第三章 井田開拓的基本問題

第一節 井筒數目及位置

一、井筒數目

井筒數目是根據礦井提升任務大小和通風安全的需要等因素確定的。煤的提升（即主要提升）和矸石、材料、設備及人員的提升（即輔助提升）可由一個或幾個井筒來完成用作提升的井筒可兼作進風井或回風井，有些情況下，則必須設專用回風井。

《煤礦安全規程》第十八條規定，每個生產礦井必須至少有2個能行人的通達地面的安全出口，各個出口間的距離不得小于30m。采用中央式通風系統的新建和改擴建礦井，設計中應規定井田邊界附近的安全出口。當井田一翼走向較長、礦井發生災害不能保證人員安全撤出時，必須掘出井田邊界附近的安全出口。

《煤礦安全監察條例》第二十五條規定，煤礦安全監察機構發現煤礦進行獨眼井開采的，應當責令關閉。

根據上述規定，一個井田至少布置2個井筒，也可以布置3個或多個井筒。

淮南潘一礦在工業場地內布置主井、副井、風井3個立井，還在井田東部布置了東風井，開拓剖面圖如圖3-1所示。

1．主井；2．副井；3．中央風井；4．東風井；5.-350m回風石門；6.-380m回風石門；7.-530m運輸石門；8.13-1煤層底板運輸大巷；9.-670m運輸石門；10.-800m運輸石門

圖3-1淮南潘一礦開拓剖面圖

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；當井田兩翼儲量分布不均時，井筒位置宜布置在儲量分布的中央，使井田兩翼儲量分布比較均衡。盡可能避免井筒偏于一翼，形成單冀開采。井筒設在井田走向中央，井田雙翼開采較單翼開采有顯著的優點：

（1）井筒設在井田走向中央（儲量分布中心）時，可使井下沿井田走向的運輸工作量最小，運輸費用最少。

如圖3-2所示，在采用立井單水平開拓、帶區式準備的井田中，當井筒布置在井田走向邊界位置1時，大巷中煤的運輸工作量是布置在位置2時的兩倍。

1．井筒位于井田走向邊界；2．井筒位于井田走向中央

圖3-2井筒走向位置比較

在多水平開拓、采區式或盤區式準備的礦井中，大巷中煤的運輸工作量與井筒位置的關系趨勢與單水平開拓、帶區式準備的井田相同。

（2）井筒設在井田走向中央時，兩翼的產量、配風量比較均衡，通風網路較短，通風阻力較小。井筒偏于一冀時，通風路線長，風壓大，當產量集中于一翼時，一翼配風量要成倍增加，風壓更大，要降低風壓，就要加大巷道斷面，增加巷道工程量。

（3）井筒設在井田中央時，以兩翼配采保證礦井產量，兩翼產量比較均衡，開采的年限和結束的時間均較接近，有利于水平接替。若井筒偏于一翼，一翼過早采完，然后產量集中于另一翼。在這種情況下，風量也要集中于一翼，可能造成通風上的困難，并要加大配采和開采水平間過渡的難度。

2．沿井田傾斜方向的井筒位置

對不同開拓方式的礦井，沿井田傾斜方向有利的井筒位置有不同情況。平硐開拓主要取決于地形條件，斜井開拓時，斜井井筒沿傾斜方向的位置主要是選擇合適的層位、傾角、井口和井底位置。

立井開拓時，確定井筒沿井田傾斜方向的位置原則是石門工程量少、少壓煤、有利于第一水平開采。

如圖3-3a所示，沿井田傾斜方向，井筒位于Ⅱ位置，也就是位于井田傾斜中部時，總的石門工程量和石門中的運輸工作量最少，初期石門工程量也較少；而井筒位于Ⅰ位置和Ⅲ位置，即位于井田上下邊界時，總的石門工程量最多，Ⅰ位置初期石門工程量最小，Ⅲ位置初期石門工程量最多。只考慮石門工程量，井筒位于Ⅱ位置是有利的。

如圖3-3b所示，從保護井筒及工業場地的煤柱損失來看，井筒位于Ⅰ位置的工業場地煤柱尺寸最小，位于m位置煤柱尺寸最大，而位于Ⅱ位置煤柱尺寸較小。由于工業場地煤柱損失隨煤層傾角增大而增大，為減少煤柱損失，開采急傾斜煤層的礦井，立井井筒多靠近井田上部邊界。

1．井筒；2．石門；3．富含水層；4．保護場地范圍；5．保護煤柱

圖3-3井筒在傾斜方向的布置圖

如果煤系基底有含水量大的巖層，不允許井筒穿過時，井筒位于Ⅲ位置能直接延深井筒到深部，對開采井田深部及向下擴展有利；而在Ⅰ、Ⅱ位置，井筒只能直接開鑿到一、二水平，深部需用暗立井或暗斜井延深，造成生產環節多，運輸提升較復雜。

總之，有利的井筒位置就是在相互矛盾的因素綜合影響下選優的。

對緩傾斜煤層單水平開采的礦井，從井下運輸及對開采有利出發，井筒應位于井田中部，使上山部分斜長略大于下山部分斜長。

對緩傾斜、中斜煤層多水平開采的礦井，如煤層的可采總厚度大，為減少保護井筒和工業場地煤柱損失及減少初期工程量，可使井筒靠近井田淺部大致在中偏上的適當位置，并應使保護井筒煤柱不占和少占初期投產采區的儲量。

對開采急傾斜煤層的礦井，井筒位置變化引起的石門長度變化較小，而對保護井筒煤柱尺寸變化幅度影響很大，尤其是可采煤層總厚度大的礦井，大量煤柱損失就成為嚴重的問題，故井筒宜靠近井田淺部。開采特厚煤層時，井筒還可設在煤層底板中。

開采近水平煤層的礦井，使井筒靠近儲量中央是一般原則，要結合地質構造、地形等因素綜合考慮。

3．井筒穿過地層的合理位置

為便于井筒的開鑿施工，減少掘進困難及費用，應使井筒通過的表土和巖層具有較好的水文、圍巖和地質條件。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質情況復雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設備多，工藝復雜，掘進速度慢，掘進費用高，因此，井筒應盡可能不通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。當必須通過巨厚含水沖積層時，宜在其厚度較薄處通過。

為便于井筒的掘進和維護，井筒應避開受地質破壞比較劇烈的地帶及可能受采動影響的地段。井筒位置還應使井底車場附近有較好的圍巖條件，有利于井底大斷面硐室的掘進和維護為減少保護井筒煤柱損失，可將井筒設在井田內的薄煤帶、無煤帶或煤質較差的地段。

4．井筒及工業場地位置的選擇

選擇井筒及工業場地位置既要力求做到對井下開采有利，又要注意使地面布置合理，還要便于井筒的開鑿和維護。

一般情況下，如地面工業場地選擇不太困難，應首先考慮對井下開采有利的位置。如礦井地面為山巒起伏、地形復雜的山區，就應首先考慮地面運輸和工業場地有利位置，并結合考慮井下開采有利的位置；如表土為很厚的沖積層，水文地質條件復雜，就應結合對井下開采有利及沖積層較薄的地點綜合考慮。