矿业工程

简答题【案例一】冻结、漏水
【背景资料】
某矿井工业广场内布置主、副立井井筒,工业广场外3.5km布置回风立井井筒。主井井筒净直径7.5m,井深850m,表土段和风化基岩拟采用冻结法施工,基岩段采用普通法施工。井筒检查孔资料表明,该井筒从上向下需穿过冲积层300m、泥岩25m(隔水层)、风化基岩125m、砂岩含水层10m(预计涌水量15m³/h)、稳定基岩390m。主井冻结段设计采用双层井壁,外层井壁施工完成后施工内层井壁。并给出了冻结孔平面布置图1。
 
图1冻结平面布置图
事件1:施工单位编制了主井井筒的施工方案,采用一次全深冻结,冻结深度465m。监理单位考虑当地电力供应紧张,要求施工单位在原施工方案的基础上进行调整,同时对错误的内容进行修改后重新审批。
事件2:为了保证冻结质量,施工单位随时观测和记录冻结深度、盐水温度等参数。
事件3:主井井筒竣工验收时,总漏水量9m³/h,其中在井深620m处有两个集中漏水点,漏水量分别为0.6m³/h、0.7m³/h。其余各项检查项目全部合格。
【问题】
1.图1中13、16、17分别代表什么?(3分)
2.针对事件1中监理单位的要求,施工单位如何调整施工方案?(5分)
3.冻结法内层井壁的作用是什么?内层井壁施工有什么要求?(5分)
4.事件2中冻结参数还有哪些?(4分)
5.事件3中该井筒验收时的漏水量是否符合规范要求?说明理由。(3分)

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1.13-冻结管;16-水文观测孔17-测温孔;
2.(1)避免使用过多的制冷设备,将一次全深冻结调整为分期冻结,将冻结分为两段进行顺序冻结,当冻结一定时间并转入井筒掘砌后,再开始下段冻结,达到减少冻结总需冷量的目的。
(2)上段冻结深度为310m,下段冻结深度为470m;
3.(1)可解决由冻结压力、膨胀压力和温度应力等所引起的井壁破坏问题,达到防水、高强、两层井壁间可滑动三方面的要求。
(2)内壁在通过冻结段后采用滑模自下向上一次施工到井口。在冻结壁维护期(消极冻结期)施工,采用冻结法凿井时,混凝土的入模温度以15℃为宜;低温季节施工时的入模温度应不低于10℃。
4.井帮温度、主冻结孔相邻孔间距、冻结壁厚度和平均温度等。
5.(1)该井筒验收时的漏水量不符合规范要求。
(2)总漏水量不应超过8.5m³/h,同时两个集中漏水点都超过规范“不大于0.5m³/h”的要求。

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1【案例五】测量、爆破材料、贯通
【背景资料】
某煤矿采用立井开拓,中央边界式通风。一施工单位承担该矿山二期-520m水平岩石运输大巷及相关硐室工程的施工。运输大巷全长1950m,净断面18.90㎡,净宽5m,相关硐室有配电硐室、交岔点等;靠近风井120m处将穿越一厚度8m的含水断层破碎带,无瓦斯涌出。
施工单位确定该运输大巷采用对头掘进方案,分别由主井和边界风井侧平行展开对头施工,中部贯通,大巷贯通后组织各硐室多作业面平行施工直至收尾竣工。
爆破采用煤矿许用数码电子雷管,大大提高了爆破的安全性,数码电子雷管起爆系统由电子雷管、编码器和起爆器组成。起爆器解析工作码后起爆,并回传信息。
在施工过程中,发生了下列事件:
事件1:立井施工过程中采用垂线控制掘进,要求,悬挂垂线点的位置偏差超过10mm时,应立即更正。砌壁至少每隔20m用中线检查一次边垂线。
事件2:运输大巷开始掘进后,各施工单位严密组织,认真执行规程措施,确保巷道快速施工。某日监理工程师去现场检查发现,工作面腰线点距离迎头50m,三个腰线点间距25m,现场技术员反映,每150m会对中腰线复核一次,现场测量后,剩余18米贯通。
事件3:第2天夜班,爆破后,发现炮眼迟迟不能排出,经判定是由于提前贯通,风流紊乱,导致停工一个班进行通风调整。
【问题】
1.数码电子雷管与传统雷管相比有什么优点?数码电子雷管中编码器有什么作用?(6分)
2.起爆器解密工作码后包含哪些内容?起爆后上传哪些信息?(6分)
3.针对事件1,立井井筒施工中,针对施工单位测量不妥之处进行改正?(6分)
4.针对事件2,针对巷道腰线的布设和复核如何改正?此时测量技术负责人应做好哪项工作?(6分)
5.针对事件3,巷道贯通有哪些安全规定?(6分)

2【案例二】煤仓、混凝土、智能化、单位验收
【背景资料】
某山西彦祖施工队承包一井底煤仓工程,煤仓断面形状为圆形,煤仓全高22.7m,净直径为8m,净断面为50.24㎡;荒直径为9.1m,掘进荒断面为65㎡;
煤仓上口向下1.2米范围内采用锚网喷初喷护帮、浇筑混凝土的方式进行永久支护;初喷混凝土标号C20,喷厚50mm;砌碹使用钢筋混凝土,钢筋混凝土标号为C60,厚度500mm。再向下施工时采用素混凝土进行永久支护,混凝土标号为C60,厚度500mm。
由于煤仓仓顶硐室已施工完毕,下部卸载硐室已按照主斜井断面掘进完毕,并进行锚网喷支护。为了简化煤仓施工期间的提升、排矸、通风、排水系统、煤仓采用反井钻机法施工。仓身刷大自上而下采用钻爆法刷大,以钻出的中心孔周圈布置炮眼,实行光面爆破。
施工顺序:施工准备→A→B→自上向下刷大煤仓上口→C→支设大梁及浇筑→安装仓顶盖板等保护、安全设施→刷砌煤仓仓身至给煤机硐室顶部→D。
煤仓扩孔施工达到1.5米深度时,开始安装上口钢梁,钢梁共铺设两层,钢梁规格型号为I40A工字钢,工字钢伸入两侧岩体内为500mm。上层工字钢上面铺设8mm厚防滑花纹钢板,并同工字钢焊在一起。在周边留设预留口,预留口用厚度不少于50mm木板、钢筋网和旧风筒盖住,木板、钢筋网固定牢固,预留口使用时打开,不用时必须及时盖严,防止坠物伤人。钢梁安装完毕符合要求后开始支设模板,模板经检验合格后方可浇筑。碹胎支好后浇筑,浇筑厚度不低于500mm。浇筑过程中施工单位预留了3组混凝土试块,其中一组混凝土试块的强度为:64Mpa、66Mpa、72Mpa。
为深入贯彻落实《中共中央办公厅 国务院办公厅关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》,深入推进矿山智能化建设,促进矿山安全发展。在施工过程中施工单位应用了多项矿山智能化技术,取得了积极成效。
煤仓施工完成后,总监理工程组织施工、设计、建设单位组织验收,验收合格。主管部门认为验收程序不合理,要求改正。
【问题】
1.对施工程序中A.B.C.D的内容进行补充。(6分)
2.矿业工程智能建造的关键技术包括哪些?(至少写出3项)(3分)
3.煤仓验收程序如何改正?(2分)煤仓验收合格要求是什么?(4分)
4.混凝土试块强度代表值为多少?(2分)是否符合设计强度要求,理由?(3分)

3【案例四】爆破、巷道设备
【背景资料】
某煤矿改扩建项目施工进入井下巷道施工期,某矿建公司承担了该项目的东翼轨道大巷和东翼皮带巷施工任务,巷道全长均为2500m。矿井鉴定为突出矿井,大巷沿煤层底板下8m岩层布置,巷道穿越普氏系数f=4〜6的砂岩;计划在施工至1200m时施工一条联巷用于通风,地质资料显示,在1530m的位置有一条断层,落距9m,围岩破碎,但不具备导水性。巷道断面采用半圆拱形,掘进断面宽度3500mm,高度3000mm;锚网喷加锚索支护,喷射混凝土厚度为150mm。
施工方案采用钻眼爆破一次成巷法施工,组织凿岩和出矸平行作业,临时支护采用顶部打锚杆及初喷混凝土的措施,永久支护复喷至150mm,永久支护与掘进平行作业。
事件1:掘进采用光面爆破,掏槽采用楔形掏槽,眼深2200mm,所有炮眼落在同一深度,周边眼眼口布置在净断面轮廓线的位置,眼底落在掘进断面轮廓线上;周边眼间距600mm;雷管选用煤矿许用数码电子雷管,炸药为三级煤矿许用炸药。
事件2:按照施工组织设计要求,施工单位在轨道大巷配备了凿岩、出矸以及支护、通风等设备,并铺设了轨道进行运输,截止检查时已施工至1100m的位置。
事件3:施工至1530m的位置时,施工单位采取有力措施顺利通过了断层。
事件4:某日中班,放炮后揭露出一条地质报告未标明的断层,断层沟通上层老空区积水,引发透水事故,致巷道被淹,2名矿工遇难,事故造成直接经济损失达到1060万。
【问题】
1.事件1中光面爆破的质量标准有什么要求?(3分)改正错误之处(4分)
2.事件2中施工单位在施工中需要配备哪些凿岩、出矸以及支护、通风及运输设备及数量?(7分)
3.巷道施工过程中应该采用哪些防突措施?(4分)
4.事件3中通过断层应该采用哪些措施?(6分)
5.根据《矿山生产安全事故报告和调查处理办法》,说明透水安全事故的等级及判别依据(2分)。该事故应由哪一级机构负责调查(2分)?事故调查组应由哪些人员组成(2分)?