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简答题 矿业工程
2026-08-29

【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。

参考答案

暂无

答案解析

1.
52×2.5÷(2×0.3)=217min;

2.该斜井通过岩石破碎带的施工方案存在的不妥之处有:
(1)距破碎地段5m才进行探水作业不妥。理由是:按防治水规定要求,探水安全距离按水压计算,至少10m。
(2)每进尺1.2m架设支架不妥。理由是:支架间距太大,不安全,一般不超过1m。
(3)通过破碎带后集中进行锚喷支护不妥。理由是:空顶距离过长,易造成顶板冒落,施工不安全。
3.①支架支护应按中线和腰线架设,支架的规格应符合设计规定。
②支架立柱埋入底板的深度应符合设计规定,并应落在实底;
③支架的顶部及两帮应与岩面背紧。
④金属支架之间应加设拉杆或撑杆。
⑤可缩性支架节点连接的螺栓,应用力矩扳手按规定的力矩拧紧,各节点拧紧螺栓的力矩应基本相等。
⑥倾斜巷道的支架架设,应有适当的迎山角。
4.①修复井巷时,必须首先检查瓦斯。只有在回风流中甲烷浓度不超过1.0%、二氧化碳浓度不超过1.5%、空气成分符合要求时,才能作业。
②加固工作地点附近的支架,然后拆除需要修理的巷道支架,并做好临时支护工作的准备;
③每次拆除的支架数应根据具体情况确定,密集支架的拆除一次不得超过两架;
④维修斜井时,应停止车辆运行,并设警戒和明显标志;
⑤撤换独头巷道支架时,里边不得有人。
⑥修复支架时必须先检查顶、帮,并由外向里逐架进行。
5.(1)不正确
(2)理由:没有及时进行初喷混凝土覆盖围岩;复喷混凝土时机不符合要求。
改正:在爆破后先初喷混凝土覆盖围岩,然后再打锚杆。架设U型钢后应等待变形稳定后再复喷混凝土。

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1 【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?