掘进工复训教案Word文档格式.docx

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（一）煤层埋藏深度

煤层埋藏的深度深浅不一，最大埋藏深度可达2km。

目前，我国煤矿并工开采深度已达千米以上。

（二）煤层层数

各煤田中的煤层层数不尽相同，少的只有一层或几层，多的可达十几层到几十层。

（三）煤层顶板与底板

1.顶板：

（1）伪顶：

是指直接位于煤层之上，随采随落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m以下，通常由炭质页岩、泥质页岩等组成。

（2）直接顶：

是指位于煤层或伪顶之上具有一定稳定性，在支架前移或回柱后能自行冒落的岩层。

一般为页岩、砂质页岩和粉砂岩等。

（3）基本顶：

是指位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大，难于垮落的岩层。

常由砂岩、砾岩或石灰岩等组成。

2.底板：

（1）直接底：

是指直接煤层之下的岩层。

由泥岩组成。

（2）老底：

是指位于直接底或煤层之下的岩层。

一般由砂岩或石灰岩等坚固岩层组成。

（如图2－１）

（四）煤层的形态与结构

1.煤层的形态

煤层形态，是指煤层赋存的空间几何形态。

根据煤层在一定范围内连续成层的程度和可采情况，可将煤层分为层状、似层状和不规则状三种类型。

2.煤层的结构

煤层中含岩石夹层的情况称为煤层结构。

根据煤层中有无矸石层存在，将煤层结构分为简单结构和复杂结构两种。

不含夹石层的煤层称为简单结构煤层；

含有夹石层的煤层称为复杂结构煤层。

（五）煤层厚度

煤层顶底板之间的垂直距离，称为煤层的厚度。

根据煤层厚度对开采技术的影响，将煤层分为：

薄煤层厚度小于1.3m

中厚煤层厚度1.3~3.5m

厚煤层厚度大于3.5m。

在煤矿生产中，习惯上将厚度大于6m的煤层称为特厚煤层。

（六）煤（岩）层产状

煤（岩）层在地壳中赋存的空间状态，称为煤（岩）层产状。

煤层的产状，通常用煤层面的走向、倾向、倾角三个要素的数值表示，称为煤层三要素，如图2－1。

走向。

煤层层面与水平面的交线称为走向线，走向线两端所指的方向就是煤层的走向。

走向表示倾斜煤层沿水平线伸展的方向。

倾向：

在煤层层面上与走向线垂直直线叫倾斜线，倾斜线由高到低的水平投影所指的方向称为倾向。

倾角：

倾斜煤层层面与水平面的夹角，称为倾角。

根据煤层倾角对开采技术的影响,煤层分为近水平煤层（倾角在8°

以下）、缓倾斜煤层（倾角在8~25°

）、倾斜煤层（倾角在25~45°

）、急倾斜煤层（倾角在45°

以上）四类。

三、地质构造及对煤矿安全生产的影响

由于地壳运动而造成的煤岩层空间形态的变化，称为地质构造。

矿井地质构造可以归纳为3类：

单斜构造、褶皱构造、断裂构造。

（一）单斜构造

在一个较小的范围内，煤岩层受地质作用力的影响，大致向同一方向倾斜，这样的构造形态称为单斜构造。

在一个较大的范围内，单斜构造往往是其他构造形态的一部分，或褶曲的一翼，或是断层的一盘。

（二）褶皱构造

当煤岩层受地壳运动水平力的作用，被挤压成弯弯曲曲，但仍然保持着边疆完整的构造形态，称为褶皱构造，其中每一个弯曲部分称为褶曲，它是褶皱的基本单位。

1、褶曲的基本形态

褶曲的基本形态可分为背斜和向斜

（1）背斜：

煤岩层凸起向上弯曲。

（2）向斜：

煤岩层向下凹的弯曲。

2、褶皱构造对煤矿安全生产的影响

（三）断裂构造

煤岩层受地壳运动的作用力而发生断裂，失去了完整性和连续性，这种构造形态称为断裂结构。

断裂后，如果断裂面两侧的煤岩层没有发生显著的位置错动时，称为节理或裂隙。

如果发生了显著的位置错动，则称为断层。

1、断层的要素

断层的性质和形态是由断层面、断层线、断盘、断距等要素组成的。

（1）断层面：

岩层断裂后产生相对位移的破裂面称为断裂面。

（2）断层线：

断层面与水平面的交线。

（3）断盘：

断层面两侧的岩体称为断盘。

（4）断距：

断层上盘沿断层面相对位移的距离叫断距。

2、断层的分类

（1）按断层两盘相对位移的方向分为正断层、逆断层和平移断层。

正断层：

断层的上盘相对下降，下盘相对上升。

逆断层：

断层的上盘相对上升，下盘相对下降。

平移断层：

断层的两盘不是相对升降，而是在水平方向相对移动。

（2）按断层走向和煤岩层走向的关系分为走向断层、倾向断层及斜交断层。

走向断层：

断层走向与煤岩层走向基本平行。

倾向断层：

断层走向与煤岩层走向基本垂直。

斜交断层：

断层走向与煤岩层走向斜交。

3．断裂构造对巷道掘进的影响

第二节、矿井开拓

一、煤田、井田

（一）煤田划分为井田

在同一地质时期生成的大面积含煤地带称为煤田。

煤田的范围很大，从数十到数千平方公里。

将煤田划分为若干较小部分，每一部分由一个矿井开采。

划归为一个矿井开采的那部分煤田，则称为井田。

（二）井田再划分

一个井田的范围还是比较大的，为便于开采，必须把井田再划分为若干小部分，即阶段或盘区。

1、阶段

在井田范围内，沿煤层倾斜方向，按一定标高将井田划分成若干长条部分，以便于开采，这些长条部分称为阶段。

设有井底车场和阶段运输大巷的水平面称为开采水平简称水平，通常以标高、用途或开采顺序来表示。

如九里山矿—225水平，一水平。

在水平大巷上、下两侧，划分若干采掘区，每个采掘区称为盘区。

2、阶段内再划分

一般有3种方式：

分区式、分段式和分带式。

二、矿井开拓方式

（1）立井开拓：

主、副井均为立井的开拓方式。

（2）斜井开拓：

主、副井均为斜井的开拓方式。

（3）平硐开拓：

利用水平巷道由地面直接进入，通过一毓巷道到达载采煤层的开拓方式。

（4）综合开拓：

根据矿井的具体条件，选取不同的井硐形式而不是单一的井硐方式进入开采煤层的开拓方式。

三、矿井巷道

矿井巷道包括井筒、平硐和井下的各种巷道，是矿井建立生产系统进行生产活动的基础条件。

1．按巷道服务范围划分

（1）开拓巷道：

为全矿井、一个开采水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、水平或阶段运输和回风大巷等。

（2）准备巷道：

为一个采区服务的巷道，如采区上（下）山、采区上（下）山车场、采区石门、采区煤仓等。

（3）回采巷道：

为工作面采煤直接服务的巷道,如区段平巷和开切眼等。

2、按巷道空间形态划分

矿井巷道按倾角不同可分为垂直巷道、倾斜巷道和水平巷道三大类。

（1）垂直巷道。

垂直巷道的中心线与水平面垂直，如立井、暗立井、溜井等。

（2）水平巷道。

水平巷道的中心线与水平面大致平行，如平硐、石门、平巷等。

（3）倾斜巷道。

倾斜巷道的中心线与水平面既不平行也不垂直，而是成一定角度，如斜井、采区上山（或下山）、暗斜井（也称主下山）等。

三、采区巷道布置方式

采区巷道布置根据煤层地质条件和所用采煤方法的不同有不同的布置方式。

（一）走向长壁采煤法的采区巷道布置

走向长壁采煤法的采区巷道布置有双面采区和单面采区两种方式。

双面采区的特点是采区上山（或下山）布置在采区中部，采区走向长度较大，在采区上（下）山两侧分别布置回采工作面，采上（下）山为两翼的回采工作面服务。

1．单一煤层采区巷道布置

2．近距离煤层群的联合采区巷道布置

（二）倾斜长壁采煤法的采区巷道布置

（三）急倾斜煤层开采采区巷道布置

开采急倾斜煤层的矿井．一般采用立井多水平采区石门开拓方式。

采区走向长度较短，单翼采区一般200——300m，双翼采区为400——600m，阶段垂高为100——150m。

四、巷道掘进工程图

巷道掘进与支护常用的工程图有：

巷道平面布置图、巷道断面图、巷道预测剖面图、设备布置示意图、最大、最小控顶距剖面图、炮眼布置图、避灾路线图等。

钻眼爆破安全

第三章钻眼爆破安全

3个

1、理解爆破理论基础、矿用炸药的分类。

2、了解凿岩机的工作原理、矿用炸药的分类。

　3、掌握凿岩机操作技能、炮眼的布置。

　4、熟悉爆破安全技术、凿岩机的操作。

炮眼深度和炮眼的封泥长度，及《煤矿安全规程》有关规定。

理解、熟记钻眼爆破安全的有关规定。

第一节钻眼操作安全

一、凿岩机操作安全

（一）凿岩机的分类

（二）凿岩机的结构

凿岩机的类型很多，但其主机构造和动作原理大致相同，都具有冲击及配气机构、旋转机构、排粉机构、润滑机构、支承及推进机构。

YT23（7655）型凿岩机的结构。

（三）冲击式凿岩工具

（四）风动凿岩机

1．影响风动凿岩机钻速的因素

影响凿岩机钻速的因素很多，主要有岩石性质、凿岩机的工作条件和炮眼参数等。

（1）岩石性质。

（2）凿岩机工作条件。

（3）炮眼参数。

2．风动凿岩机操作安全注意事项

1）钻眼前的准备工作。

2）钻眼安全注意事项。

3．凿岩作业常见事故的预防和处理

1）卡钎、断钎事故。

2）掉钎头。

3）不排粉。

二、风镐使用安全

使用风镐时应注意以下安全事项：

三、掘进工作面炮眼布置

炮眼布置是指炮眼的排列形式、数目、深度、角度和眼距等。

炮眼的布置主要与煤岩性质、顶板好坏、断面形状和大小、选用炸药的种类、装药量及爆破方式等因素有关。

由于巷道断面岩性随掘进过程而变化，在布置炮眼时不能一成不变，而应根据实际情况选用合适的炮眼布置形式。

1、炮眼布置的要求

2、自由面和最小抵抗线

3、掘进工作面炮眼的布置

1）炮眼的种类及布置原则。

2）掏槽方式。

按掏槽眼的方向分3类，即斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。

（1）斜眼掏槽。

斜眼掏槽它适用于各种岩石。

（2）直眼掏槽。

（3）混合掏槽。

4、爆破说明书。

爆破说明书是作业规程的主要内容之一，是爆破作业贯彻《煤矿安全规程》的具体措施，是爆破作业人员进行爆破作业的依据。

1）爆破作业必须编制爆破作业说明书，说明书必须符合下列要求：

2）炮眼的布置方法和原则如下：

3）爆破参数的确定

第二节爆破安全

一、爆破理论基础

（一）、炸药的爆炸及爆炸作用

定义：

爆炸是物质系统一种急剧的物理或化学变化，在变化过程中放出大量的能量对周围及介质做机械功，同时伴随有声、光和热等效应。

三类：

（1）、物理爆炸；

（2）、化学爆炸；

（3）、核爆炸。

1、炸药爆炸的必备条件三个条件：

（1）、放热反应（是高速自动进行的首要条件）

（2）、反应高速进行

（3）、生成大量气体（气体是做功的介质）

2、炸药的化学反应形式

爆炸不是炸药唯一的反应形式

四种形式：

（1）、热分解

（2）、燃烧

（3）、爆炸

（4）、爆轰

上述形式可相互转化

2．炸药的传爆及影响传爆稳定性的因素

1）炸药的传爆。

炸药由起爆到爆炸结束的过程中爆炸反应在炸药中自行传播的过程叫做传爆。

2）影响传爆稳定性的因素。

3．炸药的感度

炸药在外界起爆能作用下发生爆炸反应与否以及发生爆炸反应的难易程度叫做炸药的感度或敏感度。

炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。

炸药的感度有；

热感度，机械感度，冲击感度，起爆冲能感度和静电火花感度等。

（1）热感度。

（2）机械感度。

（3）起爆冲能感度。

4、炸药的爆炸作用

（二）、爆破器材

1、煤矿许用炸药

矿用炸药的分类

（1）、按主要组成成分：

矿用炸药分三种：

硝酸铵类炸药、含水炸药、硝化甘油类炸药。

①硝酸铵类炸药：

②含水炸药：

③硝化甘油类炸药：

（2）、按使用范围分类：

矿用炸药分二种：

煤矿许用炸药和非煤矿许用炸药。

（3）、按化学成分分类

按化学成分有两种：

单质炸药（军用）；

混合炸药（工业炸药）。

单质炸药：

单纯一种物质构成的炸药。

单质炸药一般作为起爆药，如雷汞。

混合炸药：

由单纯炸药构成的“配方”炸药。

（4）、煤矿许用炸药的分级

煤矿许用炸药分5级。

①1级煤矿许用炸药用于低瓦斯矿井（相对瓦斯涌出量≤10m³

/t，且绝对瓦斯涌出量≤40m³

/min）。

②2级煤矿许用炸药用于高瓦斯矿井（相对瓦斯涌出量＞10m³

/t，或绝对瓦斯涌出量＞40m³

③3级煤矿许用炸药用于煤与瓦斯突出矿井。

④4级煤矿许用炸药用于煤与瓦斯突出矿井。

⑤5级煤矿许用炸药用于煤与瓦斯突出矿井。

（5）、煤矿许用炸药的种类

煤矿许用炸药有煤矿铵锑炸药、煤矿乳化炸药和离子交换型炸药、被筒炸药等。

①煤矿铵锑炸药

②煤矿许用型水胶炸药

③乳化炸药

④离子交换型炸药

2、煤矿许用电雷管

煤矿许用电雷管有煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用毫秒延期电雷管。

（1）瞬发电雷管。

（2）毫秒延期电雷管。

3、炮泥

炮泥是用来封堵炮眼的。

煤矿井下常用的炮泥有两种，一种是水炮泥，一种是粘土炮泥。

《煤矿安全规程》规定：

炮眼封泥应用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分，应用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散材料制成的炮泥封实。

对炮眼深度和炮眼的封泥长度，《煤矿安全规程》有以下规定：

（1）炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；

在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必须封满炮泥。

（2）炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1／2。

（3）炮眼深度超过lm时，封泥长度不得小于0.5m。

（4）炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不得小于lm。

（5）光面爆破时，周边光爆炮眼应用炮泥封实，且封泥长度不得小于0.3m。

（6）工作面有2个或者2个以上自由面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。

浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。

4、爆破工具

1）发爆器。

2）爆破母线和连接线。

爆破母线和连接线应符合下列要求：

（3）导通表。

导通表是专门测量电雷管、爆破母线或电爆网路是否导通的仪表。

二、爆破作业安全

（一）爆破材料的领退、运送及存放

领退、运送及存放爆破材料时应遵守以下规定和要求：

（二）装配起爆药卷

装配起爆药卷是把电雷管装入药卷顶部，制成起爆药卷的作业过程，装配引药必须按下列程序要求进行。

1、装配地点的选择

2．起爆药卷数目的确定

装配起爆药卷数量，以当时当地需要的数量为限。

3、装配起爆药卷的方法

装配起爆药卷时，必须防止电雷管受震动、冲击、折断脚线或损坏脚线绝缘层。

装入的方法有两种：

4、起爆药卷的保存

起爆药卷装配好后，应清点数目，入箱锁好，不得乱放，以防散失。

（三）装药

1、装药前的准备工作

在装药前，应该对爆破地点的通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护等全面检查，对所查出的问题应及时处理。

有下列情况之一时严禁装药；

（1）采掘工作面的控顶距离不符合作业规程的规定，或者支架有损坏，或者伞檐超过规定。

（2）装药地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到l.0％及以上。

（3）在装药地点20m以内，矿车、未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1／3以上。

（4）炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。

（5）采掘工作面风量不足。

2、装药工作

经检查确认可以装药时，方可按下列程序装药。

（1）验孔。

（2）清孔。

（3）装药。

（4）封孔。

（5）电雷管脚线末端扭结。

3、装药注意事项

（四）联线

1、联线方法和要求

联线工作应按照爆破说明书规定的联线方式，将电雷管脚线与脚线、脚线连接线、连接线与爆破母线连好接通。

联线的方法和要求是；

（1）脚线的连接工作可由经过专门训练的班组长协助爆破工进行。

（2）联线前必须认真检查瓦斯浓度、顶板、两帮、工作面煤壁及支架情况，确认安全方可进行联线。

（3）联线时，联线人员应把手洗净擦干，以免增加接头电阻和影响接头导通，然后把电雷管脚线解开，刮净接头，进行脚线间的扭结连接。

脚线连接应按规定的顺序从一端向另一端进行。

（4）电雷管脚线间的联接工作完成以后，再与联接线连接。

2、联线方式

常用联线方式有串联、并联和混联等。

（1）串联。

（2）并联。

（3）混联。

（五）爆破

（1）爆破前，班组长必须亲自布置专人，在警戒线和可能进入爆破地点的所有通路上担任警戒工作。

警戒人员必须在安全地点警戒．警戒线处应设置警戒牌、栏杆或拉绳等标志。

（2）爆破前,班组长必须清点人数,确认无误后,方准下达起爆命令。

（3）当班的炮眼必须爆破完毕。

在特殊情况下，如果当班留下尚未爆破的装药炮眼，当班爆破工必须向下一班爆破工在现场交接清情况。

（4）爆破作业时应严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。

（六）特殊情况下的爆破

1、巷道贯通爆破

巷道贯通必须有准确的测量图，每班在图上填明进度。

当贯通的两个工作面相距20m（冲击地压煤层掘进工作面相距30m）时，地测部门必须事先下达通知书，并且只准从一个工作面向前接通。

2、遇老空区爆破

老空区往往积存有大量的水、瓦斯和其他有毒有害气体，如果不慎爆破掘通老空区，就可能发生突然涌水、人员中毒和瓦斯爆炸等恶性事故。

因此，在接近老空区时，必须采取相应的安全措施；

3、接近积水区的爆破

透水是煤矿五大自然灾害事故之一。

在接近积水区爆破时，必须采取以下措施：

（1）接近积水区时，要根据已查明的情况，编制切实可行的排放水设计和安全措施，否则禁止爆破。

（2）掘进工作面或其他地点发现有透水预兆（挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、底板臌起或产生裂隙出现搁水、水色发浑有臭味等异状）时，必须发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员。

（3）发现煤岩变松软、潮湿以及炮眼渗水等异常情况时，应停止爆破。

4、浅眼爆破

炮眼深度小于0.6m时不得装药、爆破；

在特殊条件下，如卧底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必须制定安全措施，炮眼深度可以小于0．6m。

但必须封满炮泥。

5．震动爆破

井巷揭穿瓦斯和煤突出的危险煤层和在突出煤层中进行采掘作业时，都必须采取安全防护措施。

安全防护措施有震动爆破、远距离爆破、避难硐室、反向风门、压风自救系统和隔离式（压缩氧和化学氧）自救器等。

6、松动爆破

松动爆破是在工作面前方向煤体深部的高压力带打几个深度较大的炮眼，装药爆破后使煤体破裂松动、消除煤质的软硬不均现象，形成瓦斯排放的渠道，在工作面前方造成较长的低压带，使高压带移向煤体更深的部位，故可防止煤与瓦斯突出的发生。

三、爆破事故的预防处理

（一）早爆

在运送爆破材料、装配起爆药卷、装药、联线过程中，有时突然爆炸，称为早爆。

1、发生早爆的原因

2、早爆预防措施

（二）拒爆

通电后雷管或药卷不发生爆炸的现象，称为拒爆。

拒爆分为全网路不爆和部分或单个雷管或炮眼内药卷不爆。

1、产生拒爆的原因

2、预防拒爆的措施

3、拒爆的处理方法

（三）残爆和爆燃

残爆和爆燃是炮眼里的药卷未能正常传爆，部分炸药未能爆炸而形成熄爆或快速燃烧的现象。

1、发生残爆和爆燃的原因

2、预防残爆和爆燃的措施

（七）爆破崩人

1、爆破崩人的原因

2、预防爆破崩人的措施

（八）崩倒支架

1、爆破崩倒支架的原因

（1）支架不符合质量、规格要求，爆破前未经检查或检查后未认真加固。

（2）爆破参数选择不当，炮眼布置不合理，爆破后有大块煤、矸抛掷方向偏离巷道中心线。

2、预防崩倒支架的措施

（1）加强支架架设质量的管理，爆破前必须对不合格的支架进行加固，顶梁与柱腿要用背板插严背实，角楔要打紧，相邻支架要用撑木撑紧或用拉条固定。

（2）炮眼间距、角度、眼数、装药量要符合爆破图表的要求，不合格的炮眼必须重打，否则不能装药爆破。

四、掘进爆破技术

（一）毫秒爆破

毫秒爆破又叫微差爆破，是指利用毫秒雷管或其他毫秒延期装置，使成群的药包以毫秒级的时间间隔，控制炮眼按预定顺序先后分组起爆的方法。

毫秒爆破具有爆破岩块均匀，炮眼利用率高，岩帮震动小，巷道规格好等特点。

其对岩体破坏机理有以下3种作用：

（1）应力波作用。

（2）残余应力作用。

（3）自由面作用。

（二）光面爆破

1、普通光面爆破

光面爆破掘进巷道时有两种施工方案，即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，按起爆顺序分别装入多段毫秒电雷管起爆，起爆顺序为掏槽眼一辅助眼一周边眼，多用于掘进小断面巷道。

2、预裂光面爆破

沿巷道轮廓线布置一圈密集的周边眼，采用低密度均匀分布的弱威力炸药，首先引爆周边眼，使各眼间形成相互联通的破裂面，使主爆体与围岩分割开后，再爆破主爆体。

3、光面爆破的标准

采用普通光面爆破时，爆破后应达到以下标准：

（1）眼痕率。

硬岩不应小于80％，中硬岩不应小于60％。

（2）软岩中的巷道，周边成型应符合设计轮廓。

（3）两炮的衔接台阶尺寸。

眼深小于3m时，不得大于150mm；

眼深为5m时，不得大于250mm。

（4）岩面不应有明显的爆震裂隙。

（5）巷道周边不应欠挖，平均线性超挖值应小于200mm。

4、光面爆破的参数

实现光面爆破应选择合理的爆破参数：

（1）炮眼间距。

（2）最小抵抗线。

（3）炮眼密集系数。

（4）装药密度。

（5）炮眼质量。

（6）装药结构。

巷道掘进与顶板管理

第四章巷道掘进与顶板管理

1、理解巷道矿压及其形成及分布、冲击地压、巷道支护原理。

2、了解巷道断面形状及设计、影响巷道矿压的因素、巷道支护的形式

　3、熟悉煤、岩、上下山巷道的施工概述、巷道掘进工程质量标准。

　4、掌握巷道掘进施工方法、巷道顶板事故及防治。

光爆锚喷技术、巷道顶板事故的处理方法。

理解、熟记巷道掘进施工方法、巷道顶板事故及防治

第一节巷道掘进施工方法

一、巷道掘进施工概述

（一）、巷道断面形状及尺寸

1、巷道断面形状

按构成的轮廓线分两种：

折线型：

矩形、梯形、不规则形；

曲线型：

直墙拱形（如三心拱形、半圆拱形、圆弧拱形）以及封闭拱