矿井施工与井筒开工顺序

矿井施工与井筒开工顺序矿井建设是由矿建、土建和机电安装三大工程综合的整体施工。施工顺序安排是否合理，是关系到三大工程之间能否紧密配合，保证不间断连续施工和决定建井工期长短的主要关键。三大工程应根据具体施工条件和工程缓急，分清主次进行施工。一般是以矿建为主，土建和机电安装与矿建有关的工程应根据矿建工程进度来安排以便满足整个矿井施工的需要。同时矿建和土建也应为机电安装能按时顺利的开展创造条件。矿建土建和机电安装三者之间，在施工过程中关系密切。特别是特大型矿井，采用井塔及多绳摩擦轮提升机提升时，其土建、安装的工程量比较大，需时较长，同时集中在建井后期完成，工期紧，受设计、设备、气候等影响的可能性亦较大。因此，往往发生矿建工程已完，而土建及机电安装工程拖后，从而延长建井工期的现象。所以，必须注意各类工程施工顺序的合理安排和互相配合1矿井施工方案矿建工程包括井筒、井底车场巷道及硐室，主要石门、运输大巷及采区巷道等全部工程。其中部分工程构成了全矿井延续距离最长，施工需时最长的工程项目，这些项目在总进度计划图表上称为连锁工程关键路线）或主要矛盾线。如井筒-井底车场重车线-主要石门-运输大巷-采区车场-采区上山―最后一个采区切割巷道或风井贯通巷道等，连锁工程项目的施工顺序决定了矿井施工方案，矿井建设有以下施工方案。单向掘进（顺序掘进主要矛盾线上的井巷工程）由井筒向采区单方向地掘进井巷连锁工程。即井筒掘进到底后，由井底车场水平通过车场巷道、石门、主要运输巷道直至采区上山、回风巷及准备巷道。这种施工方案的优点是：建井初期投资少，需要劳动力及施工设备都较少；建井施工组织及管理工作较简单；碟区巷道容易维护、费用较省；测量技术要求相对较低。但其缺点是：建井工期较长；通风管理工作较复杂；安全施工条件较差。因此，这种施工方案主要适用于：开采深度不大，井巷工程量小，采用前进式开拓，受施工条件限制，施工里不足的中小型矿井。对头掘进（双向或多向掘进主要矛盾线上的井巷工程井筒开凿与两翼风井平行施工。并由主、副井井底与两翼风井井底同时对头掘进。这个方案的特点是由风井提前开拓采区，由主副井开拓井底车场、硐室；并且加快主副井的装备，以适应整个矿井提前投产的需要。目前我国大多数矿井都采用这种施工方案。其主要优点是：采用对角式通风的矿井，利用风井提前开拓采区巷道，可以缩短建井工期一年以上，提前移交生产，可节约总投资（以年产90万t矿井为例，节约的资金约占总概算的2.8%左右）；主副井与风井提前贯通，形成独立完整的通风系统，通风问题易于解决，特别是对高瓦斯矿井十分有利，同时增加第二安全出口，为安全施工创造条件；增大了提升能力，可以缓和后期收尾工程施工与拆除施工设备的矛盾；采区开拓时上下人员、材料设备和方便。其缺点是：增加一部分施工设备及临时工程费；需要劳动力较多；采区巷道维护费较大；施工组织与管理工作较复杂，测量技术要求较高。为了使主副井与风井提早贯通，当主副井到底后，在短路贯通主副井的同时，应由车场重车线用主要力量快速向风井掘进，同时在风井到底后应把主要力量集中在回风巷、轨道上山及运输机上喊的掘进上。因为主副井担负着车场及石门大巷的开拓，而风井一般担负着上山及采区掘进，所以主副井与风井的贯通地点控制在轨道上山与运输大巷的交接处附近（采区下部车场附近）较为适宜。但是，主副井与风井的贯通取决于风井的开工时间。因此，风井开工时间一般不宜过迟或过早，否则，贯通点移到大巷，从风井通过采区上山在井底水平施工，其提升、运输、通风、排水等环节都较复杂。2井筒开工顺序矿井施工方案确定后，就必须进一步研究井筒开工顺序，其目的是要尽快完成井筒工程和尽快形成平巷快速施工的条件，尽量使主、副井同时到底。现场常用的主、副井开工顺序有下列几种。2.1主副井同时开工在地质条件较好，岩层稳定，有充分的施工力量和施工准备，有丰富的施工管理经验，能保证顺利、快速施工的情况下，可以采用这种方式，但是，准备工作量大，并且主井由于工程量大，将拖后完成，副井过早到底也形不成平巷快速施工的提升和通风条件，容易造成窝工。2.2主副井交错开工主井在前，副井在后。我国现场多采用主井比副井先开工的方式。因为，主井井筒比副井深，又有箕斗装载硐室，施工要占一定工期。所以，主井提前开工可以提前改装临时罐笼，加大提升能力，可以缩短副井交替装备的工期（先临时改装主井提升，然后再进行副井永久提升装备）副井在前，主井在后。它主要适用于副井有整套永久提升设备可提前利用时，如采用一次成井施工方案的矿井。根据我国多年来的建井实践，采用主副井交错开工的施工顺序比较普遍。主副井错开施工的时间应根据矿井施工最优网络图而定，大约为1一4个月。先开主井后开副井的方式，目的要使主副井同时到底，利于主、副井贯通和主井及时改装临时罐笼提升，为车场巷道快速施工创造良好条件。主、副井与各风井开工的施工顺序是：位于主要矛盾线上的风井井筒，要求与主、副井同时或销后于主、副井开工，非主要矛盾线上的风井井筒，开工时间可适当推迟，推迟时间长短，以不影响井巷工程建井总工期为原则。一般情况下，一个矿井的几个井筒（包括主、副、风井）最好能在十几个月内前后全部开工。各风井井筒的开工间隔时间应控制在3一6个月。对于分期投产矿井的井筒可按设计要求分期安排。对煤巷掘进工程量很大的特大型矿井，为了加快施工速度，保证建井工期，首先必须解决煤巷开拓问题。应采用先开工风井后开工主、副井的施工顺序，三个井筒相继开工的时间间隔为2个月左右，这样可使三个井筒到底后所担负的井巷工程量比较合理。主井井筒到底时间与箕斗装载硐室施工顺序有关。箕斗装载硐室有三种施工顺序：一是与主井井筒及其硐室一次施工完毕，工期较长；二是主井井筒掘到底，预留硐口，待副井罐笼投入使用后，在主井井塔施工的同时完成硐室工程；三是主井井筒第一次掘砌到运输水平，待副井罐笼提升后，施工下段井筒，箕斗装载硐室与该段井筒一次作完，这种方式只有在井底部分地址条件特别复杂时（原先没预测到）才采用。施工经验证明，采用主井先开工、副井后开工的顺序，并且主井井筒一次到底、预留箕斗装载硐室，采用平行交叉施工的方案，对缩短建井总工期比较有利。井底车场的结构与形式井底车场是指位于开采水平连接矿井主要提升井筒和井下主要运输、通风巷道的若干巷道和硐室的总称，是连接井筒提升和大巷运输的枢纽。它担负对煤炭、矸石、伴生矿产、设备、器材和人员的转运，并为矿井通风、排水、动力供应、通信、安全设施等服务。一、井底车场的结构由于矿井开拓方式不同，井底车场可分为立井井底车场和斜井井底车场两大类。因其车场结构基本相同，故这里只讨论立井井底车场。主要运输线路（巷道）包括存车线巷道和行车线巷道两种。存车线巷道是指存放空、重车辆的巷道。如主、副井的空、重车线，材料车线等行车线巷道是指调动空、重车辆运行的巷道。如连接主、副井空、重车线的绕道，调车线，马头门线路等。大型矿井的主井空重车线长度各为1.5~2.0列车长；中小型矿井的主井空重线长度各为1.0~1.5列车长；副井空重车线的长度，大型矿井各按1.0~1.5列车长，中小型矿井按0.5~1.0列车长；材料车线长度，大型矿井应能容纳10个以上材料车，一般为15~20个材料车，中小型矿井应能容纳5~10个材料车调车线长度通常为1.0列车和电机车长度之和。2、 辅助线路（巷道）主要是指通往各种硐室的巷道。如通往主排水泵硐室、水仓的通道，主井撒煤清理斜巷（或水平巷道）及通道，管子道，通往电机车修理库的支巷等。3.硐室为了满足生产技术、管理和安全等方面的需要，井底车场内需设置若干硐室。按它们在井底车场中所处的位置和用途不同可分为副井系统硐室、主井系统硐室以及其它硐室。（1）副井系统硐室副井系统硐室主要包括：1） 马头门硐室。位于副井井筒与井底车场巷道连接处，其规格主要取决于罐笼的类型、井筒直径以及下放材料的最大长度。其内安设摇台、推车机、阻车器等操车设备。材料、设备的上下，矸石的排出，人员的升降以及新鲜风流的进入都要通过马头门。2） 主排水泵硐室和主变电所。主排水泵硐室和主变电所通常联合布置在副井附近，使排水管弓I出井外、电缆引入井内均比较方便，且具有良好的通风条件，一旦有水灾时可关闭密闭门，使变电所能继续供电，水泵房能照常排水。水泵房通过管子道与副井井筒相连，通过两侧通道与井底车场水平巷道相连。其内分别安设水泵和变电整流及配电设备，负责全矿井井下排水和供电。3） 水仓。水仓一般由两条独立的、互不渗漏的巷道组成，其中一条清理时，另一条可正常使用。水仓入口一般位于在井底车场巷道标高最低点，末端与水泵房的吸水井相连。其内铺设轨道或安设其他清理泥沙设备，用以储存矿井井下涌水和沉淀涌水中的泥沙。4）管子道。其位置一般设在水泵房与变电所连接处，倾角常为25~30°，内安设排水管路，与副井井筒相连。除以上硐室外，副井系统的硐室还包括等候室和工具室以及井底水窝泵房等。（2） 主井系统硐室主井系统硐室主要有：1） 推车机、翻车机（或卸载）硐室或胶带机头硐室。对于采用矿车运输的矿井，位于主井空、重车线连接处，其内安设推车机和翻车机，将固定式矿车中的煤卸入煤仓。对于底卸式矿车而言，在卸载硐室内安设有支承托辊、卸载和复位曲轨、支承钢梁等卸载装置。对于采用胶带运输的矿井，胶带机头硐室位于胶带输送机巷尽头，直接卸煤于井底煤仓中。2） 井底煤仓。煤仓的作用是储存煤炭、调节提升与运输的关系。煤仓上接翻车机硐室或卸载硐室，下连箕斗装载硐室。对于大型矿井，则通过给煤机巷间接与箕斗装载硐室相接。3） 箕斗装载硐室。对采用矿车运输的矿井，箕斗装载硐室位于井底车场水平以下，上接煤仓下连主井井筒；当大巷采用胶带输送机运输时，箕斗装载硐室可位于井底车场水平以上，这样可减少主井井筒的深度。其内安设箕斗装载（定容或定重）设备，将煤仓中的煤按规定的量装入箕斗。另外，主井清理撒煤硐室位于箕斗装载硐室以下，通过倾斜巷道与井底车场水平巷道相连，其内安设清理撒煤设备，将箕斗在装、卸和提升煤炭过程中撒落于井底的煤装入矿车或箕斗清理出来；主井井底水窝泵房是位于主井清理撒煤硐室以下，其内安设水泵。（3） 其他硐室1）调度室。位于井底车场进车线的入口处。其内安设电讯、电气设备，用以指挥井下车辆的调运工作。2） 电机车库及电机车修理间硐室。位于车场内便于进出车和通风方便的地点。其内安设检修设备、变流设备、充电设备（蓄电池机车）供井下电机车的停放、维修和对蓄电池机车充电使用。3） 防火门硐室。多布置在副井空、重车线上离马头门不远的单轨巷道内其内安设两道便于关闭的铁门或包有铁皮的木门。一旦井下或井口发生火灾时用来隔断风流，防止事故扩大。此外，在井底车场范围内，有时还设有乘人车场、消防列车库、防水闸门等。爆炸材料库和爆炸材料发放硐室一般设在井底车场范围之外适宜的地方。二、井底车场形式由于井筒形式、提升方式、大巷运输方式及大巷距井筒的水平距离等不同，井底车场的形式也各异。井底车场按运行线路不同，可分为环形式、折返式和环形-折返混合式等三种类型。1.环形式井底车场（1）立井环形式车场根据主、副井筒或空、重车线与主要运输巷道（运输大巷或石门）的相互位置关系，即相互距离及其方位不同，可将环形式车场分为卧式、斜式和立式三种。I）卧式：当主、副井筒距主要运输巷道较近，而且主、副井存车线与主要运输巷道平行布置时，采用卧式。这种车场两翼进车、回车线绕道可以全部利用主要运输巷道，节省开拓工程量。缺点是交岔点及弯道较多，重列车需在弯道上顶车。2） 斜式：当主、副井筒距主要运输巷道较近，或者由于地面生产系统的需要，必须使主、副井存车线与主要运输巷道斜交时，采用斜式。这种车场特点是可以局部利用主要运输巷道。因车场进车处不宜布置三角道岔，所以，当两翼来车时，只有一翼较方便。3） 立式：当主、副井筒距主要运输巷道较远，而且主、副井存车线与主要运输巷道垂直时采用立式；若主、副井筒距主要运输巷道更远时，可采用另一种立式，常称为刀式。前者车场可两翼来车，并设有专用的回车线，工程量较大，需在弯道上顶车作业。后者车场为甩车、顶车创造了有利条件。（2）斜井环形式车场与立井环形式车场一样，斜井环形式车场也可分成卧式、斜式和立式三种，故其结构特点和优缺点与立井均相同，主斜井一般采用箕斗或胶带输送机，副斜井为串车提升。2折返式井底车场（1）立井折返式车场同样，根据主副井筒或空、重车线与主要运输巷道（运输大巷或石门）的相互位置关系，可将折返式车场分为：梭式和尽头式两种。1）梭式。当主、副井筒距主要运输巷道很近，而且主、副井存车线与主要运输巷道合一时，可采用梭式。卸煤方式可用翻车机，也可用底卸式矿车。辅助运输仍利用环形线路。2）尽头式。当主、副井筒距主要运输巷道远，而且主、副井存车线与主要运输巷道垂直时，可采用尽头式。矿车只能从一端入场，经卸载后回到始端，车场作业在主石门中进行。这种车场实为单侧进车的梭式车场。（2）斜井折返式车场斜井折返式车场，因开拓方式和主井提升方式的不同形式多种多样。主井采用胶带输送机或箕斗提升，副井采用串车提升的折返式车场。其特点是：调车作业均在直线上进行，可两翼进车，左翼来车可采用不解体甩车方式，有利于提供生产能力；另外，该种车场的断面类型少，交岔点也少，故巷道掘进工程量小。由于折返式车场比环形式车场线路弯道少所以井底车场通过能力大；由于运煤巷道多数与矿井主要运输巷道合一，交岔点减少，线路结构大大简化，因此开拓工程量小。正由于折返式车场比环形式车场具有上述显著的优点所以目前折返式井底车场越来越广泛地被应用于各种井型的矿井，尤其对大型矿井，优点更为突出。折返-环形混合式井底车场在设计中由于各种条件的限制，为解决调头问题（矿车一端与链环焊死），就采用了尽头-环形混合式井底车场和梭式-环形混合式井底车场。混合式车场可以发挥折返式与环形式车场的优点。大巷用胶带输送机运煤的井底车场上述的井底车场形式均是以矿车运输为主的。随着设计矿井生产能力的扩大和机械化程度的提高，井底车场的结构形式也发生新的变化。例如，在大型矿井中，从采区经大巷到井底车场直到地面的出煤系统中采用“一条龙”的胶带机连续运输，轨道仅作为辅助运输；此外，有的矿井一翼采用胶带机连续运输，另一翼又采用大容量矿车运输。这种运输方式的变化，导致井底车场的结构形式也相应改变，最明显的改变就在于井底煤仓与箕斗装载硐室抬高到井底车场水平以上，使得井底车场结构得以简化。立井井底车场巷道施工■序一、立井井底车场巷道及硐室施工顺序（1）井筒与井底车场连接处（马头门）是井筒转入平巷施工的第一个大断面硐室，应确保快速、安全、高质量一次竣工。一般与井筒掘砌一并施工。（宜采用导硐、分层、短段掘砌与该段井筒掘砌同时施工马头门）（2） 主、副井短路贯通巷道主、副井筒到底后，为使矿井尽快转入平巷施工，应首先安排主、副井井底短路贯通施工，以争取主井提前进行临时罐笼系统的改装。主、副井短路贯通应选择距离小，工期短，必要时增加临时巷道，以缩短主、副井井底贯通巷道的距离和时间。（3） 不间断地进行关键路线工程巷道施工主井重车道、主要运输石门和运输大巷，一般为矿井关键路线工程，井筒转入平巷施工以后，应作为关键路线，加强施工力量，组织快速施工，保证不间断地连续施工。（在特殊情况下，副井井底重车道为关键路线工程巷道时，应优先安排副井重车道施工）（4） 井底车场绕道井筒到底转入平巷施工以后，掘进工作面没有拉开，运输调车困难，为此应在保证上述两项主要工程后，先行安排车场绕道施工，提前贯通井底车场环形线路绕道施工应先安排通向中央变电所、主水泵房、水仓的通道，拉开这些硐室的掘进头