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简答题 矿业工程
2026-08-29

【背景资料】
某施工队承担了主斜井井筒施工任务,井筒总斜长2018.80m,倾角15°;直墙半圆拱断面;
井筒净宽6.0m,净高5.2m,净断面26.33m²;掘进断面39.2m²;
井筒施工分段划分为:
①0~42.5m:表土明槽开挖段(表土浅部),C50钢筋混凝土支护;
②42.5~548.0m:表土及风化基岩暗挖段(表土+风化基岩),采用C60钢筋混凝土支护;
③548.0~2018.80m:基岩段,普通钻爆法施工,采用锚喷支护,喷射混凝土强度为C25;
施工组织设计中明槽段施工要求如下:
①0~42.5m明槽段(表土段)施工:采用大台阶分级放坡开挖,边坡坡度1∶1.25;分层高度4m,设置平台;坡面喷射C20混凝土护坡,防止雨水冲刷边坡垮塌。
②明槽井口设置钢筋混凝土锁口,锁口结构与外层井壁浇筑为整体;锁口承担井口侧向土压力,防止井口滑移。明槽施工完成后,待混凝土强度达到设计强度的50%后对明槽两侧进行回填分层夯实,回填土分层厚度300mm。
③为了防止井筒变形过大造成井壁开裂,在明槽与暗挖段交界处留设了施工缝。
④在明槽开挖后监理工程师发现迎脸未进行防护,要求施工单位进行整改。
⑤表土段施工过程中,施工单位按照要求留设了混凝土试块,在表土暗挖段留设的其中一组三块混凝土试块强度分别为64Mpa、66Mpa、72Mpa。
⑥表土段采用木模板及泵送混凝土进行浇筑施工,保证了混凝土的浇筑质量。
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。矿井建设全过程落实智能化,从矿建施工阶段就部署5G、工业环网、感知设备,建成后实现采掘、运输、通风、排水、供电、安全监测全系统智能化。
【问题】
1.施工组织设计中,明槽段有哪些错误之处,如何改正?
2.针对监理提出的问题,明槽段迎脸有哪些防护措施?
3.表土段施工应制作多少试块?对给出的试块强度进行评定。
4.矿业工程智能建造的关键技术还包括哪些?(至少写出3项)
5.对于木模板及泵送混凝土有什么要求?

参考答案

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答案解析

1.
错误一:“分层高度4m,设置平台”;
改正:“分层高度不应大于3m”
错误二:“待混凝土强度达到设计强度的50%后对明槽两侧进行回填分层夯实”。
改正:“混凝土浇筑强度达到设计强度70%以上时可进行回填”
错误三:“在明槽与暗挖段交界处留设了施工缝”
改正:从明槽进入暗挖段的1〜3m部位,宜与明槽部分的永久支护同时施工
2.明槽开挖后应设观察点观测边坡及迎脸的变形情况,可采取台阶法、支撑加固法、锚网喷混凝土法等临时支护边坡和迎脸;
3.(1)表土段至少留设12组,其中明槽段1组3块,表土暗挖段11组33块。
(2)强度代表值(64+66+72)÷3≈67Mpa;符合要求;
理由:任一级中的任一组试件强度代表值不低于C60的1.1倍;
每一组中任一试件强度不低于C60的95%;
4.(1)人工智能和机器学习;
(2)物联网和传感器技术;
(3)虚拟仿真与数字化建模技术;
(4)自动化和机器人技术;
(5)大数据分析和决策支持技术;
(6)增强现实和虚拟现实技术;
(7)云计算和边缘计算技术;
5.①碹胎宜采用槽钢制作,木制碹胎的厚度不应小于30mm;跨度大于5.0m时,碹胎双层木板的结合应采用螺栓连接。
②拱顶部分的充填,应在混凝土初凝后进行。
③拱胎的拆模时间不宜少于5d。
④在混凝土搅拌地点,每班应做三次混凝土坍落度试验,并应作为调整水灰比的依据。
泵送混凝土应符合下列规定:应专门设计适合泵送工艺的混凝土配合比;泵送混凝土水泥用量不应少于280kg/m³;石子的粒径不宜大于40mm;坍落度不应小于100mm;水灰比宜为0.4~0.6;砂率宜为38%~45%。

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1 【背景资料】
某矿建施工单位承担了一斜井井筒的施工任务。该斜井井筒净断面面积21㎡,斜长850m,倾角15°。表土段长度35m,设计采用钢筋混凝土支护;基岩段设计采用锚喷支护,其中在斜长650〜680m的岩石破碎地段采用锚喷网和U型钢联合支护。
施工单位在基岩段采用钻眼爆破法施工,布置炮眼52个,平均深度2.5m,采用两臂凿岩台车钻眼,凿岩机钻眼速度为300mm/min,布置矿车进行提升运输,利用管路输送混凝土进行工作面喷射施工作业,采用潜水泵加卧泵接力排除工作面积水。为确保施工安全,按相关规定布置有防跑车装置。
在斜井施工达到斜长645m处,施工单位停止了施工,进行工作面探水作业。因实际探明的涌水量较小,于是施工单位即按通过岩石破碎地段的方案继续向下施工。该方案采用先挖后支,人工挖掘,每进尺1.2m后立即架设金属网和U型钢支架,在完全通过破碎带后集中进行该段巷道的锚喷支护作业。某日中班工作面爆破之后,发现有两架支架倾斜,于是安排人员对支架进行修复。
后续施工单位在施工的时候调整了施工工艺,为了保证及时支护,对于松软破碎带,首先打设锚杆,然后初喷混凝土覆盖,架设U型钢支架也紧跟工作面,U型钢架设后立即复喷覆盖,但一周后出现了混凝土开裂的现象。监理认为支护强度不足,要求后续巷道工字钢支架进行支护。
【问题】
1.计算每个循环钻眼所需时间(写出计算过程,取整数)。
2.该斜井通过岩石破碎带的施工方案存在哪些不妥之处?说明理由。
3.工作面采用U型棚支护有哪些施工要点?
4.对于工作面支架倾斜进行修复有哪些要求?
5.监理单位的观点是否正确?可能是哪些原因造成的混凝土开裂的?如何针对性地改正。
2 【背景资料】
某矿井因为生产接替与通风安全问题需新建一风井井筒,该风井井筒设计净直径5.7m,表土段为钢筋混凝土,基岩段为素混凝土,井筒深度850m,井下二期工程量为2500m,风井施工到底需进行临时改绞方能满足二期工程施工的需要。
该风井井筒表土段深度275m,巨厚第四系,砂层、黏土层交互,多层强含水层,流沙层,极易塌孔,采用钻井法施工,钻井直径(钻孔直径)8.7m,钻井深度295m。施工主要内容如下:
(1)锁口:施工钢筋混凝土锁口,作为钻机基础、泥浆循环池基础;锁口要承受钻机巨大竖向、水平荷载;做好井口密封,防止泥浆跑漏。
(1)钻井:施工设备采用L40-800竖井钻机;先导孔钻进,三次分级扩孔,最终扩至φ8.7m;采用反循环排渣。钻进过程随钻测斜;遇到软硬交界面,降低钻进压力,防止钻头跑偏;发现偏斜及时纠斜。严格控制钻井偏斜,要求≤300mm。
(2)地面预制井壁及下沉:井壁厚度600mm,每5m一节井壁,总重量5500t,工厂化地面预制养护。在地面预制场一节一节预制钢筋混凝土井壁;每节井壁设置法兰对接盘;严格养护,满足强度后才能吊装下沉。
(3)泥浆洗井护壁:依靠泥浆静压力平衡地层水土压力,井筒内始终充满泥浆,不排空;要求泥浆的高度和安全装置都必须按照规范要求设置。
(4)井壁预制及下沉:井筒内保持泥浆,井壁依靠浮力悬浮在泥浆中;地面门式大吊机起吊单节井壁,从井口下入泥浆液面之下;在泥浆中逐节对接法兰、焊接;一节接一节,一直下沉到井底。井壁浮力、自重平衡控制,防止井壁突然下沉或者浮起。
(5)壁后充填固井:井壁全部就位到底后,在井壁与钻井孔壁之间的环形间隙,进行壁后充填;采用碎石和水泥浆进行交替充填,第一段必须充填水泥浆。然后壁后注浆,把井壁固定在地层中,每段水泥浆充填高度50m,碎石充填高度90m。
最终历时6个月,完成了钻井段的施工。
【问题】
1.针对本项目钻井法施工锁口有什么要求?
2.钻井过程中,遇到软硬交界面钻压应如何调整?该项目对钻井偏斜的要求应为多少?钻孔测井采用什么设备?
3.钻井法施工对泥浆的高度要求以及需要设置什么安全装置?
4.对于钻井法段井壁应留设几组混凝土试块?如何控制井壁下沉?
5.壁后充填固井的材料有什么要求?第一段和第二段充填量为多少?