矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 测 量

测 量 的 要 素 与 要 求

内容作用

内容：将建（构）筑物的位置、形状、大小与高程在实地进行标定 项目建设完成后，还应进行竣工测量，提供最终的项目测量报告（2023）

作用：①施工测量的数据是检查施工质量、工程安全以及竣工验收的重要评价依据，是 项目施工完成后应完整移交的重要技术文件；②施工测量可为矿山安全工作提供相关信 息，测量成果还将成为项目在生产阶段的重要资料

基本原则

测量原则：①程序由整体到局部、②步骤先控制后细部、③精度由高级到低级

控制网作用：控制全局、提供基准、控制测量误差累积

地面平面控制网：三角网、边角网、测边网、导线网、GPS网 高程控制网：水准网或三角高程网

矿山控制网

控制网的形式比较单一采用导线沿巷道布设。（GPS网在地下不能采用）

矿井测量控制网（近井网）：可单独布设，近井点和井口高程基点是矿山测量的基准点

矿井联系测量：联系测量应至少独立进行两次 矿井定向：①几何定向：平硐、斜井、立井（一井定向、两井定向） ②物理定向：精密磁性仪器定向、投向仪定向、陀螺经纬仪定向

导入高程：①平硐→水准测量；②斜井→三角高程测量；③立井→长钢尺导入高程、长 钢丝导入高程和光电测距仪导入高程

测 量 的 内 容 与 方 法

立井 与巷 道测 量

①井筒十字中线点的设定应在建井初期完成，每侧≥3个，点间距≥20m，离井口距离 ≥15m ②井筒砌璧时，至少每隔15m 要用中心垂线检查一次边垂线或井壁的竖直程度 ③煤矿井筒施工采用激光指向时，应经常检查仪器设备，并每隔100m用悬挂垂线等方 法对光束进行一次检查和校正。有色金属矿山井筒采用激光指向时，每掘进20~30m应 采用井筒中心线校核，其偏差不得大于15mm，砌筑时则应每隔10~20m进行校核， 偏差不得大于5mm ④按井筒内两垂线方向掘进的井底车场巷道超过15m时，应进行初次定向；当车场巷道 掘进到40〜50m时，应按联系测量的规定进行定向测量

①巷道施工均应标设中线和腰线，最前面一个中、腰线点至掘进工作面的距离一般应不 超过30〜40m。同一矿井的腰线距离底板（轨面）的高度宜设为定值 ②主要巷道中线应用经纬仪标定，主要运输巷道腰线应用水准仪、经纬仪或连通管水准 器标定。新开口的巷道中腰线，掘进到4〜8m时，应检查或重新标定中腰线 ③ 采用激光指向仪指示巷道方向和高程时，指向仪距离工作面的距离不宜小于70m;每 组中、腰线点不应少于3个，点之间的距离不应小于3m

矿井 贯通 工程

①贯通几何要素：方位角、贯通距离、腰线、倾角（坡度） ②贯通测量至少应独立进行两次，最后一次标定贯通方向时，未掘的巷道长度不得小于 50m ③剩余巷道距离在岩巷中剩余15~20m时，测量负责人应以书面形式报告有关领导，并 通知安检施工区队长

测量仪 器及使 用方法

常用仪器 ①经纬仪：角度；②水准仪：高程、高程；③钢尺、光电测距仪：距离；④全站仪：角 度、距离、高程、坐标

矿业专用 ①激光扫平仪：扫除平面；②激光垂线仪：竖向准直（高层建筑、烟囱）、③陀螺经纬 仪：高精度定向

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 测 量

测 量 的 要 素 与 要 求

内容作用

内容：将建（构）筑物的位置、形状、大小与高程在实地进行标定 项目建设完成后，还应进行竣工测量，提供最终的项目测量报告（2023）

作用：①施工测量的数据是检查施工质量、工程安全以及竣工验收的重要评价依据，是 项目施工完成后应完整移交的重要技术文件；②施工测量可为矿山安全工作提供相关信 息，测量成果还将成为项目在生产阶段的重要资料

基本原则

测量原则：①程序由整体到局部、②步骤先控制后细部、③精度由高级到低级

控制网作用：控制全局、提供基准、控制测量误差累积

地面平面控制网：三角网、边角网、测边网、导线网、GPS网 高程控制网：水准网或三角高程网

矿山控制网

控制网的形式比较单一采用导线沿巷道布设。（GPS网在地下不能采用）

矿井测量控制网（近井网）：可单独布设，近井点和井口高程基点是矿山测量的基准点

矿井联系测量：联系测量应至少独立进行两次 矿井定向：①几何定向：平硐、斜井、立井（一井定向、两井定向） ②物理定向：精密磁性仪器定向、投向仪定向、陀螺经纬仪定向

导入高程：①平硐→水准测量；②斜井→三角高程测量；③立井→长钢尺导入高程、长 钢丝导入高程和光电测距仪导入高程

测 量 的 内 容 与 方 法

立井 与巷 道测 量

①井筒十字中线点的设定应在建井初期完成，每侧≥3个，点间距≥20m，离井口距离 ≥15m ②井筒砌璧时，至少每隔15m 要用中心垂线检查一次边垂线或井壁的竖直程度 ③煤矿井筒施工采用激光指向时，应经常检查仪器设备，并每隔100m用悬挂垂线等方 法对光束进行一次检查和校正。有色金属矿山井筒采用激光指向时，每掘进20~30m应 采用井筒中心线校核，其偏差不得大于15mm，砌筑时则应每隔10~20m进行校核， 偏差不得大于5mm ④按井筒内两垂线方向掘进的井底车场巷道超过15m时，应进行初次定向；当车场巷道 掘进到40〜50m时，应按联系测量的规定进行定向测量

①巷道施工均应标设中线和腰线，最前面一个中、腰线点至掘进工作面的距离一般应不 超过30〜40m。同一矿井的腰线距离底板（轨面）的高度宜设为定值 ②主要巷道中线应用经纬仪标定，主要运输巷道腰线应用水准仪、经纬仪或连通管水准 器标定。新开口的巷道中腰线，掘进到4〜8m时，应检查或重新标定中腰线 ③ 采用激光指向仪指示巷道方向和高程时，指向仪距离工作面的距离不宜小于70m;每 组中、腰线点不应少于3个，点之间的距离不应小于3m

矿井 贯通 工程

①贯通几何要素：方位角、贯通距离、腰线、倾角（坡度） ②贯通测量至少应独立进行两次，最后一次标定贯通方向时，未掘的巷道长度不得小于 50m ③剩余巷道距离在岩巷中剩余15~20m时，测量负责人应以书面形式报告有关领导，并 通知安检施工区队长

测量仪 器及使 用方法

常用仪器 ①经纬仪：角度；②水准仪：高程、高程；③钢尺、光电测距仪：距离；④全站仪：角 度、距离、高程、坐标

矿业专用 ①激光扫平仪：扫除平面；②激光垂线仪：竖向准直（高层建筑、烟囱）、③陀螺经纬 仪：高精度定向

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 地 质 和 水 文 地 质

矿山地质 条件的分 析与评价

土的分类 特殊土：软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、多年冻土、混合土、人工填土、盐渍土

物理性质指标 密度、重度、相对密度、干密度、干重度、含水量、饱和度

工程性质 土的工程性质包括土的可松性、压缩性和休止角

抗剪强度 无黏性土抗剪强度和剪切面上的正压力成正比，黏性土 和粉土的抗剪强度还与土颗粒间的黏聚力有关

特殊土的工程性质

①淤泥类土：高含水量和高孔隙比、渗透性低、高压缩 性、抗剪强度低、较显著的触变性和蠕变性。淤泥质类土 地基的不均匀沉降，是造成建筑物开裂损坏或严重影响使 用等工程事故的主要原因 ②膨胀土：吸水膨胀和失水收缩。在天然条件下一般处于 硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性低 ③红黏土较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性；红黏 土的强度一般随深度增加而大幅降低

岩石的物 理力学性 质及工程 性质

岩石分类 按成因：岩浆岩、沉积岩、变质岩。深成岩的强度和抗风化能力为最 高，然后依次是浅成岩、火山喷出岩

物理性质

①空隙性：包含孔隙率、孔隙比 ②吸水性：吸水率、饱和系数大，表明岩石的吸水能力强 ③软化性：软化系数小于0.75的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性较差 ④抗冻性：吸水率小于0.5%，饱和系数小于0.8，软化系数大于0.75的 岩石，为抗冻岩石

力学性质 ①强度特性：抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度；②岩石的变形特性；③节理面影响

矿井地质类型划分 简单、中等、复杂、极复杂

地质构造 及其对矿 山工程的 影响

岩层产状 主要参数：走向、倾向和倾角

断层的要素 断层面、断层线、交面线、断盘、断距、落差以及断层的走向、倾向和倾角

断层分类 按断层上下盘相对移动的方向分类：①正断层；②逆断层；③平推断层 根据断层走向与岩层走向的关系分类:①走向断层；②倾向断层；③斜交断层

地质构 造对矿 山工程 的影响

断层影响：①断层截断岩层，可能会改变矿层位置，甚至使原有的岩层失 落，给矿层开采、巷道布设及其运输、施工等工作带来许多困难；②断层使 围岩破碎，强度降低，破坏岩层稳定性，从而容易引起顶板冒落、围岩严重 变形甚至垮塌，给支护造成严重困难；③断层存在还可能严重改变岩层的透 水条件，一方面是围岩破碎使岩层的透水系数增加，尤其是小断层成群或较 密集、造成裂隙严重发育；另一方面是岩层间破碎容易发生层间错动而形成 良好的透水条件。断层容易引起大涌水，甚至出现突水危害；④井田内的大 断层往往成为井田或者采区、盘区边界，影响巷道布置，增加巷道施工工程 量，限制生产设备功能甚至影响开采效率

褶曲影响：褶曲轴部顶板压力常有增大现象，巷道容易变形，难于维护，该处 开采需加强支护；向斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域；一般情况下，井田内 阶段或水平运输大巷、总回风巷沿走向布置。褶曲使沿层布置的巷道发生弯曲

矿井 水文 地质 条件 分析 及应 用

地下水分类①埋藏条件：上层滞水、潜水、承压水。②含水层空隙性质：孔隙水、裂隙 水、岩溶水、多年冻土带水

井巷涌水 及预测

①地表水：水量大，来势猛，并伴有泥沙，常造成淹井事故。 ②地下水：松散层孔隙水、基岩裂隙水、可溶岩溶洞水（水量大、水 压高、来势猛、危害大，容易造成淹井事故） ③大气降水：若井巷位于分水岭处，它往往是唯一水源。 ④老窑水：短时间可有大量水进入井巷，来势猛，破坏性大，易造成 淹井事故。含有硫酸根离子，有一定的腐蚀

井巷涌水量预测方法 水文地质比拟法、涌水量与水位降深曲线法、地下水动力学法

矿井水的 综合防治

①基本原则：坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采” ②基本技术方法：采取“探、防、堵、疏、排、截、监”综合防治措施 ③“探”其在水害防治措施中具有核心地位并起先导作用

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 地 质 和 水 文 地 质

矿山地质 条件的分 析与评价

土的分类 特殊土：软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、多年冻土、混合土、人工填土、盐渍土

物理性质指标 密度、重度、相对密度、干密度、干重度、含水量、饱和度

工程性质 土的工程性质包括土的可松性、压缩性和休止角

抗剪强度 无黏性土抗剪强度和剪切面上的正压力成正比，黏性土 和粉土的抗剪强度还与土颗粒间的黏聚力有关

特殊土的工程性质

①淤泥类土：高含水量和高孔隙比、渗透性低、高压缩 性、抗剪强度低、较显著的触变性和蠕变性。淤泥质类土 地基的不均匀沉降，是造成建筑物开裂损坏或严重影响使 用等工程事故的主要原因 ②膨胀土：吸水膨胀和失水收缩。在天然条件下一般处于 硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性低 ③红黏土较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性；红黏 土的强度一般随深度增加而大幅降低

岩石的物 理力学性 质及工程 性质

岩石分类 按成因：岩浆岩、沉积岩、变质岩。深成岩的强度和抗风化能力为最 高，然后依次是浅成岩、火山喷出岩

物理性质

①空隙性：包含孔隙率、孔隙比 ②吸水性：吸水率、饱和系数大，表明岩石的吸水能力强 ③软化性：软化系数小于0.75的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性较差 ④抗冻性：吸水率小于0.5%，饱和系数小于0.8，软化系数大于0.75的 岩石，为抗冻岩石

力学性质 ①强度特性：抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度；②岩石的变形特性；③节理面影响

矿井地质类型划分 简单、中等、复杂、极复杂

地质构造 及其对矿 山工程的 影响

岩层产状 主要参数：走向、倾向和倾角

断层的要素 断层面、断层线、交面线、断盘、断距、落差以及断层的走向、倾向和倾角

断层分类 按断层上下盘相对移动的方向分类：①正断层；②逆断层；③平推断层 根据断层走向与岩层走向的关系分类:①走向断层；②倾向断层；③斜交断层

地质构 造对矿 山工程 的影响

断层影响：①断层截断岩层，可能会改变矿层位置，甚至使原有的岩层失 落，给矿层开采、巷道布设及其运输、施工等工作带来许多困难；②断层使 围岩破碎，强度降低，破坏岩层稳定性，从而容易引起顶板冒落、围岩严重 变形甚至垮塌，给支护造成严重困难；③断层存在还可能严重改变岩层的透 水条件，一方面是围岩破碎使岩层的透水系数增加，尤其是小断层成群或较 密集、造成裂隙严重发育；另一方面是岩层间破碎容易发生层间错动而形成 良好的透水条件。断层容易引起大涌水，甚至出现突水危害；④井田内的大 断层往往成为井田或者采区、盘区边界，影响巷道布置，增加巷道施工工程 量，限制生产设备功能甚至影响开采效率

褶曲影响：褶曲轴部顶板压力常有增大现象，巷道容易变形，难于维护，该处 开采需加强支护；向斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域；一般情况下，井田内 阶段或水平运输大巷、总回风巷沿走向布置。褶曲使沿层布置的巷道发生弯曲

矿井 水文 地质 条件 分析 及应 用

地下水分类①埋藏条件：上层滞水、潜水、承压水。②含水层空隙性质：孔隙水、裂隙 水、岩溶水、多年冻土带水

井巷涌水 及预测

①地表水：水量大，来势猛，并伴有泥沙，常造成淹井事故。 ②地下水：松散层孔隙水、基岩裂隙水、可溶岩溶洞水（水量大、水 压高、来势猛、危害大，容易造成淹井事故） ③大气降水：若井巷位于分水岭处，它往往是唯一水源。 ④老窑水：短时间可有大量水进入井巷，来势猛，破坏性大，易造成 淹井事故。含有硫酸根离子，有一定的腐蚀

井巷涌水量预测方法 水文地质比拟法、涌水量与水位降深曲线法、地下水动力学法

矿井水的 综合防治

①基本原则：坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采” ②基本技术方法：采取“探、防、堵、疏、排、截、监”综合防治措施 ③“探”其在水害防治措施中具有核心地位并起先导作用

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 材 料

建筑钢材 力学性能

①抗拉性能：强度、弹性模量、伸长率等，通过拉伸试验获得 ②抗冲击性能：钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力 ③耐疲劳性能：钢材在交变荷载反复作用下，远小于抗拉强度时发生突然破坏 ④硬度：抵抗硬的物体压陷表面的能力，是评价部件承受磨损作用的重要参数

矿用特种钢材 矿用工字钢：既适于作梁，也适于作腿；U型钢：截面系数接近相等，横向稳定性较好

钢材加工方法 及对性能影响

冷加工强化：将建筑钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，提高其屈服强 度，降低了塑性和韧性

时效强化：钢材经冷加工 ，屈服强度和极限强度随着时间的延长而逐渐提 高，塑性和韧性逐渐降低

热处理：退火、正火、淬火和回火。在施工现场，有时需对焊接件进行热处理

焊接：电阻电焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、预埋件埋弧焊等

水 泥

基本 组成

水泥熟料、石膏和混合料组成。水泥的性能主要决定于熟料组成与质量 掺加混合料：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 石膏：调节凝结时间，提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性、抗渗性、活性激发剂

性 能 指 标

细度：颗粒粒径愈细，水化愈快，强度较高

凝结时间：初凝（开始失去塑性）；≥45min；终凝（完全失去塑性）；≤6.5h

体积安定性：安定性不良由于熟料中存在游离氧化钙和氧化镁或掺入石膏过量

强度：抗压强度、抗折强度和抗拉强度（硅酸盐水泥的龄期为3d、28d）标 准养护后所测得的强度

水化热：对大体积不利（内外温差，可形成不均匀应力的开裂），对冬期有利

水泥 使用 范围

硅及普硅水泥：快硬早强；水化热较高；抗冻性较好；干缩性较小 适用：受冻融循环、早期强度要求较高；不适用：大体积、受侵蚀

矿渣硅酸盐水泥（耐热）、火山灰质硅酸盐水泥（抗渗性）、粉煤灰硅酸盐 水泥（干缩小）：早期强度低，后期增长快；水化热较低；耐硫酸盐腐蚀性 较好；适用：大体积工程、蒸汽养护构件、有硫酸盐侵蚀的工程；不适用： 早期强度要求较高的工程、有抗冻要求的工程

混 凝 土

混凝 土的 组成

混凝土由水泥、砂、石子和水拌合而成。外加剂：减水剂、早强剂、速凝剂、 防水剂、抗冻剂、缓凝剂等，以改善混凝土的性能，满足施工设计要求，如提 高最终强度或初期强度（早强）、改善和易性、提高耐久性、节约水泥等

性能及技 术要求

①具有一定的和易性，以满足拌合、浇筑等工作要求；②混凝土应在规定 龄期达到设计要求的强度；③硬化后的混凝土应具有适应其所处环境的耐 久性；④经济合理，在保证质量前提下，降低造价

强度及 配合比

强度等级：养护条件温度为20±2℃，相对湿度大于95%的28d边长 150mm立方体抗压强度值

混凝土水胶比是决定混凝土强度及其和易性的重要指标

提高 混凝 土性 能

提高混凝土强度：①提高水泥强度等级；②尽量降低水胶比；③采用高强度石子；④加 强养护；⑤强搅拌和振捣成型；⑥添加增强材料，如硅粉、钢纤维等

提高混凝土抗变形性能：①限制水泥用量、保持一定骨料用量；②选择合适的水泥品 种，减小水胶比，充分捣实，加强早期养护；③利用钢筋的作用限制混凝土的变形发 展；④低热水泥，减小水泥用量；⑤设置伸缩缝，设置温度钢筋

提高混凝土耐久性：①根据工程环境和工程性质不同选用合适的水泥品种，并选择适宜 的混合材料和填料；②采用较小的水胶比，并限制最大水胶比和最小水泥用量；③采用 级配好且干净的砂、石骨料，并选用粒径适中的砂、石骨料；④掺加减水剂或引气剂， 或根据工程特性，掺加其他适宜的外加剂；⑤加强养护；改善施工方法

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 材 料

建筑钢材 力学性能

①抗拉性能：强度、弹性模量、伸长率等，通过拉伸试验获得 ②抗冲击性能：钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力 ③耐疲劳性能：钢材在交变荷载反复作用下，远小于抗拉强度时发生突然破坏 ④硬度：抵抗硬的物体压陷表面的能力，是评价部件承受磨损作用的重要参数

矿用特种钢材 矿用工字钢：既适于作梁，也适于作腿；U型钢：截面系数接近相等，横向稳定性较好

钢材加工方法 及对性能影响

冷加工强化：将建筑钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，提高其屈服强 度，降低了塑性和韧性

时效强化：钢材经冷加工 ，屈服强度和极限强度随着时间的延长而逐渐提 高，塑性和韧性逐渐降低

热处理：退火、正火、淬火和回火。在施工现场，有时需对焊接件进行热处理

焊接：电阻电焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、预埋件埋弧焊等

水 泥

基本 组成

水泥熟料、石膏和混合料组成。水泥的性能主要决定于熟料组成与质量 掺加混合料：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 石膏：调节凝结时间，提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性、抗渗性、活性激发剂

性 能 指 标

细度：颗粒粒径愈细，水化愈快，强度较高

凝结时间：初凝（开始失去塑性）；≥45min；终凝（完全失去塑性）；≤6.5h

体积安定性：安定性不良由于熟料中存在游离氧化钙和氧化镁或掺入石膏过量

强度：抗压强度、抗折强度和抗拉强度（硅酸盐水泥的龄期为3d、28d）标 准养护后所测得的强度

水化热：对大体积不利（内外温差，可形成不均匀应力的开裂），对冬期有利

水泥 使用 范围

硅及普硅水泥：快硬早强；水化热较高；抗冻性较好；干缩性较小 适用：受冻融循环、早期强度要求较高；不适用：大体积、受侵蚀

矿渣硅酸盐水泥（耐热）、火山灰质硅酸盐水泥（抗渗性）、粉煤灰硅酸盐 水泥（干缩小）：早期强度低，后期增长快；水化热较低；耐硫酸盐腐蚀性 较好；适用：大体积工程、蒸汽养护构件、有硫酸盐侵蚀的工程；不适用： 早期强度要求较高的工程、有抗冻要求的工程

混 凝 土

混凝 土的 组成

混凝土由水泥、砂、石子和水拌合而成。外加剂：减水剂、早强剂、速凝剂、 防水剂、抗冻剂、缓凝剂等，以改善混凝土的性能，满足施工设计要求，如提 高最终强度或初期强度（早强）、改善和易性、提高耐久性、节约水泥等

性能及技 术要求

①具有一定的和易性，以满足拌合、浇筑等工作要求；②混凝土应在规定 龄期达到设计要求的强度；③硬化后的混凝土应具有适应其所处环境的耐 久性；④经济合理，在保证质量前提下，降低造价

强度及 配合比

强度等级：养护条件温度为20±2℃，相对湿度大于95%的28d边长 150mm立方体抗压强度值

混凝土水胶比是决定混凝土强度及其和易性的重要指标

提高 混凝 土性 能

提高混凝土强度：①提高水泥强度等级；②尽量降低水胶比；③采用高强度石子；④加 强养护；⑤强搅拌和振捣成型；⑥添加增强材料，如硅粉、钢纤维等

提高混凝土抗变形性能：①限制水泥用量、保持一定骨料用量；②选择合适的水泥品 种，减小水胶比，充分捣实，加强早期养护；③利用钢筋的作用限制混凝土的变形发 展；④低热水泥，减小水泥用量；⑤设置伸缩缝，设置温度钢筋

提高混凝土耐久性：①根据工程环境和工程性质不同选用合适的水泥品种，并选择适宜 的混合材料和填料；②采用较小的水胶比，并限制最大水胶比和最小水泥用量；③采用 级配好且干净的砂、石骨料，并选用粒径适中的砂、石骨料；④掺加减水剂或引气剂， 或根据工程特性，掺加其他适宜的外加剂；⑤加强养护；改善施工方法

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 材 料

相关材料

石材 具有比较高的强度、良好的耐磨性和耐久性

石膏

①凝结硬化速度快，凝结时间可调；②凝结硬化过程中，体积微有膨胀，硬化时不出现 裂缝；③硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好；④具有良好的装饰性和抗 火性，⑤热容量和吸湿性大，可均衡室内环境的温度和湿度。⑥石膏的耐水性和抗冻性 均较差，不宜用于潮湿和高温环境

石灰 石灰硬化后的强度不高，在潮湿环境中强度会更低，遇水还会溶解溃散。石灰不宜在长 期潮湿环境中或在有水的环境中使用

水玻璃 具有良好的粘结性能和很强的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能堵塞材料 的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。良好的耐热性能，高温不分解，强度不降低，常 用于注浆堵水和岩土体加固

围 岩 分 类 与 工 程 稳 定

围 岩 的 工 程 分 类 方 法

岩体结构 ①整体块状结构；②层状结构；③碎裂结构（镶嵌结构、层状碎裂结构、碎裂结构）； ④散体结构

岩石种类 ①岩浆岩（强度通常比较高）；②沉积岩（石英岩、片麻岩、大理岩）；③变质岩：砂 岩、泥岩、煤

岩石强度 普氏系数f：f＜2，很软的岩石；f=2〜4，软岩；f=4~8，中等强度岩石；f更大，硬 岩或很硬的岩石

常用岩石工程分类 强稳定岩层、稳定岩层、中等稳定岩层、弱稳定岩层、不稳定岩层

矿山边 坡稳定 方法及 其应用

影响岩石边坡 稳定的因素

①边坡体的物理力学性质；②边坡体的结构形式及其形状和尺寸；③边坡的工作条件 ④边坡加固和维稳设施的影响；⑤水的影响；⑥工程施工影响；⑦其他影响

边坡加固方法

①锚杆加固：锚杆的预应力或者预紧力可以改善边坡的受力状态，并能提高边坡的抗剪 能力。锚杆布设要达到一定深度外，应根据岩土体结构特性选择合适的方向、密度 （间、排距）。锚杆的预应力或者预紧力对锚固效果有重要影响 ②锚索加固：锚索可以施加很高的预应力、锚索的布设深度更深、锚索的适用范围广 ③抗滑桩加固：适用于浅层滑坡及边坡局部不稳定区段的加固 ④滑面爆破加固：滑面爆破加固又称麻面爆破加固。滑面爆破加固方法主要应用于顺层 滑坡

防治滑坡的 主要方法

①重力处理：减重或削坡、压坡脚；②改善岩性：疏干排水、爆破滑动面、回填岩石、 注浆；③支护结构：锚索、抗滑桩、挡墙

巷 道 支 护 形 式 及 应 用

支架和可缩 支架支护

①支架支护：梯形和拱形。倾巷道的支架应有一定的迎山角。支架支护属于被动支护 ②拱形可缩支架：拱形金属可缩支架是一种让压式支护，适应围岩变形较大的情况

锚喷支护和 锚索支护

①锚杆支护与锚喷支护：锚杆支护是一种积极支护，效果非常突出 ②锚杆支护：锚杆的固结力（抗拉拔力）是发挥锚杆作用的关键 ③锚索支护：锚索对围岩施加的预应力是一种对围岩的主动作用 ④喷射混凝土支护与锚喷联合支护：喷射混凝土可有效防止围岩松动，还能和围岩 紧密粘合共同工作，还具有防止围岩风化，利于提高围岩承载能力；采用金属支架 与锚喷混凝土的联合具有较大的支护能力，适用于围岩破碎、压力大等严重情况

衬砌支护 采用砌块砌筑或者现浇混凝土浇筑，是一种刚性支护结构。坚固耐久、防火阻水、通风 阻力小

软岩、破碎 巷道支护

软岩巷道：对于有底鼓的巷道，宜采用封闭式（封底）支护。破碎围岩，及 时封顶、加固围岩；可采用注浆，或者使用锚注技术固结破碎围岩。工作面 有涌水或易冒顶的围岩，则宜采用如管棚、前探梁、锚杆注浆等超前支护

工程施工 检测方法 及应用

围岩变形监测 ①收敛测量：巷道稳定状况较好时，收敛曲线表现为变形速率迅速 减小，后期变形曲线收敛，最终变形有限。收敛测量一般采用各种 收敛计进行。②深部围岩位移监测：多点位移计测量、离层仪测量

荷载与应 力监测

支护载荷监测：包括支架载荷、衬砌或喷混凝土载荷、锚杆受力监测，也包括衬砌 或混凝土的面层应力监测，要求受力均匀且在其承载能力范围以内，并有一定余量

围岩应力监测：包括围岩表面应力监测以及巷道影响范围内的岩体应力测量

松动圈 监测

通过破裂围岩的物理性质（如声速、电阻、渗透性、电磁波等）变化或是通过直接 观测（钻孔取芯、钻孔潜望或视频、多点位移测量分析）围岩的破裂发育状况来确 定。应用较多的是用超声波波速和电磁雷达的方法

矿 业 工 程 施 工 相 关 技 术

矿 业 工 程 材 料

相关材料

石材 具有比较高的强度、良好的耐磨性和耐久性

石膏

①凝结硬化速度快，凝结时间可调；②凝结硬化过程中，体积微有膨胀，硬化时不出现 裂缝；③硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好；④具有良好的装饰性和抗 火性，⑤热容量和吸湿性大，可均衡室内环境的温度和湿度。⑥石膏的耐水性和抗冻性 均较差，不宜用于潮湿和高温环境

石灰 石灰硬化后的强度不高，在潮湿环境中强度会更低，遇水还会溶解溃散。石灰不宜在长 期潮湿环境中或在有水的环境中使用

水玻璃 具有良好的粘结性能和很强的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能堵塞材料 的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。良好的耐热性能，高温不分解，强度不降低，常 用于注浆堵水和岩土体加固

围 岩 分 类 与 工 程 稳 定

围 岩 的 工 程 分 类 方 法

岩体结构 ①整体块状结构；②层状结构；③碎裂结构（镶嵌结构、层状碎裂结构、碎裂结构）； ④散体结构

岩石种类 ①岩浆岩（强度通常比较高）；②沉积岩（石英岩、片麻岩、大理岩）；③变质岩：砂 岩、泥岩、煤

岩石强度 普氏系数f：f＜2，很软的岩石；f=2〜4，软岩；f=4~8，中等强度岩石；f更大，硬 岩或很硬的岩石

常用岩石工程分类 强稳定岩层、稳定岩层、中等稳定岩层、弱稳定岩层、不稳定岩层

矿山边 坡稳定 方法及 其应用

影响岩石边坡 稳定的因素

①边坡体的物理力学性质；②边坡体的结构形式及其形状和尺寸；③边坡的工作条件 ④边坡加固和维稳设施的影响；⑤水的影响；⑥工程施工影响；⑦其他影响

边坡加固方法

①锚杆加固：锚杆的预应力或者预紧力可以改善边坡的受力状态，并能提高边坡的抗剪 能力。锚杆布设要达到一定深度外，应根据岩土体结构特性选择合适的方向、密度 （间、排距）。锚杆的预应力或者预紧力对锚固效果有重要影响 ②锚索加固：锚索可以施加很高的预应力、锚索的布设深度更深、锚索的适用范围广 ③抗滑桩加固：适用于浅层滑坡及边坡局部不稳定区段的加固 ④滑面爆破加固：滑面爆破加固又称麻面爆破加固。滑面爆破加固方法主要应用于顺层 滑坡

防治滑坡的 主要方法

①重力处理：减重或削坡、压坡脚；②改善岩性：疏干排水、爆破滑动面、回填岩石、 注浆；③支护结构：锚索、抗滑桩、挡墙

巷 道 支 护 形 式 及 应 用

支架和可缩 支架支护

①支架支护：梯形和拱形。倾巷道的支架应有一定的迎山角。支架支护属于被动支护 ②拱形可缩支架：拱形金属可缩支架是一种让压式支护，适应围岩变形较大的情况

锚喷支护和 锚索支护

①锚杆支护与锚喷支护：锚杆支护是一种积极支护，效果非常突出 ②锚杆支护：锚杆的固结力（抗拉拔力）是发挥锚杆作用的关键 ③锚索支护：锚索对围岩施加的预应力是一种对围岩的主动作用 ④喷射混凝土支护与锚喷联合支护：喷射混凝土可有效防止围岩松动，还能和围岩 紧密粘合共同工作，还具有防止围岩风化，利于提高围岩承载能力；采用金属支架 与锚喷混凝土的联合具有较大的支护能力，适用于围岩破碎、压力大等严重情况

衬砌支护 采用砌块砌筑或者现浇混凝土浇筑，是一种刚性支护结构。坚固耐久、防火阻水、通风 阻力小

软岩、破碎 巷道支护

软岩巷道：对于有底鼓的巷道，宜采用封闭式（封底）支护。破碎围岩，及 时封顶、加固围岩；可采用注浆，或者使用锚注技术固结破碎围岩。工作面 有涌水或易冒顶的围岩，则宜采用如管棚、前探梁、锚杆注浆等超前支护

工程施工 检测方法 及应用

围岩变形监测 ①收敛测量：巷道稳定状况较好时，收敛曲线表现为变形速率迅速 减小，后期变形曲线收敛，最终变形有限。收敛测量一般采用各种 收敛计进行。②深部围岩位移监测：多点位移计测量、离层仪测量

荷载与应 力监测

支护载荷监测：包括支架载荷、衬砌或喷混凝土载荷、锚杆受力监测，也包括衬砌 或混凝土的面层应力监测，要求受力均匀且在其承载能力范围以内，并有一定余量

围岩应力监测：包括围岩表面应力监测以及巷道影响范围内的岩体应力测量

松动圈 监测

通过破裂围岩的物理性质（如声速、电阻、渗透性、电磁波等）变化或是通过直接 观测（钻孔取芯、钻孔潜望或视频、多点位移测量分析）围岩的破裂发育状况来确 定。应用较多的是用超声波波速和电磁雷达的方法

爆 破 工 程

工 业 炸 药 和 起 爆 器 材

工业 炸药 的种 类及 其应 用

工业炸药分类

第一类炸药，准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸 药，包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山 第二类炸药，准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，不 包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山 第三类炸药，只准许在露天爆破工程中使用的炸药

炸药基本要求

①爆炸性能好，有足够的威力 ②有较低的机械感度和适度的起爆感度 ③炸药配比接近零氧平衡，以保证爆炸产物中有毒气体生成量少 ④有适当的稳定贮存期，在规定的贮存期内不会变质失效 ⑤原料来源广泛，加工工艺简单，加工操作安全且价格便宜

煤矿许用炸药

煤矿矿井中使用的炸药：被筒炸药、当量炸药、离子交换炸 药、粉状硝铵类许用炸药、许用含水炸药 ①低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，使用安全等级不低于一级的 煤矿许用炸药 ②低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面，使用安 全等级不低于二级的煤矿许用炸药 ③高瓦斯矿井，使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药 ④突出矿井，使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药

起 爆 器 材 的 种 类 和 使 用 要 求

工业雷管

普通雷管：瞬发电雷管、秒延时电雷管、毫秒延时电雷管

煤矿许用雷管：煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延时电雷 管，可用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山

电子雷管：煤矿许用电子雷管和普通电子雷管。延时精度有了质的 提高，可达0.1ms数量级

使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。 使用煤矿许用数码电雷管时，一次起爆总时间差不得超过130ms,并应当与 专用起爆器配套使用。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使 用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。

导爆管雷管 具有抗静电、抗雷电、抗射频、抗水、抗杂散电流的能力，使用安全可靠，简单易行， 因此得到了广泛应用。在有瓦斯、矿尘等易燃易爆气体和粉尘的场合不得使用

导爆管 ①可被8号雷管、普通导爆索、专用激发笔等激发并可靠引爆 ②导爆管具有安全可靠、轻便、经济、不易受到杂散电流干扰和便于操作等优点 ③《爆破安全规程》规定，煤矿井下爆破作业不应使用导爆管

导爆索 参数包括：爆速、起爆能力、感度、耐水性、使用环境温度、耐热性和耐冻性等。 普通导爆索适用于露天工程爆破，安全导爆索可用于有瓦斯、矿尘爆炸危险作业点的 工程爆破

继爆管 单向继爆管的首尾两端的导爆索不可接错，否则发生拒爆；而双向继爆管两端都装有延 时药和起爆药，构成对称结构。两个方向都可以传爆，在使用时不会因接错而发生盲炮 事故

爆 破 工 程

工 业 炸 药 和 起 爆 器 材

工业 炸药 的种 类及 其应 用

工业炸药分类

第一类炸药，准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸 药，包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山 第二类炸药，准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，不 包括有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山 第三类炸药，只准许在露天爆破工程中使用的炸药

炸药基本要求

①爆炸性能好，有足够的威力 ②有较低的机械感度和适度的起爆感度 ③炸药配比接近零氧平衡，以保证爆炸产物中有毒气体生成量少 ④有适当的稳定贮存期，在规定的贮存期内不会变质失效 ⑤原料来源广泛，加工工艺简单，加工操作安全且价格便宜

煤矿许用炸药

煤矿矿井中使用的炸药：被筒炸药、当量炸药、离子交换炸 药、粉状硝铵类许用炸药、许用含水炸药 ①低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，使用安全等级不低于一级的 煤矿许用炸药 ②低瓦斯矿井的煤层采掘工作面、半煤岩掘进工作面，使用安 全等级不低于二级的煤矿许用炸药 ③高瓦斯矿井，使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药 ④突出矿井，使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药

起 爆 器 材 的 种 类 和 使 用 要 求

工业雷管

普通雷管：瞬发电雷管、秒延时电雷管、毫秒延时电雷管

煤矿许用雷管：煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延时电雷 管，可用于有瓦斯和矿尘爆炸危险的矿山

电子雷管：煤矿许用电子雷管和普通电子雷管。延时精度有了质的 提高，可达0.1ms数量级

使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超过130ms。 使用煤矿许用数码电雷管时，一次起爆总时间差不得超过130ms,并应当与 专用起爆器配套使用。不同厂家生产的或不同品种的电雷管，不得掺混使 用。不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。

导爆管雷管 具有抗静电、抗雷电、抗射频、抗水、抗杂散电流的能力，使用安全可靠，简单易行， 因此得到了广泛应用。在有瓦斯、矿尘等易燃易爆气体和粉尘的场合不得使用

导爆管 ①可被8号雷管、普通导爆索、专用激发笔等激发并可靠引爆 ②导爆管具有安全可靠、轻便、经济、不易受到杂散电流干扰和便于操作等优点 ③《爆破安全规程》规定，煤矿井下爆破作业不应使用导爆管

导爆索 参数包括：爆速、起爆能力、感度、耐水性、使用环境温度、耐热性和耐冻性等。 普通导爆索适用于露天工程爆破，安全导爆索可用于有瓦斯、矿尘爆炸危险作业点的 工程爆破

继爆管 单向继爆管的首尾两端的导爆索不可接错，否则发生拒爆；而双向继爆管两端都装有延 时药和起爆药，构成对称结构。两个方向都可以传爆，在使用时不会因接错而发生盲炮 事故

爆 破 工 程

爆 破 工 程 设 计 与 施 工

掏槽方式

斜眼掏槽：楔形掏槽、锥形掏槽、单斜掏槽（一般采用人工打眼） 优点：易将掏槽范围内的岩石向外拋出，所需的掏槽眼数目少 缺点：钻孔方向难以掌握，炮孔深度受巷道宽度和高度限制，碎石拋掷距离大

直眼掏槽：直线掏槽、菱形掏槽、角柱掏槽、五星掏槽、螺旋掏槽（布置空眼，有瓦斯 不适用） 优点：工作面布置方式简单，易实现钻孔机械化，炮孔利用率高，调整药量实现中深孔 爆破，爆堆集中 缺点：炮孔数目多，药量多，炮孔间距和平行度对掏槽效果影响大

爆破参数设计 ①炮孔直径②炮孔深度③炮孔数目④单位耗药量（掏槽眼爆破最困难，分配药量较多， 崩落眼分配药量较少。在周边眼中，底眼分配药量最多，帮眼次之，顶眼最少）

工作面炮孔布置

①首先布置掏槽孔，其次布置周边孔，最后布置崩落孔，即“抓两头、带中间” ②掏槽孔的布置选择合适的位置，通常为断面的中下部，或者是断面上的软弱岩 层内，以方便起爆 ③周边孔布置在断面轮廓线上，通常按光面爆破要求布置 ④崩落孔根据炮孔布置的密集系数要求，均匀布置在掏槽孔和周边孔之间

装药结构 掏槽孔和崩落孔采用连续装药结构。周边孔可采用三种装药结构：普通药卷的空气间隔 装药结构，小直径药卷的空气间隔装药结构，小直径药卷连续装药

起爆网路 无瓦斯和煤尘爆炸危险、无可燃气爆燃危险的非煤矿山一般采用非电起爆网路。煤矿井 下巷道掘进爆破必须使用由煤矿许用电雷管组成的电力起爆网路，一般采用串联起爆方 式

底盘抵抗线 ①按照深孔钻机安全作业的要求确定 ②按炮孔直径、装药密度、炮孔密集系数和每个炮孔装药量等确定 ③根据爆破实践经验确定

起爆顺序 排间顺序起爆、波浪式起爆、楔形起爆、斜线起爆

井 巷 掘 进 爆 破

炮孔布置要求 ①有较高的炮孔利用率(一般要求≥80%) ②先爆炮孔不会破坏后爆炮孔，或影响其内装药爆轰的稳定性 ③爆破块度均匀，大块率少 ④爆堆集中，飞石距离小，不会损坏支架或其他设备 ⑤爆破后断面和轮廓符合设计要求，表面平整并能保持井巷围岩自身的强度和稳定性

光面爆破施工：为获得良好的爆破效果，节省材料用量和工程量，提高井巷围岩自身承 载力，井巷爆破中一般采用光面爆破技术。巷道掘进光面爆破时，周边孔不耦合系数取 2〜5时，光爆效果最好；周边孔间距一般取孔距为炮孔直径的10〜20倍；周边孔的炮 孔密集系数一般为0.8〜1.0

光面爆破施工方案：全断面一次爆破和预留光爆层分次爆破。全断面一次爆破时，起爆 顺序为掏槽眼、崩落眼、周边眼。光面爆破对钻孔的要求：“平、直、齐、准” ①周边眼相互平行；②各炮孔均垂直于工作面；③炮孔底部要落在同一平面上； ④开孔位置要准确，都位于巷道断面轮廓线上，实际施工中偏斜一般不超过5°

露天浅孔 台阶爆破 施工技术 要求

①钻孔：浅孔爆破时一般使用轻便的风动、内燃或电力的手持式凿岩机，钻孔直径为 28〜45mm，钻孔深度可达2〜5m。为了提高爆破效果，应注意岩体结构面的生成情 况，岩体结构面包括层理、节理、裂隙面等。炮孔方向应尽量与岩层的层理或节理面垂 直，或以较大角度相交 ②装药：装药前，应设法清除孔内的岩渣和水分；在地下水丰富的情况下，应将药卷作 防潮或防水处理，亦可直接采用防水炸药，或用塑料套将药卷装入并密封 ③填塞：装药完毕后，炮孔剩余的长度应用堵填材料全部堵填。堵填材料一般用砂或稍 微潮湿的黏土等，填塞完毕后要用炮棍压紧填塞物，以增加其密度，提高堵塞质量 ④联线起爆：起爆网路联接后要全面检查，无误后即可发出爆破信号，进行起爆 ⑤爆后检查：露天浅孔台阶爆破，爆后应超过5min，方准许检查人员进入爆破作业地 点；如不能确认有无盲炮，应经15min后才能进入爆区检查