《井田开拓与掘进工作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井田开拓与掘进工作（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、井底车场与巷道系统主要授课内容主要授课内容井田开拓方式 井底车场与巷道系统 井巷掘进与支护2 2u井底车场是连接井筒和运输大巷或主要石门的一组巷道 和硐室的总称。 u它是井下运输和井筒提升两大环节之间的枢纽工程，担 负煤炭、矸石、材料、设备及人员的转运，并为矿井的供 电、排水、通风等服务。为了完成这些任务，在井底车场 内布置一系列轨道运输线路和一些硐室。 井底车场硐室及其运输线路 l井底车场硐室 主井(箕斗井)系统。包括翻笼硐室、煤仓、箕斗装载硐室，清理斜巷及 绞车硐室、主井 井底水窝和泵房等。 副井(罐笼井)系统。包括马头门、中央变电所、中央水泵房、水仓、排 水管子道、候罐室等。 此外，还有
2、调度室、机车库及修理间、防火门硐室、消防列车库、乘车 站等。井下火药库一般设在井底车场范围之外。3 3井底车场与巷道系统l井底车场运输线路 井底车场运输线路包括存车线、行车线及辅助线路。 存车线。在主井两侧，必须设储存重列车和空列车线路。用以 储存重列车的线路，称为主并重车线；用以储存空列车的线路， 称为主井空车线。在副井两侧，设有空、重车线及材料车线。在 副井一侧用以存放矸石车的线路，称为副井重车线；在另一侧用 以存放材料车的线路，称为材料车线，在材料车线一旁设有存放 由副井放下的空车的线路，称为副井空车线。 行车线。即空、重列车运行的线路，包括调车线及绕道线路。 为使电机车由列车头部调到列
3、车尾部顶推重列车进入重车线而专 门设置的轨道线路，称为调车线。电机车将列车顶推入重车线之 后，需要通过轨道线路，牵引空列车和材料车驶出井底车场。这 样的线路称为绕道线路。 辅助线路。通往井底水仓、清理井底斜巷、机车修理库的一些 轨道线路，称为辅助线路。4 4井底车场与巷道系统 井底车场的形式和特点由于井田开拓方式、大巷运输方式不同，井底车场的形式亦不同。但从矿车在 车场内运行的特点看，不论是斜井还是立井，井底车场均可分环行式和折返式两大 类型。 l环形式井底车场环形式井底车场的特点是重列车在车场内总是单向运行。因而调车工作简单，可以达到较 大的通过能力。但车场的开拓工程量较大。按照井底车场空、
4、重车线与运输大巷或主要石门的 相对位置关系，环形车场又可分为卧式、斜式和立式三种，如图322所示。当井筒位置与主 要运输大巷和石门、可相距较近时，主、副井存车线与运输大巷或石门可平行布置，称为卧式 井底车场。当主、副井存车线与运输大巷或石门斜交，称为斜式井底车场。环形立式井底车场 的主副井存车线垂直于运输大巷或石门。当井筒距运输大巷很远时，立式车场可以采用如图3 23所示的环形刀式车场。 l折返式井底车场折返式车场的特点是空、重车在车场内折返运行。根据车场两端是否可以开出车，折返式 车场又可以分为梭式和尽头式两种。其主要特点是：主井存车线完全布置在主要运输巷道上，列车往返运行只需经翻笼一侧轨
5、道即可。这种车场的优点是开拓工程量小，车场弯道少。 尽头式车场与梭式车场的线路布置基本相似。但空、重列车只从车场的一端出入，另一端为线 路的尽头。5 5井底车场与巷道系统6 6井底车场与巷道系统 井底车场形式的选择 选择选择 井底车场车场 形式时时，一般应满应满 足以下要求：车场车场 通过过能力较矿较矿 井 设计设计 生产产能力富裕30以上；调车调车 及运输输系统简单统简单 ，有利于采用集个、 闭闭塞、自动动控制信号系统统；弯道及交叉点要少，施工容易，巷道工程量 少；车场车场 巷道便于维护维护 。 井底车场车场 形式应应根据煤层赋层赋 存条件、开拓方式、井型大小、井筒和主 要巷道布置关系，井筒
6、和主要巷道的提、运方式、井下围围岩条件及井上 出车车方向等因素进进行选择选择 。7 7井底车场与巷道系统8 8井底车场与巷道系统9 9井底车场与巷道系统矿井巷道的名称和种类地下采煤，首先要开掘从地面到达煤层以及到达采煤地点的通路，这些通路统称为矿山井巷 。按井巷延伸方向与水平面的关系不同，可分为垂直巷道、水平巷道和倾斜巷道(图39)。从地面进入地下的通路叫做井筒。井筒可以是立井或、斜井和平硐形式。井筒到达预定地点后，就可以在井下开凿为生产服务的各种巷道。矿井巷道按照它的作用 和服务范围，可以分为开拓巷道，准备巷道和回采巷道三类。为全矿井或一个水平服务的巷道 ，叫做开拓巷道；为一个开采区域服务的
7、巷道，叫做准备巷道；直接为采煤工作面服务的巷道 ，叫做回采巷道。 属于开拓巷道的有： 平硐从山腰或山脚的开阔地点水平地进入 煤层； 斜井从地面倾斜地进入煤层； 立井从地面垂直地进入煤层； 井底车场井下主要运输巷道和井筒连接处 的一组巷道和硐室的总称，是位于井底的连接 井筒和大巷的枢纽； 石门在岩层中开凿、并同煤层走向垂直或 斜交的水平巷道(采区内的石门属准备巷道)； 主要运输大巷平行于煤层走向为全矿井或 水平运输服务的水平巷道。可以开掘在岩层内 ，也可以开掘在煤层内； 风井主要供通风用的井筒，风井井口装有 通风机。 属于准备巷道的有： 上山从运输大巷向上开掘的采区 倾斜巷道(主要上山属开拓巷道
8、)： 下山道从运输大巷向下开掘的采 区倾斜巷道(主要下山属开拓巷道)； 属于采煤巷道的有： 区段平巷直接为采煤工作面服务 的在区段上、下边界掘进的平巷； 开切巷(曾称“开切眼”、“切割眼”) 进行采煤工作的场所，开采后叫采煤 工作面(又称回采工作面)。1010主要水平巷道的布置水平运输大巷贯穿井田走向全长，是矿井生产的“大动脉”。它不仅是 整个开采水平的煤炭、物料及人员的运输通道，而且还用于矿井通风、排 水、敷设各种管路和线路等。当开采近距离煤层群时，它将用于开采几个甚至十几个煤层，服务年 限长达十余年至数十年。运输大巷布置是否合理，直接影响到建井期的长 短、开拓巷道工程量的大小、大巷运输和维
9、护的难易、矿井生产管理的集 中程度以及采区巷道布置方式等。因此，必须正确确定运输大巷布置方式 及大巷的合理位置。井底车场与巷道系统1111运输大巷的布置方式 根据运输大巷为之服务的煤层数，运输大巷的布置可分为：分层运输大巷 、集中运输大巷和分组集中运输大巷三种。井底车场与巷道系统l分层运输大巷在开采水平的各个煤层中均单独开掘 运输大巷用主要石门和主要溜煤井与井底 车场相通的称为分层运输大巷，如图3 26所示。优点：这种布置方式，运输大巷多沿 煤层掘进，因而施工容易，掘进速度快， 成巷费用低，并有助于进一步探明煤层赋 存状况，获得补充的地质资料。这对勘探 程度较差、地质构造复杂的矿井有重要意 义
10、。缺点：但是，在各煤层开掘运输大巷，巷道掘进工程量大，采区生产能力低， 生产分散，管理工作十分不便，不利于矿井生产能力和劳动生产率的进一步提高。 同时，煤层运输大巷易受采动的影响，巷道维护困难，维护费用高，煤柱损失大， 资源回收率低，在有自然发火危险的煤层中不便于安全生产。因此，分层运输大巷 布置目前只在少数矿井或地方小井中得到应用。 1212l集中运输大巷 在开采水平内只开一条运输大巷为本水平服务，这条运输大巷称为集中运输大 巷。它通过采区石门与各煤层相联系，如图327所示。井底车场与巷道系统优点：集中运输大巷减少了巷道的掘进量和 维护量，增加了联系各煤层的采区石门，有 利于采区巷道联合布置
11、，实现合理集中生产 。当采用岩石集中运输大巷时，巷道弯道少 ，生产期间维护条件好，可以充分发挥机车 运输能力，有利于运输工作机械化和自动化 。同时，可以不留护巷煤柱，有利于提高煤 炭回收率。缺点：但是，这种布置方式，需要在完成运输大巷和采区石门的掘进以后 ，才能进行上部煤层的准备与回来，因而建井期较长。另一方面，当煤层 间距很大时，采区石门的长度就长，采区石门的总工程量可能很大，以致 造成技术、经济上的不合理。因此，这种方式适合于煤层数较多而煤层间 距不大的矿井。1313l分组集中大巷当井田内各煤层的层间距有大有小，用一条集中运输大巷服务全部煤层在 技术上、经济上都不合理时，可以根据各煤层的间
12、距及煤层的特点将煤层分为 若干煤组，每一煤组布置一条大巷担负本煤组的运输任务，称为分组集中运输 大巷。分组集中运输大巷以采区石门联系本煤组各煤层，如图328所示。分 组集中运输大巷是前两种运输大巷的过渡形式，所以它兼有前两种运输大巷的 部分特点。井底车场与巷道系统分组集 中岩石 大巷1414井底车场与巷道系统运输大巷位置确定运输大巷在煤组中的具体位置是与选择运输大巷的布置方式密切联 系的。由于运输大巷不仅要为上水平开采的各煤层服务，而且还将作为下水 平开采各煤层的总回风道，其服务年限长达十余年至数十年，为了便于维护 和使用，一般将运输大巷布置在不受采动影响煤组的底板岩石中，或煤组下 部煤质坚硬
13、、围岩稳定的薄及中厚煤层中。在岩石中开掘的称为岩石运输大巷、在煤层中开掘的称为煤层运输大巷 。运输大巷的方向和坡度运输大巷的方向与煤层的走向大体一致。当煤层受褶曲、断层影响局部 走向变化较大，而铺设胶带输送机要求巷道要取直时，可以分段成折线或在 不影响巷道维护和不增加煤层开采困难的情况下尽量取直。为了有利于运输 (电机车运输)和排水，运输大巷朝向井底车场方向，一般应保持3的下坡 ，对于排水量大或防止水沟淤积，巷道坡度亦可取5。1515矿井总回风道的布置矿井总回风道的布置与运输大巷布置原则基本相同。实际上，上水 平的运输大巷常作为下水平的总回风道。矿井第一水平总回风道布置应根据情况区别对待。对于
14、开采急倾斜、倾斜和大多数缓倾斜煤层的矿井，总回风道可设 在煤组稳定的底板岩石中，有条件时，可设在煤组下部煤质坚硬，围岩 稳定的薄及中厚煤层中。当井田上部冲积层厚，含水丰富时，井田上部边界必须留置防水煤 柱，总回风道可以布置在防水煤柱中。对开采近水平煤层的沼气矿井，为避免下行风，总回风道可布置在 上部煤层或顶板岩石中，并与运输大巷重叠布置，以减少护巷煤柱的损 失。井底车场与巷道系统井巷掘进与支护1717u岩石的性质及分级井巷掘进最基本的过程，就是把岩石破碎下来，形 成如设计所要求的井筒、巷道及硐室等空间，并对这些空 间进行必要的维护，以防止围岩的垮落。因此，破岩与维 护就成为井巷工程的主要问题。
15、但怎样破岩与维护才能最有效、合理与经济呢?要很 好解决这一问题，首先就要对岩石的性质进行深入研究， 并在此基础上制订出科学的岩石分级方法，以此作为选择 破岩和维护方法的依据。井巷掘进与支护1818岩石的性质 l岩石的容重。单位体积内(包括岩石孔隙)岩石的重量。 l岩石的比重。单位体积内(不包括岩石孔隙的体积)岩石的重量。 l岩石碎胀性。岩石破碎后的体积比破碎前有所增大的性质。 l岩石的弹性。岩石在外力的作用下发生变形，当除去外力后，岩石恢复原 来形状的特性。 l岩石的塑性。岩石在外力的作用下发生变形，当除去外力后，岩石不能够 恢复到原来形状的性质。 l岩石的脆性。岩石在破坏前没有明显的塑性变形
16、，总应变量很小。在应力 达到岩石强度极限时，岩石突然破坏。 l岩石蠕变性。岩石在外力不变的作用下，随着外力作用时间的增加而变形 也增大的性质。 l岩石强度。岩石抵抗外力破坏的能力。岩石强度与受力状态有关。岩石因受力状态不同，其强度也不同，而且相差悬殊 ，一般符合下列顺序。三向等压抗压强度三向不等压抗压强度双向抗压强度单向抗压强度抗剪 强度抗弯强度单向抗拉强度。 l岩石的硬度。岩石抵抗其它较硬物体压入的能力。也可以说是相当于特殊 应力状态下的抗压入强度，与材料力学中的接触强度概念相类似。井巷掘进与支护1919岩石的分级对于井巷掘进工作者来说，最需要了解的是岩石的物理性质，并要求 对岩石进行分级，以便能够正确地进行工程设计，合理地选用施工方法、 施工设备、机具与器材，此外还能为此进行各项技术计算和制定生产定额 等。在生产实践中，为了方便，一般采用“坚固性系数广来表示岩石破碎的 相对难易程度，并概括岩石的上述物理力学性质。通常称f为普氏岩石
