具体描述
《井巷工程》是根据高等学校采矿工程专业新的教学计划、培养目标及教学大纲编写的。按照理论联系实际、紧密结合生产实际的原则，全面系统地介绍了矿井建设方面的基本理论和基础知识，详细阐述了矿山井巷的设计方法及施工技术。《井巷工程》内容包括平巷、巷道交岔点、竖井、井底车场、斜井、天（溜）井、硐室的设计与施工，支护工程，复杂地质条件下的巷道施工，劳动施工组织。
《井巷工程》为采矿工程专业的本科生必修教材，也可供金属非金属矿山、煤矿、地下工程、地铁工程、隧道工程等工程技术人员参考。
矿井通风与安全管理 作者： 王建国 教授 出版社： 工业科技出版社 出版日期： 2023年10月 字数： 约55万字 内容提要： 本书是针对矿井通风与安全管理领域的一部深度专业著作，全面系统地阐述了现代矿井通风系统的设计原理、运行控制、监测评估以及安全管理体系的构建与实施。本书旨在为矿业工程专业学生、通风与安全管理领域的工程师、技术人员以及相关行业的决策者提供一本权威、实用且与时俱进的参考手册。 全书共分为十六章，结构严谨，逻辑清晰，从基础理论到工程应用，层层递进，并结合最新的行业标准、技术进展和典型案例进行了详尽的论述。 第一部分：矿井通风基础理论与环境控制 第一章：矿井通风的基本概念与意义 本章深入探讨了矿井通风的物理学基础，阐述了通风在保障矿井人员健康、控制有害气体、抑制粉尘爆炸及火灾风险中的核心作用。重点介绍了矿井通风系统的基本组成要素、通风网络理论的演进及其在矿井复杂地质条件下的适用性分析。通过对不同类型矿井（如煤矿、金属矿、非金属矿）通风需求的比较，明确了通风设计的差异化原则。 第二章：矿井气流动力学与网络分析 详细阐述了矿井气流流动的基本定律，包括伯努利原理在井下巷道中的具体应用。着重介绍了矿井通风网络的基本方程组（如基尔霍夫定律）及其求解方法，包括经典迭代法和现代矩阵法。引入了通风阻力系数的精确测定技术，并分析了巷道断面变化、流态转变（如湍流与层流）对通风阻力的影响。探讨了如何利用数值模拟软件（如CFD）对复杂通风网络进行优化设计和故障诊断。 第三章：矿井有害气体的生成、性质与控制 本章聚焦于井下常见有害气体，如甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）以及氮氧化物（NOx）的来源、理化性质、毒性阈值和职业接触限值（OELs）。系统介绍了防止有害气体超限的关键技术，包括源头控制（如优化采掘工作面瓦斯抽放、灌浆堵漏）和稀释通风策略。特别强调了在非常规开采条件下（如深井、水淹区）的气体动态监测与应急处理。 第四章：矿井粉尘与温度环境控制 深入分析了矿井粉尘的生成机制、粒度分布及其对人体呼吸系统的危害（如尘肺病）。详细论述了干式除尘（如湿式除尘器的效率分析、防尘技术）和湿式除尘技术的工程应用。在温度控制方面，本章探讨了岩温、湿度对人员热负荷的影响，介绍了深井高效冷却技术（如制冷站、冷风井）的设计参数和能耗优化方法，确保工作环境的舒适度和安全性。 第二部分：通风系统设计与设备选型 第五章：矿井通风负荷计算与设计标准 系统地介绍了确定矿井通风负荷的科学方法，包括人员需求量法、采掘工作面瓦斯涌出量法、火灾热量控制法等。详细解读了国家及行业关于最小通风量、风速标准和风量分配的最新规范。本章通过大量工程实例，演示了如何根据生产规模、地质条件和安全要求，编制出科学合理的总通风方案。 第六章：主要通风机与辅助通风系统 全面介绍了主扇和局扇的结构原理、性能曲线、选型原则及安装要求。对比分析了轴流风机、离心风机在不同矿井条件下的优缺点。详细阐述了多风机并联、串联运行的控制策略，以及变频调速技术在降低能耗中的应用。针对局部狭小空间，深入分析了管道通风、风筒通风系统的设计与维护。 第七章：通风网络优化与风量平衡 本章是通风工程实践的核心。介绍了如何通过调节风门、风障等通风设施，实现矿井内各工作面风量的精确分配，即通风平衡。重点讲解了通风网络闭路与分区控制技术，如何利用自动调节阀门和智能控制系统，实现风量按需分配，最大化通风效率并降低非生产区域的能耗。 第八章：非常规通风技术与自然通风 探讨了在特殊时期或特定区域采用非常规通风技术的重要性。详细介绍了矿井火灾、爆炸等事故发生后的非常规通风（如正负压通风、射流通风）的应急操作规程和技术要点。同时，对矿井的自然通风进行了定量分析，讨论了季节、气压变化对自然风量的影响及其在通风设计中的修正系数应用。 第三部分：通风安全监测与预警系统 第九章：有毒有害气体自动监测技术 详细介绍了各类气体传感器的工作原理（电化学式、红外吸收式、催化燃烧式等），及其在井下环境中的可靠性与抗干扰能力。阐述了构建矿井气体在线监测系统的技术架构，包括数据采集、传输协议（如Modbus、LoRa）和集中监控平台。重点分析了传感器定期校验与维护的标准流程。 第十章：瓦斯地质与预测预报 针对煤矿安全生产的重中之重，本章深入探讨了瓦斯赋存的地质条件、瓦斯地层判识方法。详细介绍了地层钻孔取样分析、地球物理勘探在瓦斯预测中的应用。重点阐述了基于时间序列分析和机器学习的瓦斯涌出量预测模型，以实现对高瓦斯区域的超前探放和有效预警。 第十一章：火灾与爆炸风险评估及热成像监测 本章系统阐述了矿井火灾的起源、蔓延机理和热力学分析。介绍了针对采掘工作面、电缆密集区、储煤点等火灾高风险区域的预防措施。重点介绍了红外热成像技术在井下设备早期故障（如轴承过热、电缆绝缘劣化）的非接触式检测中的应用，并结合历史事故案例分析了预警信息的响应机制。 第十二章：通风安全连锁与远程控制 阐述了将通风参数与生产设备（如采煤机、掘进机、提升设备）实现联动的安全连锁技术。详细描述了如何设计一套可靠的远程/中央控制系统，当监测参数（风速、氧气含量、有毒气体）超限时，系统能够自动执行降速、停机、启动备用风机或启动喷雾降尘等安全操作，确保人员在极端情况下的安全。 第四部分：矿井通风与安全管理体系 第十三章：通风系统运行与维护管理 本章侧重于通风设施的生命周期管理。涵盖了主通风机、风道、风门、风障的定期检测标准、故障诊断流程和维修保养规程。强调了通风系统“一图一档”的管理模式，确保所有通风设施的参数、阻力信息准确无误，为应急处置提供可靠依据。 第十四章：矿井通风事故的应急处置与救援 构建了针对不同类型通风事故（如风道贯通、主扇停转、有毒气体突涌）的快速响应流程图。详细介绍了应急通风（如正负压对流、利用救援通道）的具体实施步骤、人员疏散路线规划和救援队伍的快速进入策略。强调了模拟演练在提升应急响应能力中的重要性。 第十五章：通风环境的职业健康与法规遵从 深入分析了长期暴露于矿井特殊环境（如高围岩应力、高温高湿、低氧低风速）对矿工健康的影响。讲解了职业病防治法中关于矿井通风环境的强制性要求。本章指导读者如何建立符合国家安全生产法规的通风管理体系，确保企业运营的合法合规性。 第十六章：通风技术的新发展与智能化趋势 展望了通风技术未来的发展方向，包括基于物联网（IoT）的矿井通风大数据分析平台、利用无人机和机器人技术对复杂巷道进行通风检测和维护、以及人工智能在优化通风能耗和预测瓦斯风险中的前瞻性应用。 附录： 矿井通风常用技术规范与标准摘要 矿井通风阻力系数参考表 气体毒性对照表与急救指南 本书图文并茂，包含大量现场照片、工程图纸和详细的计算案例，是矿业工程师案头不可或缺的实用工具书。
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目录信息
绪论1 平巷设计与施工 1.1 平巷断面形状及尺寸设计 1.1.1 平巷断面形状的选择 1.1.2 平巷净断面尺寸确定 1.2 平巷施工 1.2.1 凿岩工作 1.2.2 爆破工作 1.3 通风与防尘工作 1.3.1 通风工作 1.3.2 防尘工作 1.4 岩石的装载与转载 1.4.1 装岩设备 1.4.2 工作面调车与转载 1.4.3 平巷掘进机械化作业线的设备配套2 巷道交岔点设计与施工 2.1 巷道交岔点类型 2.1.1 穿尖交岔点 2.1.2 牛鼻子交岔点 2.2 巷道交岔点断面尺寸确定 2.2.1 巷道交岔点平面尺寸确定 2.2.2 巷道交岔点中间尺寸确定 2.2.3 巷道交岔点主要尺寸的计算公式 2.3 巷道交岔点工程量计算及施工图 2.3.1 巷道交岔点支护厚度的确定 2.3.2 巷道交岔点工程量及材料消耗量计算 2.3.3 巷道交岔点施工图 2.4 交岔点施工 2.4.1 交岔点施工方法 2.4.2 交岔点施工注意事项3 井底车场设计与施工 3.1 井底车场的基本概念 3.1.1 井底车场 3.1.2 井底车场的路线组成和硐室 3.2 井底车场的形式及影响井底车场形式的主要参数 3.2.1 井底车场形式及选择 3.2.2 影响确定井底车场形式的主要参数 3.3 井底车场设计 3.3.1 井底车场设计的一般要求 3.3.2 竖井井底车场设计4 斜井设计与施工 4.1 斜井井筒断面布置 4.1.1 串车斜井井筒断面布置 4.1.2 箕斗斜井井筒断面布置 4.1.3 胶带机斜井井筒断面布置 4.1.4 斜井断面尺寸确定 4.2 斜井井筒内设施 4.2.1 水沟 4.2.2 人行道 4.2.3 躲避硐室 4.2.4 管路和电缆铺设 4.2.5 轨道铺设 4.3 斜井掘砌 4.3.1 斜井井颈施工 4.3.2 斜井基岩掘砌 4.3.3 斜井支护 4.3.4 斜井快速掘进实例5 天(溜)井设计与施工 5.1 天(溜)井断面形状与尺寸确定 5.1.1 天(溜)井断面形状选择 5.1.2 天(溜)井断面尺寸确定 5.2 天(溜)井施工现状与发展 5.3 天(溜)井掘进方法 5.3.1 普通法掘进 5.3.2 吊罐法掘进 5.3.3 爬罐法掘进 5.3.4 深孔爆破法掘进 5.3.5 钻进法掘进6 硐室设计与施工 6.1 硐室设计 6.1.1 马头门设计 6.1.2 中央水泵房与水仓设计 6.1.3 箕斗装载硐室及矿仓设计 6.1.4 破碎硐室设计 6.2 硐室施工 6.2.1 硐室的施工方法 6.2.2 与井筒相连的主要硐室的施工 6.2.3 光爆、喷锚技术在硐室施工中的应用7 支护工程 7.1 巷道围岩分类方法 7.1.1 按岩石质量指标分类 7.1.2 按岩体结构类型分类 7.1.3 岩体质量分级 7.1.4 岩体地质力学分类 7.1.5 巴顿岩体质量分类 7.2 支护材料 7.2.1 木材 7.2.2 金属材料 7.2.3 水泥 7.2.4 锚杆 7.2.5 混凝土 7.3 临时支护 7.3.1 金属拱形支护 7.3.2 喷锚支护 7.3.3 喷射混凝土支护 7.4 永久支护 7.4.1 棚式支护 7.4.2 石材支护 7.4.3 混凝土支护 7.4.4 锚杆支护8 复杂地质条件下的巷道施工 8.1 复杂水文地质岩层中掘砌施工方案的确定 8.1.1 方案确定的一般原则 8.1.2 掘砌施工顺序的几种方案 8.2 松软岩层中巷道施工 8.2.1 松软岩层的物理特征 8.2.2 松软岩层类型 8.2.3 松软岩层的主要力学特征 8.2.4 松软岩层巷道的维护 8.2.5 松软岩层巷道施工方法及实例 8.3 含水岩层中的巷道施工 8.3.1 人工降低水位法 8.3.2 注浆堵水法 8.3.3 睢幕注浆法 8.3.4 在巷道通过含水岩层时的施工安全措施 8.4 新奥法施工 8.4.1 新奥法的特点 8.4.2 隧(巷)道施工的新奥法设计问题 8.4.3 按新奥法原则的隧(巷)道的施工 8.4.4 新奥法的测试工作 8.4.5 新奥法的评价9 巷道施工组织与管理 9.1 巷道施工方案 9.1.1 一次成巷的施工方案 9.1.2 多工序平行作业和交叉作业 9.2 巷道施工组织管理 9.2.1 概述 9.2.2 掘进作业循环 9.2.3 巷道施工组织与管理10 竖井设计与施工 10.1 竖井断面设计 10.1.1 竖井断面的布置形式 10.1.2 井筒内的装备 10.1.3 竖井断面形状与尺寸 10.1.4 绘制井筒施工图并编制井筒工程量及材料消耗量表 10.2 竖井井筒施工 10.2.1 井口施工 10.2.2 竖井施工方法 10.2.3 凿岩爆破 10.2.4 装岩、翻矸、排矸 10.2.5 排水与治水 10.2.6 井筒支护 10.2.7 掘砌循环与劳动组织 10.2.8 凿井设备 10.2.9 竖井井筒快速施工实例 10.3 竖井井筒延深 10.3.1 竖井延深注意事项 10.3.2 常用竖井延深方案参考文献
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