第三章 井田开拓的基本问题

第一节 井筒数目及位置

一、井筒数目

井筒数目是根据矿井提升任务大小和通风安全的需要等因素确定的。煤的提升（即主要提升）和矸石、材料、设备及人员的提升（即辅助提升）可由一个或几个井筒来完成用作提升的井筒可兼作进风井或回风井，有些情况下，则必须设专用回风井。

《煤矿安全规程》第十八条规定，每个生产矿井必须至少有2个能行人的通达地面的安全出口，各个出口间的距离不得小于30m。采用中央式通风系统的新建和改扩建矿井，设计中应规定井田边界附近的安全出口。当井田一翼走向较长、矿井发生灾害不能保证人员安全撤出时，必须掘出井田边界附近的安全出口。

《煤矿安全监察条例》第二十五条规定，煤矿安全监察机构发现煤矿进行独眼井开采的，应当责令关闭。

根据上述规定，一个井田至少布置2个井筒，也可以布置3个或多个井筒。

淮南潘一矿在工业场地内布置主井、副井、风井3个立井，还在井田东部布置了东风井，开拓剖面图如图3-1所示。

1．主井；2．副井；3．中央风井；4．东风井；5.-350m回风石门；6.-380m回风石门；7.-530m运输石门；8.13-1煤层底板运输大巷；9.-670m运输石门；10.-800m运输石门

图3-1淮南潘一矿开拓剖面图

二、井筒位置

1．沿井田走向方向的井筒位置

沿井田走向有利的井筒位置位于井田中央；当井田两翼储量分布不均时，井筒位置宜布置在储量分布的中央，使井田两翼储量分布比较均衡。尽可能避免井筒偏于一翼，形成单冀开采。井筒设在井田走向中央，井田双翼开采较单翼开采有显著的优点：

（1）井筒设在井田走向中央（储量分布中心）时，可使井下沿井田走向的运输工作量最小，运输费用最少。

如图3-2所示，在采用立井单水平开拓、带区式准备的井田中，当井筒布置在井田走向边界位置1时，大巷中煤的运输工作量是布置在位置2时的两倍。

1．井筒位于井田走向边界；2．井筒位于井田走向中央

图3-2井筒走向位置比较

在多水平开拓、采区式或盘区式准备的矿井中，大巷中煤的运输工作量与井筒位置的关系趋势与单水平开拓、带区式准备的井田相同。

（2）井筒设在井田走向中央时，两翼的产量、配风量比较均衡，通风网路较短，通风阻力较小。井筒偏于一冀时，通风路线长，风压大，当产量集中于一翼时，一翼配风量要成倍增加，风压更大，要降低风压，就要加大巷道断面，增加巷道工程量。

（3）井筒设在井田中央时，以两翼配采保证矿井产量，两翼产量比较均衡，开采的年限和结束的时间均较接近，有利于水平接替。若井筒偏于一翼，一翼过早采完，然后产量集中于另一翼。在这种情况下，风量也要集中于一翼，可能造成通风上的困难，并要加大配采和开采水平间过渡的难度。

2．沿井田倾斜方向的井筒位置

对不同开拓方式的矿井，沿井田倾斜方向有利的井筒位置有不同情况。平硐开拓主要取决于地形条件，斜井开拓时，斜井井筒沿倾斜方向的位置主要是选择合适的层位、倾角、井口和井底位置。

立井开拓时，确定井筒沿井田倾斜方向的位置原则是石门工程量少、少压煤、有利于第一水平开采。

如图3-3a所示，沿井田倾斜方向，井筒位于Ⅱ位置，也就是位于井田倾斜中部时，总的石门工程量和石门中的运输工作量最少，初期石门工程量也较少；而井筒位于Ⅰ位置和Ⅲ位置，即位于井田上下边界时，总的石门工程量最多，Ⅰ位置初期石门工程量最小，Ⅲ位置初期石门工程量最多。只考虑石门工程量，井筒位于Ⅱ位置是有利的。

如图3-3b所示，从保护井筒及工业场地的煤柱损失来看，井筒位于Ⅰ位置的工业场地煤柱尺寸最小，位于m位置煤柱尺寸最大，而位于Ⅱ位置煤柱尺寸较小。由于工业场地煤柱损失随煤层倾角增大而增大，为减少煤柱损失，开采急倾斜煤层的矿井，立井井筒多靠近井田上部边界。

1．井筒；2．石门；3．富含水层；4．保护场地范围；5．保护煤柱

图3-3井筒在倾斜方向的布置图

如果煤系基底有含水量大的岩层，不允许井筒穿过时，井筒位于Ⅲ位置能直接延深井筒到深部，对开采井田深部及向下扩展有利；而在Ⅰ、Ⅱ位置，井筒只能直接开凿到一、二水平，深部需用暗立井或暗斜井延深，造成生产环节多，运输提升较复杂。

总之，有利的井筒位置就是在相互矛盾的因素综合影响下选优的。

对缓倾斜煤层单水平开采的矿井，从井下运输及对开采有利出发，井筒应位于井田中部，使上山部分斜长略大于下山部分斜长。

对缓倾斜、中斜煤层多水平开采的矿井，如煤层的可采总厚度大，为减少保护井筒和工业场地煤柱损失及减少初期工程量，可使井筒靠近井田浅部大致在中偏上的适当位置，并应使保护井筒煤柱不占和少占初期投产采区的储量。

对开采急倾斜煤层的矿井，井筒位置变化引起的石门长度变化较小，而对保护井筒煤柱尺寸变化幅度影响很大，尤其是可采煤层总厚度大的矿井，大量煤柱损失就成为严重的问题，故井筒宜靠近井田浅部。开采特厚煤层时，井筒还可设在煤层底板中。

开采近水平煤层的矿井，使井筒靠近储量中央是一般原则，要结合地质构造、地形等因素综合考虑。

3．井筒穿过地层的合理位置

为便于井筒的开凿施工，减少掘进困难及费用，应使井筒通过的表土和岩层具有较好的水文、围岩和地质条件。虽然用特殊凿井法可以在水文地质情况复杂的条件下掘砌井筒，但所需的施工设备多，工艺复杂，掘进速度慢，掘进费用高，因此，井筒应尽可能不通过流沙层、较厚的冲积层及较大的含水层。当必须通过巨厚含水冲积层时，宜在其厚度较薄处通过。

为便于井筒的掘进和维护，井筒应避开受地质破坏比较剧烈的地带及可能受采动影响的地段。井筒位置还应使井底车场附近有较好的围岩条件，有利于井底大断面硐室的掘进和维护为减少保护井筒煤柱损失，可将井筒设在井田内的薄煤带、无煤带或煤质较差的地段。

4．井筒及工业场地位置的选择

选择井筒及工业场地位置既要力求做到对井下开采有利，又要注意使地面布置合理，还要便于井筒的开凿和维护。

一般情况下，如地面工业场地选择不太困难，应首先考虑对井下开采有利的位置。如矿井地面为山峦起伏、地形复杂的山区，就应首先考虑地面运输和工业场地有利位置，并结合考虑井下开采有利的位置；如表土为很厚的冲积层，水文地质条件复杂，就应结合对井下开采有利及冲积层较薄的地点综合考虑。