礦井開拓及礦井基本巷道的實踐與認識

摘 要：本文簡要概述了煤層礦井開采和礦井生產能力并分析了煤礦工程中礦井基本巷道方法，提出了幾點認識。

關鍵詞：礦井開拓；井筒；巷道

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

一、礦井開采概述

在地底下開采的礦山。有時把礦山地下開拓中的斜井、豎井、平硐等也稱為礦井。礦井開拓對金屬礦山或采煤礦井的生產建設的全局有重大而深遠的影響，它不僅關系礦井的基建工程量，初期投資和建井速度，更重要的是將長期決定礦井的生產條件、技術經濟指標。礦井開拓即從地面向地下開掘一系列井巷，通至采區。礦井開拓需要解決的主要問題是：正確劃分井田，選擇合理的開拓方式，確定礦井的生產能力，按標高劃分開采技術分類，選擇適當的通風方式，進行采區部署以及決定采區開采的順序等。礦井開拓通常以井筒的形式分為平硐開拓、斜井開拓和立井開拓。采用合理的采礦方法是搞好礦井生產的關鍵。

煤層在形成時，一般都是水平或者近水平的，在一定范圍內是連續完整的。但是，在后來的長期的地質歷史中，地殼發生了各種運動，是煤層的空間形態發生了變化，形成了單斜構造、褶皺構造和斷裂構造等地質構造。我們采煤就要注意煤層的走向傾向和傾角。

礦井的開拓可以分成立井開拓，斜井開拓，平硐開拓和綜合開拓，主井和運輸巷等都需要永久的支護，可以采用砌碹支護，架拱支護，架蓬支護，錨桿支護，錨噴支護，錨網噴支護，錨索支護，金屬拱形支架支護，料石支護，鋼筋混凝土支護，當然還有各類支護之間的聯合支護。采掘工作面就需要臨時支護了，主要有打點柱，液壓支柱支護，木支柱支護等方式。采煤一般都采用后退式采煤，邊采邊加強支護。采空區一般使用填充或者等它自己垮。

二、礦井設計生產能力及服務年限

（一）工作制度

礦井一般的生產制度按設計規定為：每年工作日數為330天，礦井每晝夜分三班工作。采煤工作面為兩班生產，另一班維修設備，通風、排水則須三班工作，每日為24小時生產。每天凈提升小時數為16小時。

（二）礦井設計生產能力及服務年限

礦井生產能力是度量礦井生產建設的重要指標，在一定程度上綜合反映了礦井生產技術面貌，是井田開拓的一個主要參數，也是選擇井田開拓方式的重要依據之一。

礦井生產能力是與井田劃分緊密聯系并且相互適應的。是礦區總體設計應解決的重要原則問題。礦井生產能力主要根據礦井地質條件、煤層賦存情況、儲量、開采條件、設備供應及國家煤碳開采等因素確定。對于具體礦井，應該根據國家需要，結合該礦地質和技術條件，開拓、準備和通風方式，以及機械化水平等因素，在保證生產安技術經濟合理的條件下，綜合計算開采，各生產環節，所能保證的能力，并根據礦井儲量，驗算礦井和水平服務年限是否能夠達到規定的要求。礦井的基本井型及分類：

大型礦井：120、150、180、（萬噸/年）及以上。

中型礦井：45、60、90（萬噸/年）

小型礦井：9、15、21、30（萬噸/年）

小煤礦：6～8、3～5、（萬噸/年）以下。

這些類型中，除小煤礦以外，不應出現介于兩種生產能力的中間類型。

對于江南缺煤省份或邊遠地區交通不便、儲量少、地質構造復雜、開采條件困難的零星煤田，應從當地需要出發，有條件的應盡量建設一些小煤礦。對于北方較大煤田，為了集中生產，應盡量關閉小煤窯，煤礦向大型、特大型礦井發展。

三、礦井基本巷道

（一）井筒

井筒在礦井開發和開采中的作用是不言而喻的，它是整個礦井的進口和出口，井筒選擇決定于其用途、服務年限等因素，井筒的斷面大小更是整個礦井的關鍵因素，它決定了礦井的用途、井型、服務年限等。同時，井筒穿過的巖層性質、涌水情況、選擇的支護方式及施工方法等因素也決定了井筒的斷面形狀。

井筒斷面形狀和布置形式：

（1）井筒斷面形狀

井筒斷面形狀主要根據井筒的用途、服務年限、穿過的巖層性質、選擇的支護材料，及施工方法等因素確定。

我國的礦井中，立井井筒斷面大多選用圓形，只有少數小型礦井選用矩形。

圓形斷面常采用混凝土、料石或混凝土噴砼支護，具有服務年限長、承受地壓性能較好、生產期間支護不需要或很少需要維修、通風阻力小，以及便于施工等一系列優點，因此，服務年限在10年以上的礦井都采用圓形斷面。其主要缺點是斷面利用率較差。

（2）井筒的布置形式

井筒斷面布置主要根據提升間的提升容器與井筒裝備的類型來決定。井筒斷面內除提升間外，根據井筒的用途和需要的不同，往往還須布置梯子間、管子間或延伸間.

（二）井底車場

井底車場是連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和硐室的總稱，是連接井下運輸和井筒提升兩個環節的樞紐。井下煤炭和矸石通過井底車場經井筒轉運到地面，井上的材料和設備通過井底車場轉運到井下各個地點。排水、通風、動力供應以及人員上下等，也必須通過井底車場。所以它是礦井生產的咽喉，直接影響著礦井的生產和安全。

井底車場路線多，設備多，設計施工復雜，工程量大。井底車場包括運輸巷道和硐室兩部分。

井底車場形式的選擇：

選擇井底車場形式受許多條件約束，例如地面工業場地的布局影響井底車場的形式與出口方向；井筒形式井筒與主要運輸巷道的位置關系直接影響井底車場的形式。其它還有礦井生產能力服務年限等原因。本礦井年設計生產能力為300萬t/年，第一水平井筒距運輸大巷遠，根據立井井底車場的形式，可選擇環形刀式車場或折返盡頭式車場。

（三）主要開拓巷道

主要開拓巷道斷面設計，主要是選擇斷面形狀和確定斷面尺寸，其合理與否直接影響到煤礦生產的安全和經濟效果。設計的原則是，在滿足安全與技術要求的條件下，力求提高斷面利用率，縮小斷面、降低造價并有利于加快方式速度。

我國煤礦巷道常用礦井基本巷道的斷面形狀是梯形和直墻拱形，其次是矩形；只是在某些特定的巖層或地壓情況下，才選用不規則形、封閉拱形、橢圓形或圓形。本礦井井田由于服務年限長，圍巖較穩定，所以，主要開拓巷道采用半圓拱形。

《煤礦安全規程》規定：巷道凈斷面，必須滿足行人、運輸、通風、安全設施、設備安裝、檢修和施工的需要。因此，巷道尺寸主要取決于巷道的用途；存放或通過它的機械、器材或運輸設備的數量與規格；人行道寬度與各種安全間隙以及通過巷道的風量。

參考文獻：

[1]處理采空區瓦斯泄漏的有效途徑[A].安徽省煤炭學會通風安全專業學術研討會[C]，2011.