矿山井巷工程设计
创建时间：2008-08-02
矿山井巷工程设计(mine shaft and drift design)
在矿山建设和生产中，为采矿提升、运输、通风和排水而开掘的井筒、巷道和硐室等构筑物的地下采矿工程设计。设计主要内容包括：井巷断面确定和井巷支护型式选择等。
矿山井巷工程位置确定后，要根据工程的重要性及工程地质、水文地质条件的复杂程度，在主要井巷工程设计前，应进行岩石力学参数测定和原岩应力测量。并在此基础上，根据工程特点及功能要求，对工程所在位置岩体结构特性进行岩体稳定性分析。
井巷断面确定井巷断面主要根据井巷运输设备类型、外廓尺寸、人行道宽度、梯子间尺寸、各种管道电缆等配置要求、安全间隙和采用的支护型式等因素进行合理布置，并用允许风速进行校验后确定。
矿山井巷通常按其长轴线与水平面夹角不同，可分为水平巷道、倾斜巷道、直立巷道和斜坡道(螺旋式或直线式)。
水平巷道通常包括平硐、平巷、石门、沿脉巷道、脉外巷道和穿脉巷道等。巷道断面形状一般采用拱形、梯形，当工程地质条件和围岩稳定性较差时，可采用半圆形、圆形或椭圆形断面。
倾斜巷道一般包括斜井、盲斜井、斜天井和斜溜井等。
(1)斜井。与地表直接相通的倾斜巷道。按其用途及装备的不同，可分为矿车斜井、箕斗斜井、胶带输送机斜井、通风、排水、材料和充填斜井等。斜井断面形状与水平巷道基本相同。对有人员上下的斜井，当倾角小于30。、垂直深度超过90m或倾角大于30。，垂直深度超过50m时，在斜井内通常应设置运送人员的设施。在矿车(串车组)斜井上、下部停车场应设置阻车器，在下部车场还要设安全硐室；胶带输送机斜井内，其一侧应设一条与胶带输送机平行的材料运输线或一条检修人行道；钢绳牵引胶带输送机斜井兼作人员运输时，在上下人员处的20m区段内，胶带到斜井顶板净高应不小于1．4m，行驶区段内净高不小于1m，宽度不小于0．8m，并设安全围栏及明显的上下人员标志与信号，在人员下机前2m处设有安全停车装置。
(2)盲斜井。不与地表直接相通的倾斜巷道。按其用途与装备设施不同，通常有矿石提升用盲斜井、废石、充填料和排水等用盲斜井。其提升设施等均设置在井下专用的提升机室内。
(3)斜天井。在矿块内为回采需要而沿矿体(脉)掘进的倾斜巷道。按用途可分为凿岩、通风、地探、采准、切割和人行安全等倾斜巷道，其断面应按井筒内的设备配置来确定。倾角90。天井为直立天井。
(4)斜溜井。用来专门溜放矿石或废石的倾斜巷遭。一般有明溜井(直接通向地表)和盲溜井(不直接通向地表)。其断面按溜放矿岩的块度来确定，通常溜井直径应大于矿岩块度的5倍，且不得小于2m；
为保证溜放矿岩顺畅，溜井倾角应大于60。倾角近于90。的溜井通常称直立溜井。
直立巷道一般包括竖井、盲竖井、直立溜井和天井等。(1)竖井。直接与地表相通的直立巷道。专门用于提升矿石的，称为主竖井(简称主井)。仅供提升人员、材料或废石等用途的竖井，称副竖井或辅助竖井。设计中还有一些具有专门用途的竖井，如通风井、设备井、排水井和充填井等。(2)盲竖井。不与地表直接相通的直立巷道。其提升设施等均设置在井下的专门提升机室内。盲竖井依其用途，也可有主、副盲竖井之分。
竖井断面确定，通常依据井筒用途，井筒内设备数量、类型、规格尺寸、梯子间管道、电缆配置、井筒穿过岩层(体)工程地质情况，以及支护型式等因素进行确定。一般用作图法或解析法算出近似的井筒净断面后，再用允许的通风风速进行校验。竖井井筒断面设计应符合有关安全规程的规定。井简内须设置梯子间，梯子坡度不大于80。；上下层梯子平台的距离不大于6m；上下层梯子孔要错开；平台梯子孔的断面长度和宽度应分别大于0．7m和0．6m。井筒内提升容器之间、提升容器与井壁或罐道梁之间的安全间隙，必须符合有关安全规程的规定。井筒内的最高允许风速：当提升人员和物料时应小于8m ／s；当提升矿石时应小于12m／s；专用通风井的设计风速应小于15m ／s。竖井井筒断面有矩形和圆形之分。在岩体较稳定的情况下，中
等以下规模矿山为提高断面利用率，多采用矩形井筒；服务年限长的中等以上规模的矿山，一般采用圆形断面。
斜坡道专门通行无轨自行设备与车辆的倾斜巷道。除与直线式倾斜巷道(斜井)类同外，尚有折返式和螺旋式两种类型的斜坡道。
斜坡道的断面，通常根据无轨设备的外形尺寸、车辆布置等条件及安全规程规定的有关要求进行设计。斜坡道内运行设备与支护之间的间隙不应小于0．6m。人行道宽度应大于1．0m。设备的最大高度与斜坡道顶板支护的间距不小于0．6m。斜坡道平面曲线半径，当行车速度为20～40km／h时，竖曲线半径一般为20～35m。斜坡道曲线段一般加宽400～700mm。平面曲线段超高(横向)坡度控制在2％～10％。缓和段长度一般采用4～6m。斜坡道的路面面层，一般采用碎石面层、水泥混凝土或沥青混凝土面层。
井巷支护型式选择井巷支护分为巷道支护和井筒支护。
巷道支护根据巷道围岩稳定程度、巷道用途及服务年限等，可选用喷射混凝土、锚杆金属网喷射混凝土、混凝土、钢筋混凝土、石材和木材等支护，大断面巷道(或硐室)可按支护结构进行计算；一般巷道可按工程类比法和经验选取。巷道支护型式及适用条件见表1，支护厚度见表2、表3。
井筒支护决定井简支护的因素较多，设计时一般要考虑下列主要因素：井壁压力(竖井井筒地压)、井筒施工时临时荷载和井口构筑物对井壁施加的附加荷载。井壁厚度主要与表土层厚度、围岩岩体结构及力学性质、井壁与围岩相互作用及地下水等关系密切。国内外学者关于井壁压力计算曾进行大量研究与试验工作，提出了各种理论，但因岩体构造十分复杂，尚无一套完整的计算方法，一般仍以工程类比法与理论验算相结合来选择井壁支护结构和厚度。
