工实例

一、基本情况（实例1）

二、掘进施工工艺

三、施工中的附属设施

四、掘进爆破基本情况（实例2）

五、硐室的支护形式

第二十三章 竖井断面设计与施工

第一节 竖井断面设计

一、竖井断面设计内容和所需资料

二、竖井井筒装备

三、竖井井筒纵断面设计

四、竖井井筒横断面设计

第二节 竖井的施工

一、竖井施工概述

二、竖井表土施工

三、竖井基岩施工

第三节 竖井马头门的设计与施工

一、马头门尺寸的确定

二、马头门的施工

三、马头门施工方法选择应注意的问题

第四节 竖井施工管理

一、掘进循环图表及编制

二、劳动组织与管理

第五节 复杂地层井筒的施工

一、板桩法

二、沉井法

三、注浆法

四、冻结法

第二十四章 天井掘进

第一节 普通法掘进天井

第二节 吊罐法掘进天井

一、概述

二、吊罐法掘进天井所用的设备

三、掘进施工

四、吊罐法掘进天井实例

第三节 爬罐法掘进天井

一、掘进基本情况与设备

二、掘进施工简述

三、对爬罐法掘进天井的评价

第四节 深孔爆破法掘进天井

一、深（钻）孔钻进设备

二、深（钻）孔爆破工作

三、深（钻）孔爆破法掘进天井的评价及其改进

第五节 天井掘进机钻井法

一、钻井的施工方法

二、天井掘进机钻井法的评价

第二十五章 斜井断面设计与施工

第一节 斜井断面设计

一、斜井断面的形状

二、斜井的断面布置和井内设施

第二节 斜井甩车道设计

一、斜井甩车道的线路型式

二、斜井甩车道的主要参数

三、斜井甩车道的线路设计

四、甩车道斜面分岔点设计

第三节 斜井平车道和斜井吊桥

一、斜井平车道

二、斜井吊桥

第四节 斜井施工

一、斜井表土施工

二、斜井基岩施工

第五节 斜井机械化施工

一、装载机械化

二、凿岩机械化

三、装运设备配套

四、斜井岩石掘进机

五、斜井机械化配套施工

第六节 斜井快速掘进经验及实例

一、采用掘喷平行作业，一次成巷的施工方法

二、采用综合工作队，每日四班作业的施工组织

三、采用合理的机械化配套及先进的技术措施

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在竖井施工中抓岩、装岩、清底等工序的总称。装岩是决定竖井施工速度的主要工序，是掘进工作中最繁重、最费时的工序。占掘进循环时间的50%-60%。装岩多用竖井抓岩机，其操作方式分人力操作和机械操作两类。人力操作使用斗容为0.11m³的抓岩机，因其劳动强度大，生产率低，只适于小井径浅眼掘进，或配合大型抓岩机作辅助装岩或清底用。另一种人力操作的长绳悬吊抓岩机，抓斗吊于地面稳车上，斗容为0.565m³，生产率较高。结构简单。但抓斗靠人力推动甲劳动强度大，抓斗摆动大影响井内设备布置。机械操作使用的抓岩机。中国矿山主要采用的抓岩机有H型液压靠壁式抓岩机，HZ型中心回转式抓岩机，HH型环行轨道式抓岩机 。