【矿业实务】顾士东课件 04-第3章-矿井系统与工程设计-第4章-矿区地面工业建筑工程

第3章矿井系统与工程设计第3章

矿井系统与工程设计3.1矿井开拓与井巷布置3.2矿井生产与采选方法第3章考点目录考点1：矿井开拓方式考点2：矿井通风方式考点3：水平巷道考点4：断面选型第3章

矿井系统与工程设计3.1矿井开拓与井巷布置3.2矿井生产与采选方法第3章考点目录考点1：斜井提升考点2：采矿方法分类考点3：磁选法生产流程考点4：电选法生产流程3.1矿井开拓与井巷布置考点1：矿井开拓方式按井筒形式可分为立井、斜井、平硐、综合开拓等四类；1）立井开拓方式：指主、副井均为立井；立井单水平开拓：一般适用于矿层倾角小于12°，地质构造简单，矿层埋藏较深的矿井。2）斜井开拓方式：指主副井筒均采用斜井的井田开拓方式；斜井井筒的倾角由井巷布置和提升设备的要求确定，如采用普通胶带运输斜井倾角一般不超过16°。3）平硐开拓方式：为排水，必须有3‰～5‰的流水坡度。考点2：矿井通风方式1）根据井筒的布置方法不同，矿井生产期间的通风方式有：中央式、对角式、混合式和分区域通风。2）井巷施工通风方式

：可分为压入式、抽出式、混合式三种，其中以混合式通风效果最佳。考点3：水平巷道（1）平硐。有一个通达地面的出口，是进入地下的主要水平巷道。除运煤外，兼作运料、行人、通风、供电和排水等用。（2）平巷。没有通达地面的出口（3）石门。没有通达地面的出口，在岩层中开掘的垂直或斜交于岩层走向的水平巷道。一般有联络石门、运输石门、回风石门等。（4）煤门。没有通达地面的出口，在煤层中开掘的垂直或斜交于煤层走向的水平巷道。一般在厚煤层中较为常见。考点4：断面选型分为曲线形和折线形两大类形状。一般情况下，巷道的用途和服务年限是考虑选择断面形状的重要因素。在选择断面形状时，作用在巷道上的地压大小和方向也起主要作用。当顶压较大、侧压较小时，则应选用直墙拱形断面（半圆拱、圆弧拱或三心拱）；当顶压、侧压都很大且有严重底鼓时，就必须选用诸如马蹄形、椭圆形或圆形等封闭式断面。3.2矿井生产与采选方法考点1：斜井提升采用串车、箕斗和胶带输送机三种提升方式。①斜井串车提升适用于倾角25°以下的斜井；②斜井箕斗提升适用于倾角25°～30°的斜井；③斜井胶带运输机提升为连续运输，易实现自动化，主要适用于倾角小于18°的斜井井筒。考点2：采矿方法分类根据对顶板和围岩地压管理方法的不同，采矿方法分空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法。考点3：磁选法生产流程利用矿物之间的磁性差异而使不同矿物实现分离的一种选矿方法。磁选法既简单又方便，不会产生额外污染。磁选法广泛地应用于黑色金属矿石的分选、有色和稀有金属矿石的精选等方面。常用的磁铁矿石分选工艺流程包括：（1）干式磁选。将矿物分离出尾矿。（2）湿式磁选。细磨，再进行湿式磁选，得到最终精矿产品。考点4：电选法生产流程利用各种矿物及物料的电性质不同而进行分选的一种物理选矿方法。电选的有效处理粒度通常为0.1～2mm,。电选有色和稀有金属矿物的工艺流程主要包括：（1）粗选：筛分和洗选（2）磨选：二级磨粉后，细磨得到精矿。（3）电选：将精矿通过电选机进行电选，分离出废石。（4）浓缩：电选浓缩液进行浓缩处理，得到高品位的精矿。（5）精炼：矿进行熔炼处理，第3章

矿井系统与工程设计3.1矿井开拓与井巷布置3.2矿井生产与采选方法第3章考点目录考点1：矿井开拓方式考点2：矿井通风方式考点3：水平巷道考点4：断面选型第3章

矿井系统与工程设计3.1矿井开拓与井巷布置3.2矿井生产与采选方法第3章考点目录考点1：斜井提升考点2：采矿方法分类考点3：磁选法生产流程考点4：电选法生产流程第4章矿区地面工业建筑工程第4章矿区地面工业建筑工程4.1矿区地面工业建筑结构与施工4.2基础工程与地基处理第4章考点目录考点1：井架的安装方法考点2：井塔的施工方法考点3：厂房结构的吊装施工方法考点5：混凝土浇筑施工考点7：起重机械考点6：钢结构的连接方法4.3基坑工程施工考点8：自行式起重机的选用考点4：混凝土结构的基本特点第4章矿区地面工业建筑工程4.1矿区地面工业建筑结构与施工4.2基础工程与地基处理第4章考点目录考点1：桩基础考点3：夯实地基考点2：换填地基4.3基坑工程施工考点4：挤密桩地基考点5：预压地基第4章矿区地面工业建筑工程4.1矿区地面工业建筑结构与施工4.2基础工程与地基处理第4章考点目录考点1：深层搅拌水泥土围护墙考点3：土钉墙考点7：集水明排法4.3基坑工程施工考点8：井点降水考点4：地下连续墙考点5：基坑土方回填考点6：基坑土方工程施工机械考点2：土层锚杆与锚索的施工技术要求4.1

矿区地面工业建筑结构与施工考点1：井架的安装方法（1）井口组装就地起立旋转法：大、高主要适用于井口场地平整、宽敞，井架的重量大，高度较高的情况。（2）利用吊车安装法：中小主要适用于井口场地受限的中小型井架。（3）井口外组装整体滑移安装法：工期较少主要适用于场地受限，占用井口工期较少的情况。考点2：井塔的施工方法采用滑模、大模板、爬模和预建整体平移施工技术。（1）滑模施工方法：快、机具大、劳动力多优点：施工速度快，占用井口时间少，经济效益明显。缺点是施工专用设备和机具用量大，利用率低，一次性投资高；连续成型施工技术要求高，占用劳动力多；（2）大模板施工方法：专用场地、劳力少优点：改善了作业环境，减少了高空作业，节省劳力，降低了劳动强度；

缺点：施工现场需有较大的专用场地；同时需要一定的机械设备；混凝土输送距离长。考点2：井塔的施工方法（3）爬模施工方法起吊少、精度高、易弯曲优点：工艺简单，减少了起吊工作量，分层施工、结构整体性好，施工精度高、质量好缺点：因需抽、插支承杆，故支承杆容易弯曲（4）预建整体平移施工方法优点：可缩短建井总工期，加快建井速度。缺点：造价高考点3：厂房结构的吊装施工方法按构件的吊装次序，可分为三种。（1）分件吊装法：指起重机在吊装工程内每开行一次只吊装一种构件的方法。（2）节间吊装法：指起重机在吊装工程内的一次开行中，分节间吊装完各种类型的全部构件或大部分构件的吊装方法。采用：①吊装某些特殊结构时；②采用某些移动比较困难的起重机（如桅杆式起重机）时（3）综合吊装法：

指建筑物内一部分构件采用分件吊装法吊装，一部分构件采用节间吊装法吊装的方法。考点4：混凝土结构的基本特点（1）素混凝土结构：主要承受压力荷载（2）钢筋混凝土结构：主要钢筋都布置在构件的受拉部位（3）型钢混凝土结构：承载力大、抗震性能好，但耗钢量较多，可在高层、大跨或抗震要求较高的工程中采用。（4）钢管混凝土结构：混凝土处于侧向受压状态，抗压强度成倍提高；具有优越的抗震性能；利于钢管的抗火和防火；耐腐蚀性能优于钢结构。（5）预应力混凝土结构：在其受拉部位预先施加压应力预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。考点5：混凝土浇筑施工应由低处往高处分层浇筑。每层的厚度应根据捣实的方法、结构的配筋情况等因素确定。浇筑中不得发生离析现象；当浇筑高度超过3m时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。浇筑混凝土应连续进行。当必须间歇时，其间歇时间宜缩短，并应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。考点6：钢结构的连接方法钢结构的连接方法有焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接等。应用最多的是焊接和高强螺栓连接。1）焊缝连接：缺点是焊接残余应力和残余变形、低温冷脆问题、对疲劳较敏感。2）铆钉连接：优点是塑性和韧性较好、传力可靠3）普通螺栓连接：节点只能承受拉力、用钢量多。4）高强螺栓连接：具有连接紧密、受力良好、耐疲劳、安装简单迅速、施工方便、便于养护和加固以及动力荷载作用下不易松动等优点。考点7：起重机械1）自行式起重机：起重量大，机动性好。①汽车式起重机：行走速度快，不可在360°范围作业②履带起重机：电动式不适用于经常转移作业场地工程。③轮胎起重机：能全回转作业，行驶速度慢，不宜长距离2）塔式起重机：分为固定式和移动式两种，后者按其行走装置又可分为履带式、汽车式、轮胎式和轨道式四种；3）桅杆式起重机：属于非标准起重机，其结构简单，起重量大，对场地要求不高，使用成本低，但效率不高。每次使用须重新进行设计计算。考点8：自行式起重机的选用必须按照其特性曲线进行①根据被吊装设备或构件的就位位置、现场具体情况等确定起重机的站车位置，站车位置一旦确定，其幅度也就确定；②确定其臂长；③根据上述已确定的幅度、臂长，由起重机的特性曲线，确定起重机能够吊装的载荷；④如果起重机能够吊装的载荷大于被吊装设备或构件的重量，则起重机选择合格，否则重选。4.2基础工程与地基处理考点1：桩基础分为预制桩和灌注桩两大类。1）钢筋混凝土预制桩施工混凝土预制桩的混凝土强度达到70%方可起吊，达到100%方可运输。沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法等。（3）振动沉桩：优点是设备构造简单，使用方便，效能高，所消耗的动力少，附属机具设备亦少。其缺点是适用范围较窄，不宜用于黏性土以及土层中夹有孤石的情况（4）水冲法沉桩（射水沉桩）：锤击沉桩的一种辅助方法。考点1：桩基础2）混凝土灌注桩施工：施工时无振动、无挤土和噪声小，宜于在建筑物密集地区使用。（2）套管成孔灌注桩：目前采用最为广泛的一种灌注桩。（3）爆扩成孔灌注桩：成孔方法简便，能节省劳动力，降低成本，做成的桩承载力也较大。爆扩桩的适用范围较广，除软土和新填土外，其他各种土层中均可使用。考点2：换填地基1.灰土地基：适用于加固深1～4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。2.砂和砂石地基：适用于处理3.0m以内的软弱、透水性强的黏性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的黏性土地基。考点3：夯实地基1）重锤夯实地基适用于地下水位0.8m以上，稍湿的黏性土、砂土以及分层填土地基的加固处理。2）强夯地基适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土、湿陷性黄土等的处理，还可用于水下夯实。考点4：挤密桩地基1）砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用2）土桩和灰土桩适用于处理地下水位以上，深度5～15m的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25%的土，不宜采用。考点5：预压地基（1）堆载预压：对地基进行预压堆载，使地基土固结，可有效减少施工后变形和提高地基稳定性。（2）真空预压：在饱和软土地基中设置竖向排水通道，其上覆盖不透气塑料薄膜或橡胶布，真空泵进行抽气。适于饱和均质黏性土及含薄层砂夹层的黏性土，特别适于新的淤填土、超软土地基的加固。不适于在加固范围内有足够的水源补给的透水土层，以及施工场地狭窄的工程进行地基处理。4.3基坑工程施工考点1：深层搅拌水泥土围护墙优点是坑内一般无需支撑，便于机械化快速挖土；水泥土围护墙具有挡土、止水的双重功能，通常较经济，且施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。但是，水泥土围护墙的位移相对较大，同时其厚度较大。考点2：土层锚杆与锚索的施工技术要求（1）地面土层锚杆和锚索与地下隧道、矿山巷道的锚杆不同。是一种施加预应力的基坑（边坡）支护形式。（2）地面土层锚杆和锚索在使用前，应完成土层各种相关的土质试验；在未经处理的有机质土、液限大于50%的土层及相对密实度小于0.3的土层中，不应采用土层锚杆和锚索作为使用年限超过2年的永久性支护。（3）土层锚杆与锚索的预应力杆体材料宜选用钢绞线、高强度钢丝或高强度螺纹钢筋。考点2：土层锚杆与锚索的施工技术要求（4）土层锚杆上、下层垂直间距不宜小于2m，水平方向间距不宜小于1.5m。上覆土层的厚度不小于4.0m，非锚杆的锚固段长度不宜小于5.0m，锚杆的锚固段长度由计算确定。倾斜锚杆的角度宜在10o~25o，但不应大于45o。（5）采用土层锚杆应充分考虑锚杆或锚索在地下条件防腐问题，不得采用高铝水泥拌制砂浆，不应采用污水和pH值小于4.0酸性水。考点3：土钉墙土钉墙支护是一种原位土体加固技术，由原位土体、设置在土中的土钉与喷射混凝土面层组成，形成一个类似重力式挡土墙结构，维护开挖面的稳定。土钉支护用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时，应采用降水或截水措施。目前在软土场地亦有应用。可以先锚后喷，也可以先喷后锚。考点4：地下连续墙地下连续墙适用于淤泥、黏性土、冲积土、砂性土及粒径50mm以下的砂砾层等，深度可达50m，但不适用于在岩溶地段、含承压水很高的细砂粉砂地层、很软的黏性土层中。优点：（1）速度快、精度高，并且振动小、噪声低。（2）多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等。（3）基坑开挖过程的安全性高，支护结构变形较小。（4）墙身具有良好的抗渗能力（5）开挖基坑无需放坡，土方量小；浇筑混凝土无需支模和养护，并可在低温下施工，缩短了施工时间。考点4：地下连续墙2）地下连续墙施工工艺与技术要求：（1）制作导墙。沿纵向轴线位置开挖导沟，修筑导墙（2）制备泥浆。泥浆是成槽槽壁稳定的关键，在地下连续墙挖槽中起到护壁、携渣、冷却机具和切土润滑的作用。（3）开挖槽段（4）加工吊装钢筋笼（5）接入接头管：待混凝土初凝（强度达0.05～0.2MPa）后拔出接头管，形成相邻单元槽段的接头。（6）水下浇筑混凝土。混凝土浇灌一般采用导管法。考点5：基坑土方回填永久性土方回填的边坡坡度应符合设计要求。（1）回填土料应符合设计要求，碎石类土或爆破石碴用作回填土料时，其最大粒径不应大于每层铺填厚度的2/3,铺填时大块料不应集中，且不得回填在分段接头处。（2）应与基础结构及基坑换撑施工工况保持一致；（3）宜对称、均衡地进行土方回填；（4）回填较深的基坑，土方回填应控制降落高度考点6：基坑土方工程施工机械1）推土机：经济运距在100m以内，以30～60m为最佳运距。特点是操作灵活、运输方便，行驶速度较快，易于转移。2）铲运机：行驶速度快，运转方便，生产效率高。常用于坡度在20度以内的大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基等土方工程。适宜运距为600～1500m，当运距为200～350m时效率最高。考点6：基坑土方工程施工机械3）挖掘机

多次考特点（1）正铲挖掘机：挖土特点是“前进向上，强制切土”。（2）反铲挖掘机：挖土特点是“后退向下，强制切土”。（3）拉铲挖掘机：挖土特点是“后退向下，自重切土”（4）抓铲挖掘机：挖土特点是“直上直下，自重切土”考点7：集水明排法集水明排法是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖排水沟，在坑底设置集水坑，使水流入集水坑，然后用水泵抽走。抽出的水应予引开，远离基坑以防倒流。集水明排法宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层；在细砂和粉砂土层中，由于地下水渗出会带走细粒、发生流沙现象，容易导致边坡坍塌、坑底涌砂，因此不宜采用。考点8：井点降水分为两类：一类为真空抽水，有真空井点（单层或多层轻型井点）以及喷射井点；另一类为非真空抽水，有管井井点（包括深井井点）等。考点8：井点降水1）轻型井点：井点管下端配有滤管。集水总管常用直径100~127mm的钢管，每节长4m，一般每隔0.8m或1.2m设一个连接井点管的接头。抽水设备包括真空泵、离心泵和水汽分离器等。一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100~120m。轻型井点可采用单排布置、双排布置以及环形布置；当土方施工机械需要进出基坑时，也可采用U形布置。考点8：井点降水2）喷射井点：当降水深度超过8m时，宜采用喷射井点，喷射井点采用压气喷射泵进