斜井設計與施工研究

摘 要：隨著我國礦井的巨型化、機械化和智能化程度的不斷提高，現如今，我國新建和改擴建的大部分礦井，包括一些開采深度比較深的巨型礦井，基本上都趨向于采用斜井開拓方式或斜井—立井綜合開拓方式，可見斜井在煤礦業(yè)中的重要性。

關鍵詞：斜井 設計 施工

中圖分類號：TB21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0075-01

隨著我國經濟的不斷發(fā)展，人們對煤礦的需求也越來越多，在煤礦的開采中，常會進行斜井的開挖，就煤礦中的斜井開挖而言，其開拓在技術上和經濟上要比立井有利的多，其具有以下的幾個特點，既投資少，開挖的速度快、成本低。

近年來，隨著我國礦井的巨型化、機械化和智能化程度的不斷提高，國家和企業(yè)也要求發(fā)展連續(xù)運輸工藝，增大提升能力。現如今，我國新建和改擴建的大部分礦井，包括一些開采深度比較深的巨型礦井，基本上都趨向于采用斜井開拓方式或斜井—立井綜合開拓方式。就斜井的分類而言，工程中常按用途進行分類，常見的類型有：（1）提升煤炭的主斜井；（2）提升下放材料的副斜井；（2）供人員行走的副斜井等。斜井在煤礦業(yè)中占據著十分重要的意義，值得人們對其進行深入的研究。

1 斜井的設計

就煤礦中的斜井設計而言，其大體上包括三個部分，既：（1）對斜井井口的設計；（2）對斜井井身結構的設計；（3）對斜井井底結構的設計。對各部分的設計要求具體如下。

1.1 斜井井口的設計

1.1.1 斜井井頸結構設計

所謂的斜井井頸具體是指靠近地面出口的那一部分井壁，該段井壁需要進行一定的加厚，由筒壁和壁座組成。

對于不同的地質條件需要設置不同的斜井井頸：（1）對于處于沖積層中的斜井，其井口至堅硬巖石那段需要進行砌碹，同時還需要注意的是該段需要采取一定的防滲水措施，以免水滲入對井壁產生不好的影響。另外一個注意事項是：井頸支護應高出地表，高出的具體數值應該超高當地歷史最高洪水位1 m以上。（2）對于處于地震高發(fā)區(qū)的斜井，由于有地震的影響，設計的井頸段需要進行額外的一些加固。

在設計井頸結構時，為了防止來自井口的火災，所以需要對井頸段設金屬防火門。為了防止地表水流入井筒內，則需要在斜井井頸周圍修筑排水溝。為了防止機械設備被雨水侵襲，則需要在井口周圍建造一些與提升機械設備和提升方式相適應的防護設施。

1.1.2 斜井井口布置

對于斜井井口的布置，可以分為四種，既：（1）膠帶輸送機斜井井口布置，其主要特點在于：布置均比較單一，往往通過一條膠帶機走廊將井口和選煤廠或裝車倉連接為一個整體；（2）箕斗斜井井口布置，其主要特點在于：其提升容器為斜井箕斗，因而需在地面設置卸載架、井口受煤裝置及地面轉運設施或軌道線路等；（3）串車斜井井口布置，其主要特點在于：在井口必須設置一系列的調車設備和地面軌道線路；（4）斜風井井口布置，其主要特點在于：井口部分由井筒、風硐、人行道（兼安全出口）及防爆門組成。

1.2 斜井井身結構設計

1.2.1 斜井井筒斷面形狀及其布置

就現如今煤礦業(yè)中采用的斜井井筒的斷面形狀及支護方式、斷面設計方法而言，基本上與巷道相同。但是需要注意的是：由于斜井井筒是連接工業(yè)場地和井下各開采水平的主要進出口，所以對斜井進行支護時，常常采用混凝土砌碹或料石砌碹支護。

布置斜井井筒斷面的一般原則是：（1）機械設備之間的安全間隔必須符合規(guī)范的要求；（2）必須保證提升的安全可靠性；（3）設計的斷面形式須得方便機械設備的檢修和維護；（4）需要符合通風要求，同時需要重點考慮上下工作人員的安全。

1.3 斜井井底結構設計

就井底的結構而言，對于不同的斜井其具體內涵是不同的，如對于串車斜井而言，其井底結構具體是指井筒與車場水平的連接部分；然而對于箕斗斜井或者膠帶輸送機斜井，其井底結構則指的是井底裝載水平及井底水窩部分?？梢娦枰鶕本牟煌?，設計不同的井底，以便方便運營。

2 斜井的具體施工

在選擇斜井施工方法時必須首先考慮地質情況，如：圍巖的類別，對于不同的圍巖級別需要采取不同的施工方法，對于圍巖差的在開挖時需要時時測量其變形量，以免發(fā)生事故。同時還需要考慮的因素有：（1）現場的交通條件。（2）周圍一帶是否會發(fā)生地震。（3）斷面尺寸等?，F如今工程中采用的斜井開挖方法有兩種，分別是：（1）全斷面開挖法。（2）先開挖導洞再進行擴大開挖法。現對這兩種方法進行一一的闡述。

2.1 全斷面開挖法

當采用該方法進行斜井的施工時，一般是采用自上而下進行全斷面一次爆破成型，一次成型可以減去不少額外的開挖，減少工程量。該方法適用于的具體情況有：（1）斜井井底無出渣條件。（2）從斜井井底出渣的具體工期不能滿足進度要求。（3）開挖斜井的傾角比較小。（4）斜井中沒有空間來布置溜渣的隧道。

2.2 先開挖導井再擴大開挖成型法

工程中可以采取多種方法對導井進行開挖，一般常用的方法有：普通法、一次鉆孔分段爆破法、吊罐法或者爬罐法和反井鉆機法。通過不斷的實踐證明前四種方法一般只能用于較淺的井，而第五種方法反井鉆機法是導井開挖的主要方法，其主要特點是開挖后需要進行的勞動力少，適用性強，同時其開挖的速度較其他四種快一些。

反井鉆機開挖導井一般適用于中等硬度的巖石開挖，開挖過程中需要注意的是，其開挖的次序一般為先自上而下鉆導孔，然后再進行自下而上的擴孔成井。通過我國對該方法的實踐經驗來看，該方法具有如下的一些特點：（1）鉆進速度快。（2）開挖的效率比較高。（3）施工安全、勞動強度低同時其施工的精度比較高。正是由于這些特點使得該方法被廣泛的應用于煤礦斜井的開挖。

3 結語

在進行斜井的施工時，需要注意的另外一個問題是對斜井暗挖段的施工，當需要進行暗挖段的施工時，則需要根據井筒傾角和表土層的穩(wěn)定情況等因素來選擇具體的施工方法。當遇到的表土層具有比較好的穩(wěn)定性時，則可以采用普通法進行施工，所謂的普通法一般有兩種施工法，其一是當土層為干的多孔性表土時，可以用風鎬挖掘法；其二：當表土為粘土時，考慮到該種土韌性大，所以只能用爆破法施工。無論采用何種施工方案，都必須樹立“以人為本，安全第一”的思想，以做到安全施工。

參考文獻

[1]陳超美，馮星宇.新莊煤礦采區(qū)煤倉反井鉆井法施工技術探討[J].中州煤炭，2010（3）.