一、课程的性质、目的及任务

本课程为函授专升本采矿工程专业应用型人才培养的专业主干课程。主要讲授矿山井筒和巷道的断面设计、施工技术、施工组织与管理，重点在于施工方案或方法的正确选择和运用。通过本课程的学习，使学生获得矿山井巷设计与施工的基本知识和技术，熟悉井巷施工工艺，具有一定独立设计和编制井巷施工技术措施及施工图表的基本技能。

二、适用专业

本大纲适用于函授专升本采矿工程专业。

三、先修课程

煤矿地质学、采掘机械

四、课程的基本要求

了解与矿山井巷施工相关的各种法律法规，熟悉课程涉及的基本概念，掌握井巷设计与施工的基本知识和技术，重点掌握井巷施工方案的合理选择与施工工艺，具有独立设计和编制井巷施工技术措施及施工图表的基本技能。

五、课程的教学内容

1．课堂讲授内容

课堂教学内容包括基础知识、巷道工程和井筒工程三个模块。其中基础知识包括岩石性质与分类、钻眼机具、爆破理论与技术；巷道工程是课程的重点，主要介绍岩石平巷的设计、施工与组织，以此为基础介绍硐室和交岔点以及煤巷、半煤岩巷、上下山等巷道的施工方法；井筒工程主要介绍立井井筒的断面设计与施工技术。

第一章 岩石的性质及工程分级

了解岩石的基本物理力学性质及常用分级方法，掌握其中与井巷施工紧密相关的知识点及其在实际工程中的指导意义。

（1）概述：岩块与岩体关系、岩体特点、岩体尺寸效应

（2）岩石的物理性质：孔隙性、水理性质、碎胀性

（3）岩石的力学性质：强度特征、变形与破坏形态、变形指标、变形特征

（4）岩石的工程分级：岩石普氏分级法、围岩松动圈分类法

第二章 钻眼机具

熟悉煤矿常用的钻眼机具类型、结构特征及破岩原理，会根据具体地质条件选用合适的钻眼机具。

（1）钻眼机械的分类及选用：分类方法、选用原则

（2）冲击式钻机（凿岩机）：破岩原理、风动凿岩机的种类、气腿式风动凿岩机的结构组成与工作机构

（3）旋转式钻机：破岩原理、煤电钻、岩石电钻

（4）钻眼机械的架支机构：气腿的合理支设角度、凿岩台车、伞形钻架

（5）钻眼工具：凿岩机钎子的形状和规格、钎头与钎杆的连接方式、电钻钻具的类型、钻头与钻杆的连接方式

第三章 井巷爆破理论与技术

了解炸药的基本组成和常见的炸药类型，熟悉炸药与爆炸的基本特征、炸药的爆轰感度、炸药爆炸的威力、爆速及影响因素，掌握炸药的氧平衡、命名规则及正确选用方法。

（1）炸药和爆炸概述：炸药及其分类、爆炸三要素、炸药氧平衡、炸药的爆轰、炸药的威力、炸药敏感度

（2）工业炸药：煤矿许用炸药、岩石炸药、露天炸药、炸药的选用

（3）起爆器材：雷管、导爆索、导爆管、起爆器材选用

（4）电雷管起爆法：起爆电源、电爆网路、爆破事故的预防和处理

（5）破岩原理和爆破技术：爆炸破岩原理、柱状装药的爆破特点、瓦斯矿井的安全爆破、爆破技术

第四章 巷道断面设计

了解常见的巷道断面形式，熟悉形状选择的原则，掌握巷道断面尺寸的确定过程及施工图表的编制。

（1）概述：巷道断面设计需要考虑的因素

（2）巷道断面形状选择：形状选择的原则及工程经验

（3）巷道断面尺寸计算：断面净尺寸的计算，净尺寸、设计掘进尺寸和计算掘进尺寸三者之间的关系

（4）水沟设计和管线布置：水沟位置与坡度、管线布置原则、施工图表（巷道断面施工图、巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表）

第五章 水平岩巷掘进

了解水平岩巷的概念及特点，熟悉常见的岩巷机械化作业线，掌握炮眼布置的原则与步骤、巷道定向方法、装药结构与电爆网路、爆破图表的编制、通风方式及其合理选择、综合防尘技术措施、常用装岩设备及专用转载设备。

（1）概述：水平岩巷的概念

（2）钻眼爆破：炮眼布置、钻眼工作、装药与起爆、爆破说明书和爆破图表

（3）通风与防尘：掘进通风方式、掘进通风设施、长距离通风、综合防尘技术

（4）装岩与转运：装岩设备、调车工作、装岩工作效率

（5）岩巷机械化作业线

第六章 巷道支护

了解巷道变形破坏现象，理解巷道失稳的根本原因和支护对策，熟悉常见的支护材料、支护形式，理解并掌握现代支护理念、锚喷支护的组成及作用原理，重点掌握锚喷支护设计方法、施工工艺及矿压监测技术。

（1）巷道支护简介：巷道失稳现象、失稳原因、支护对策、支护技术

（2）支护材料：木材、石材、水泥、混凝土、钢材

（3）支护形式：传统支护形式、传统支护存在的问题及原因、现代支护理念、现代支护形式、锚喷支护的结构组成及作用原理

（4）锚喷支护设计：围岩松动圈支护设计理论、小/中/大松动圈巷道的锚杆参数设计

（5）锚喷支护施工：锚喷支护施工方法、锚喷支护工艺选择、锚喷支护质量控制

（6）巷道矿压监测：巷道矿压监测的目的、巷道矿压监测手段、围岩位移监测、锚杆受力监测

第七章 巷道施工组织与管理

了解巷道施工的成巷方式和一次成巷的作业方式，理解分次成巷与顺序作业方式的区别，熟悉掘进队的组织形式和基本管理制度，掌握正规循环作用图表的编制方法。

（1）巷道施工作业方式：成巷方式、一次成巷的作业方式

（2）一次成巷施工组织：正规循环作业、多工序平行交叉作业、循环图表的编制

（3）掘进队的组织与管理：掘进队组织形式、掘进队基本管理制度

第八章 采区巷道施工

了解采区巷道的范围及施工特点，熟悉煤巷和半煤岩巷及上/下山的概念与掘进方法，掌握倾斜巷道（上/下山）施工的安全注意事项。

（1）概述：采区巷道范围、掘进层位、施工特点

（2）煤巷施工：煤巷的概念、煤巷掘进、煤巷锚杆支护、煤巷快速掘进成巷技术

（3）半煤岩巷施工：半煤岩巷的概念、采石位置、掘进方法

（4）倾斜巷道（上下山）施工：上/下山的概念、上山施工的注意事项（加强瓦斯检查和通风）、下山施工的注意事项（防跑车）

第九章 硐室与交岔点施工

了解井底车场的结构形式，熟悉主要的主井系统硐室和副井系统硐室，掌握硐室和交岔点的施工方法以及窄轨道岔的编号规则。

（1）井底车场的结构组成：井底车场形式、主井系统硐室、副井系统硐室、其他硐室

（2）硐室施工：硐室的特点及分类、水平硐室的施工、垂直硐室（煤仓）的施工

（3）交岔点施工：交岔点类型、交岔点施工方法、窄轨道岔

第十章 立井井筒施工

了解立井井筒分类、纵向结构组成及施工特点，熟悉立井井筒装备、断面尺寸确定方法、施工图表的内容以及井筒方位角的概念，掌握立井井筒表土的常见施工方法及其适用条件、凿井结构物及其布置、井筒基岩段的施工工艺及作业方式。

（1）立井结构及特点：井筒分类、井筒结构、井筒施工特点

（2）立井井筒断面设计：形状的选择、尺寸的确定、施工图表的编制、井筒方位角

（3）立井井筒表土施工：普通施工法、特殊施工法

（4）立井井筒基岩施工：凿井结构物及其布置、井筒掘进与砌壁、井筒安装、施工作业方式

2．自主学习内容

（1）斜井井筒施工

（2）立井井筒延深

（3）特殊条件下的巷道施工

（4）矿井建设施工组织与管理

六、学时分配表

七、推荐教材

东兆星，刘刚 主编，《井巷工程》，中国矿业大学出版社，2013年.

八、主要参考书

（1）蔡美峰. 岩石力学与工程[M]. 北京：科学出版社，2002.

（2）宋宏伟. 井巷工程[M]. 北京：煤炭工业出版社，2007.

（3）东兆星，邵鹏. 爆破工程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.

（4）崔云龙. 简明建井工程手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003.

（5）王明新. 掘进区（队）长[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003.

（6）何满潮 等. 中国煤矿锚杆支护理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2004.

（7）万寿良. 矿井设计施工及标准规范使用手册[M]. 北京：当代中国出版社，2003.

（8）张荣立，何国维，李铎. 采矿工程设计手册[M]. 北京: 煤炭工业出版社, 2003.

（9）中国煤炭建设协会. 煤矿井巷工程施工规范(GB50511-2010)[M]. 北京：2010.

（10）中国煤炭建设协会. 煤矿井巷工程质量验收规范(GB50213-2010)[M]. 北京：2010.

九、考核方式

平时作业成绩占30%；闭卷考试成绩占70%。

十、说明

本课程是专业性和实践性较强的应用型课程，难点在于对井巷系统和施工设备的直观认识与理解。为确保学习效果，学生在学习本课程之前必须系统掌握地质、测量及采矿方面的相关知识，在学习过程中要及时深入施工现场实习，把所学知识与工程实践联系起来。

制定者：许国安

专业：采矿工程。

类型：专升本函授。

二、考试形式

考试形式为笔试、闭卷。

三、考试时间

考试时间为100分钟。

四、考试内容

第一章 岩石的性质及工程分级

（1）概述：岩块、结构面与岩体的概念，岩体的基本特性。

（2）岩石的物理性质：岩石的水理性质及其对井巷施工的影响，碎胀性。

（3）岩石的力学性质：强度的概念与影响因素，岩石的强度规律对井巷施工的指导意义，岩石的破坏形态及其对钻机和炸药选择的指导，岩石在单向和三向压缩下的变形特征。

（4）岩石的工程分级：岩石普氏系数分级法，围岩松动圈的概念及分类方法。

第二章 钻眼机具

（1）钻眼机械的分类及选用：按破岩原理分类，选用原则。

（2）冲击式钻机（凿岩机）：冲击式破岩原理，风动凿岩机的种类及型号含义、气腿式风动凿岩机的结构组成与工作机构。

（3）旋转式钻机：旋转式破岩原理，煤电钻和岩石电钻的适用条件。

（4）钻眼机械的架支机构：气腿的合理支设角度，凿岩台车和伞形钻架的适用条件。

（5）钻眼工具：凿岩机钎子的形状和规格，钎头与钎杆的连接方式；电钻钻具的类型，钻头与钻杆的连接方式。

第三章 井巷爆破理论与技术

（1）炸药和爆炸概述：炸药的概念及基本成分，炸药的主要特征，炸药爆炸的三要素，爆轰感度，炸药的氧平衡，炸药的威力（猛度和爆力），爆速的影响因素，间隙效应的概念及成因。

（2）工业炸药：煤矿炸药、岩石炸药和露天炸药的命名规则，炸药的合理选用。

（3）起爆器材：电雷管的基本结构，电雷管的延期时间（段），电雷管的起爆能力（号），电雷管的最大安全电流和最小发火电流，导爆索的特点及适用条件，导爆管的作用及特点，起爆器材的合理选用。

（4）电雷管起爆法：起爆电源种类及适用条件，电爆网路的类型及合理选用。

（5）破岩原理和爆破技术：爆炸破岩原理，爆破漏斗的三要素，爆破作用指数，炮眼利用率，光面爆破的概念及质量标准，光面爆破打眼的要求，瓦斯矿井的安全爆破技术。

第四章 巷道断面设计

（1）概述：巷道断面的设计步骤。

（2）巷道断面形状选择：形状选择的原则及工程经验。

（3）巷道断面尺寸计算：净尺寸、设计掘进尺寸和计算掘进尺寸三者之间的关系，风速验算的目的（必要性）。

（4）水沟设计和管线布置：水沟位置与坡度、管线布置原则、施工图表（巷道断面施工图、巷道特征表、每米巷道工程量及材料消耗量表）。

第五章 水平岩巷掘进

（1）概述：水平岩巷的概念，岩巷掘进施工方法，钻爆法施工工艺。

（2）钻眼爆破：掘进工作面炮眼分类，炮眼布置原则及步骤（掏槽方式、周边眼密集系数），装药结构与装药量，爆破参数（炮眼直径、深度、数目及单位炸药消耗量），爆破图表（炮眼布置图，爆破原始条件表、爆破参数表和预期爆破效果表）；巷道定向（中线与腰线），多台凿岩机打眼工作组织（“五定”打眼法），钻眼机械的合理选用，一炮三检制。

（3）通风与防尘：通风的作用，掘进通风方式及合理选择，风筒的类型及合理选用，综合防尘的意义与技术措施。

（4）装岩与转运：装岩设备的类型及特点，矸石转运的专用转载设备（胶带转载机和梭式矿车）。

（5）岩巷机械化作业线

第六章 巷道支护

（1）巷道支护简介：巷道失稳原因，支护对策。

（2）支护材料：硅酸盐水泥熟料的矿物成分，水泥的技术指标，普通硅酸盐水泥的代号及含义，水泥的合理选用；混凝土的组成，混凝土的强度等级，混凝土拌合物的和易性，混凝土的外加剂；矿用工字钢和矿用U型钢的型号规格，锚杆和锚索的制作材料。

（3）支护形式：主要传统支护形式的特点，传统支护存在的问题及原因，现代支护理念，锚杆作用原理，锚杆类型及特点，左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆的组成，锚喷支护附件及作用，常用复合支护及其适用条件。

（4）锚喷支护设计：围岩松动圈支护理论的核心思想，松动圈的常用实测方法，小/中/大松动圈巷道的锚喷支护设计。

（5）锚喷支护施工：锚杆安装与喷射砼施工方法，锚喷支护工艺选择，锚喷支护质量控制项目及要求。

（6）巷道矿压监测：巷道矿压监测的目的，巷道矿压监测手段及特点，围岩位移监测内容及方法，锚杆受力监测内容及方法。

第七章 巷道施工组织与管理

（1）巷道施工作业方式：分次成巷与一次成巷，一次成巷的作业方式。

（2）一次成巷施工组织：正规循环作业，多工序平行交叉作业，循环图表的编制。

（3）掘进队的组织与管理：掘进队组织形式，掘进队基本管理制度。

第八章 采区巷道施工

（1）概述：采区巷道范围，掘进层位。

（2）煤巷施工：煤巷的概念，钻爆法掘进煤巷与岩巷的区别，与掘进机配套的机械化作业线，煤巷锚杆支护的特点。

（3）半煤岩巷施工：半煤岩巷的概念，采石位置，掘进方式（全断面一次掘进、煤岩分掘分运）。

（4）倾斜巷道（上下山）施工：上/下山的概念，上山施工的注意事项（加强瓦斯检查和通风），下山施工的注意事项（排水、防跑车）。

第九章 硐室与交岔点施工

（1）井底车场的结构组成：井底车场形式，主井系统硐室，副井系统硐室，其他硐室。

（2）硐室施工：硐室的特点及分类，水平硐室与垂直硐室（煤仓）的施工方法。

（3）交岔点施工：交岔点类型，交岔点施工方法，窄轨道岔的构造与型号。

第十章 立井井筒施工

（1）立井结构及特点：井筒分类，立井井筒结构，立井施工特点。

（2）立井井筒断面设计：提升容器的选择，井筒装备内容及类型，罐道梁与井壁的固定方式，柔性罐道绳的布置类型，罐道绳的拉紧方式，井壁的作用与类型，井筒方位角。

（3）立井井筒表土施工：普通施工法（井圈背板、吊挂井壁、板桩法），特殊施工法（冻结法、钻井法、沉积法），冻结孔的类型与作用，冻结原理，钻井法的钻进策略与钻进方式，钻井法中泥浆的作用，压气排渣原理。

（4）立井井筒基岩施工：凿井井架的结构组成，凿井工作盘，炮眼布置，钻眼设备，爆破器材，装岩机械，提升设备，排矸方式，砌壁模板，井筒安装方式，施工作业方式，井筒涌水的处理。

五、试卷分值与结构

试卷为客观题、主观题混合型，共100分。试卷分3部分，题型结构如下。

1. 单项选择题

该题型分值20分，含10小题，每小题2分。每小题有且仅有一个正确选项，多选或不选都不得分。

2. 简答题

该题型分值60分，含10小题，每小题6分。每小题只需回答问题的要点即可，无需展开论述，若展开论述既不扣分也不加分。

3. 问答题（论述题）

该题型分值20分，含2小题，每小题10分。每小题除了要回答问题的要点外，还需对各个要点进行展开论述，视论述的正确性和充分性合理评分。

六、参考教材

东兆星，刘刚. 井巷工程（第三版）[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，2013.

制定者：许国安

（1）蔡美峰. 岩石力学与工程[M]. 北京：科学出版社，2002.

（2）宋宏伟. 井巷工程[M]. 北京：煤炭工业出版社，2007.

（3）东兆星，邵鹏. 爆破工程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.

（4）崔云龙. 简明建井工程手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003.

（5）王明新. 掘进区（队）长[M]. 北京：煤炭工业出版社，2003.

（6）何满潮 等. 中国煤矿锚杆支护理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2004.

（7）万寿良. 矿井设计施工及标准规范使用手册[M]. 北京：当代中国出版社，2003.

（8）张荣立，何国维，李铎. 采矿工程设计手册[M]. 北京: 煤炭工业出版社, 2003.

（9）中国煤炭建设协会. 煤矿井巷工程施工规范(GB50511-2010)[M]. 北京：2010.

（10）中国煤炭建设协会. 煤矿井巷工程质量验收规范(GB50213-2010)[M]. 北京：2010.

（11）秦忠诚，王同旭，李正龙，等. 岩巷高效快速掘进综合技术研究[J]. 矿山压力与顶板管理. 2004(02): 34-36.

（12）陈秀友，刘汉喜，袁文华. 岩巷爆破法一次成巷快速掘进技术研究[J]. 煤矿安全. 2010(06): 14-17.

（13）马利. 岩巷机械化快速掘进技术及其在邢台矿区的应用研究[D]. 中国矿业大学(北京), 2012.

（14）阚磊，姜明. 岩巷快速掘进影响因素分析及工艺的优化[J]. 煤炭科技. 2012(04): 31-32.

（15）李廷春，刘洪强，张亮. 硬岩下山巷道快速掘进技术措施研究[J]. 矿冶工程. 2012(03): 9-13.

（16）赵宏伟. 我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望[J]. 煤炭科学技术. 2012(01): 5-7.

（17）李清，杨仁树，汤增陆，等. 深部大断面岩巷快速掘进技术研究[J]. 煤炭科学技术. 2006(10): 1-4.

（18）王旭锋，张东升，邵鹏，等. 深部软岩锚喷支护巷道快速掘进技术[J]. 采矿与安全工程学报. 2011(03): 415-419.

（19）约翰·查德维克，李掌印，董川. 掘锚机开创快速掘进局面[J]. 中国煤炭. 2010(10): 137-140.

（20）赵学雷，孟国营，李卫涛. 煤巷掘锚一体自动化快速掘进关键技术研究与实践[J]. 煤矿机械. 2010(12): 183-185.