XXXX建矿业工程管理与实务讲义

矿业工程管理与实务吴守荣教授1G410000矿业工程技术含工程测量与工程地质、工程材料、地面工业结构与施工、地基与基础工程、凿岩爆破、井巷工程、边坡（露天矿山）工程七部分，共计17目。1G411000工程测量与工程地质1G411010工程测量1G411011掌握工程测量控制网的布设要求一、土木工程施工测量控制网（一）施工测量控制网的基本概念1工程施工测量和施工测量控制网（P1）2施工测量控制网的特点（P2）（二）建立施工控制网的基本原则和精度要求1施工控制网建立的基本原则（P2）2精度控制的基本方法（重点P2）二、矿区测量控制网（一）矿区测量控制网及其布设要求1矿区测量控制网的概念（P3）2矿区测量控制网的基本要求（重点P3）（二）近井网和近井点1基本概念（P3）2近井点和进口高程基点布设的基本要求（重点P3）1G411012掌握控制测量和贯通测量工程的方法和要求一、地面施工控制测量的基本方法（一）平面控制方法1平面控制网的形式和选择（重点P4）2三角网控制3导线网控制厂区控制网多设成环形，可按城市测量规范的一级或二级导线测量的技术要求建立；厂房控制网可按城市二级或三级导线的技术要求建立。厂房控制网的建立方法包括基线法和主轴线法。基线法适用中小厂房；主轴线法测设工序较多，比较费时，适合于大型车间建立控制网。（二）高程控制方法1高程控制网的布设要求和高程控制施工期间应保持高程点位置稳定；当场地面积较大时，高程控制网可按首级网和加密网两级布设，相应的水准点称为基本水准点和施工水准点。2基本水准点（重点P5）3施工水准点用来测定建筑物高程；应靠近建筑物；对中小型建筑场地，施工水准点应布设成闭合路线或附和路线，按城市四等水准或专门要求进行。二、矿井控制测量基本内容和方法（一）矿井联系测量的基本方法1联系测量工作的基本内容平面联系测量为定向；高程联系测量为导入高程。联系测量就是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统。2矿井定向两类：几何定向：通过平硐或斜井的定向、一井定向、两井定向。物理定向：精密磁性仪器定向、投向仪定向和陀螺经纬仪定向。3高程联系测量随开拓方法分：平硐导入高程、斜井导入高程和立井导入高程。4联系测量的限差要求（重点P5)（二）井下控制测量的基本方法和要求1井下测量工作的特点和方法井下平面控制均以导线的形式沿巷道布设；目的是实现井下平面测量的控制，也能满足一般贯通测量的要求。经纬仪-刚尺导线、光电测距导线、全站仪导线、陀螺定向-光电测距导线。2井下平面控制测量（P6）3井下高程控制测量（P6）三、矿井贯通工程测量（一）基本知识1井巷贯通测量的分类（P6)2井巷贯通测量的几何要素井巷中心线坐标方位、腰线倾角、贯通距离，用于标定巷道的中、腰线。（二）贯通测量的技术要求（P7）（三）贯通测量误差1重要方向偏差（P7）2其他偏差3井巷贯通的允许偏差值（P7）1G411012了解测量仪器的使用方法一、测量仪器和一般使用方法（一）常用测量仪器1经纬仪：测量水平角和垂直角；2水准仪：测量两点高差；3钢尺和光电测距仪：测量两点间距离；4全站仪：集光、机、电为一体，集水平角、垂直角、距离、高差于一体。（二）全球卫星定位系统(GPS)概念（了解）二、土木工程测量专用仪器（一）激光扫平仪（二）激光垂线仪（三）陀螺经纬仪（P8)三、矿山地质测量信息系统（了解）例题分析（1）单选1．井口位置的确定以及井巷贯通等测量都必须依据建立在井口附近的（）来进行。（06年试题）A．三角控制网和环形控制网B．平面控制点和高程控制点C．水平控制距离和方位角D．平面坐标和坐标方位角2.矿井联系测量的目的是()。（07年考题）A.使地面和井下测量控制网采用同一坐标系B.将地面的平面测量与高程测量联系起来C.将井下平面测量与高程测量联系起来D.将地面平面测量与井下高程测量联系起来3.具有角度测量、距离测量、三维坐标测量、导线测量等多种用途的测量仪器是（）。（09年试题）A．陀螺经纬仪B．水准仪C．全站仪D．光电测距仪4．关于矿山井上、下平面控制测量方法，以下说法错误的是（）。（09年试题）A．对地形平坦而通视比较困难的地区，可采用导线网B．井下平面控制可用GPS网C．对地势平坦，建筑物众多且分布较规则和密集的工业场地，一般采用建筑方格网D．对地形起伏较大的山区或丘陵地区，常用三角测量例题分析（2）多选1．关于矿井联系测量，叙述正确的是（）。（06年试题）A．矿井联系测量的目的是使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统B．矿井定向可分为几何定向和用投向仪定向两大类C．导入高程的方法与矿井的开拓方式无关，只与所用仪器有关D．矿井联系测量的主要任务是确定矿井地面测量起始点的坐标、方位角和高程E．矿井联系测量是将矿井地面的平面坐标系统和高程系统传递到井下的测量2.可以测出两点之间距离的测量仪器有（）。A.水准仪B经纬仪C光电测距仪DGPS系统E全站仪3.影响贯通测量工作精度的因素有（）。A贯通测量方案的选择B贯通测量方法的选择C贯通测量仪器的选择和使用D贯通施工精度高低E贯通测量工作实施质量高低1G411020工程地质1G411021掌握矿业工程项目的工程地质条件与评价一、土的分类（一）土的基本分类1岩石2碎石土3砂土4黏性土（P9)（二）土的工程分类表1G411021-1（掌握开挖方法）二、土的物理性能指标和工程性质（一）土的基本物理性质指标密度、重度、相对密度、干密度、干重度。（二）黏性土的状态指标1土的黏性指数（P11）2土的液性指数（P11）（三）土的工程性质1土的可松性2土的压缩性和地基变形（P11）3土的休止角三、土的抗剪强度土的抗剪强度是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。（一）抗剪强度计算（二）影响土体抗剪强度的因素（重点P12)四、土压力（P12)五、岩石的基本力学性质与质量评价（一）岩石基本力学性质1岩石的压缩变形与破坏特性（重点P12)2岩石破坏与岩石承载能力充分利用岩石的承载能力是井下支护的一项重要原则。（二）节理的影响和岩体力学特性（三）岩石质量评价（P13)三部分指标评价结论不一致时，应以较低的指标为准。1G411022掌握地质构造的形式及其对矿山工程影响一、岩石的生成分类与构造特点沉积岩、岩浆岩和变质岩。（P14)二、地层赋存特点与地质构造的主要形式（一）地层单位地层划分单位：界、系、统；地质年代单位：代、纪、世。（二）岩层产状1走向2倾向3倾角（三）地质构造主要形式1地质构造形式（1）单斜构造（2）褶皱构造：背斜、向斜（3）断裂构造：裂隙、断层。2断层的基本知识（P15)三、原岩应力概念及其在矿山工程中的地位（一）原岩应力在矿山工程中的地位原岩应力主要由自重应力和构造应力组成；原岩应力是引起地下结构荷载的根本因素。支护荷载的大小直接与原岩应力有关。（二）构造应力特点以水平应力为主，经常造成岩层和矿山井巷工程的严重破坏。（三）地质构造对矿山工程的影响地质构造对采矿系统及巷道布置的影响：断层和褶曲的影响（重点P16）1G411023熟悉矿山地质图的读图方法一、各类矿图的绘制系统和要求（了解）二、矿图的种类及其用途（一）矿图的分类基本矿图、专门矿图、日常生产用矿图和生产交换图四类。（二）基本矿图的用途井田地形地质图、工业场地平面图、采掘工程平面图、主要巷道平面图、井上下对照图、井筒断面图、主要保护矿柱图。（三）常见地质图的特点和用途钻孔柱状图、地质剖面图、地板等高线图。三、矿图的读法主要地质构造要素在矿图上的表示方法（P18)例题分析（1）单选1．关于岩石性质，叙述正确的是（）。（06年试题）A．含高岭石、蒙脱石等成分的岩石孔隙率小、渗透性差，遇水后极易泥化B．含有硅质和铁质胶结成分的岩石较坚固，钙质胶结难于溶解C．深成的侵入性岩浆岩形体大、结晶较均匀，强度高，抗风化能力弱D．变质岩一般具有结晶和定向排列结构，变质程度越高岩性越差2．关于原岩应力与井巷工程稳定性的关系，观点正确的是（）。（06年试题）A．支付荷载就是原岩应力，原岩应力越大，支护荷载越大B．围岩条件相同时，原岩应力越大，越不利于井巷工程的稳定C．井巷开挖破坏了原岩应力的平衡，所以必须要支护D．原岩应力仅在开挖初期对井巷工程的稳定性有影响2.关于影响无黏性土体抗剪强度因素的正确说法是()。（07年试题）A.土体颗粒级配越均匀其抗剪强度越高B.土颗粒排列越紧密，其内摩擦角越高C.松砂的内摩擦角为零D.颗粒粗糙度越大，排列越不整齐，其强度越低3．两盘沿近直立的断层面作水平移动的是（）断层。（09真题）A．走向B．倾向C．平推D．斜交例题分析（2）多选1．岩石压缩全应力应变曲线反映的岩石物理力学性质特点包括（）。（06年试题）A．当岩石所受作用力相对不大时，可以将岩石视为刚性材料B．岩石在加载过程中不断有微破裂出现C．到极限强度后，岩石承载能力没有消失D．在有围压时，可以提高岩石的强度但对岩石的脆性没有改善E．软化段岩石的承载能力随变形增加会不断降低2．关于地质构造的特征及其对矿山工程的影响，以下说法正确的有（）。（09年试题）A．褶曲结构应力的主作用方向和褶曲轴垂直B．通常可以把大断层作为井田边界C．中小断层往往影响巷道布置，但可减少巷道掘进量D．煤矿背斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域E．一般情况下，褶曲会使沿走向布置的巷道发生弯曲1G412000工程材料1G412010混凝土与水泥1G412011掌握混凝土的组成和技术要求一、混凝土的基本组成与性能要求（一）混凝土的概念与基本组成是由骨料和胶结材料与水拌合、硬化后形成的一种固态的建筑材料。胶结成分主要是水泥，骨料以沙、石子为主。（二）混凝土基本成分的性能要求（P19）二、混凝土的技术要求和易性、强度、耐久性、经济合理性（重点P19-22）三、混凝土配合比的基本知识混凝土配合比指混凝土各组成材料间的数量比例关系。表示方法有两种：1m3混凝土各组成材料的质量表示；以水泥为基本数1，表示出各材料用量间的比例关系。混凝土水灰比试决定混凝土强度及其和易性等性质的重要指标。1G412012熟悉水泥的性能及其使用要求一、水泥的基本组成由水泥熟料、石膏和混合材磨细而成。水泥性能主要取决水泥熟料的组成与质量；硬化后强度由熟料主要矿物与水反应、凝结提供；混合材有提高水泥产量、降低水泥强度等级、减少水化热、改善水泥性能等作用。二、水泥品种及其技术性质P25表1G412012-1。三、水泥的主要性能指标细度、凝结时间、体积安定性、强度和水化热。水泥颗粒粒径愈细，水化愈快，早期和后期强度都高。水泥初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。水泥体积安定性不良的原因，一般是由于熟料中存在游离氧化钙和氧化镁或渗入石膏过量造成的。水化热及其释放速率主要和水泥的矿物种类及颗粒细度有关。四、矿山条件对水泥品种的要求P23表1G412012-2.1G412020建筑钢材与其他材料1G412021掌握建筑钢材的性能及使用要求一、常用钢材分类化学成分：碳素钢、合金钢；含碳量：低碳钢、中碳钢、高碳钢；硫、磷杂质含量：普通钢、优质钢、高级优质钢。合金钢中含金元素：低合金钢、中合金钢和高合金钢。用途：结构钢、工具钢、特殊钢和专用钢。二、常用建筑钢材的基本知识（一）常用建筑钢材种类主要包括型钢、钢筋、其他用途刚三类。基本都属于低碳结构钢和低合金结构钢。（二）常用建筑钢材的工作性能和特点（重点P24）1抗拉性能2抗冲击性能3耐疲劳性能4硬度5冷弯性能6钢材的可焊性7抗腐蚀性（三）建筑常用钢材与金属材料制品的品种及其基本知识1常用建筑钢材（1）线材（2）型钢2金属材料制品三、矿山专用钢材矿用工字钢、矿用特殊型钢（U型钢）、轻轨等。矿用工字钢既适合作梁，也适合作柱腿；U型钢可制作有可缩性支架；轻便钢轨专为井下1~3吨矿车运输提供，支护中用制作轻型支架，承载性能差。四、常用钢材加工方法及对钢材性能的影响1冷加工强化：提高屈服强度，降低塑性和韧性；2时效强化：钢的屈服强度和强度极限随时间延长而逐渐提高，塑性和韧性逐渐降低的现象；3热处理：退火、正火、淬火、回火；4焊接：电弧焊、电