第三節(jié) 礦井巷道及生產(chǎn)系統(tǒng)

一、礦井巷道

礦井開采需要在地下煤巖層中開鑿大量的井巷和硐室。這些井巷種類很多，按其所處空間位置和形狀，可分為垂直巷道、傾斜巷道和水平巷道。

1．垂直巷道

立井——有直接通達(dá)地面出口的垂直巷道，又稱豎井。立井一般位于井田中部，擔(dān)負(fù)全礦煤炭提升任務(wù)的叫主立井，擔(dān)負(fù)人員升降和材料、設(shè)備、矸石等輔助提升任務(wù)的為副立井。

暗立井——沒有直接通達(dá)地面出口的立井，裝有提升設(shè)備，也有主、副暗立井之分。暗立井通常用作上下兩個(gè)水平之間的聯(lián)系，即將下水平的煤炭通過主暗井提升到上一個(gè)水平，將上一個(gè)水平中的材料、設(shè)備和人員等轉(zhuǎn)運(yùn)到下水平。

溜井——擔(dān)負(fù)自上而下溜放煤炭任務(wù)的暗井。

2．傾斜巷道

斜井——有直接出口通達(dá)地面的傾斜巷道。主要擔(dān)負(fù)全礦井下煤炭提升任務(wù)的斜井叫主斜井；只擔(dān)負(fù)礦井通風(fēng)、行人、運(yùn)料等輔助提升任務(wù)的斜井叫副斜井；主要作回風(fēng)（兼作安全出口），一般布置在井田淺部的斜井叫通風(fēng)斜井。

暗斜井——沒有直接通達(dá)地面的出口且用作相鄰的上下水平聯(lián)系的傾斜巷道。其任務(wù)是將下部水平的煤炭運(yùn)到上部水平，將上部水平的材料、設(shè)備等運(yùn)到下部水平。暗斜井和斜井一樣，也有主、副井之分。

上山——沒有直接出口通往地面，位于開采水平以上，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。其任務(wù)是從上向下運(yùn)送煤炭、矸石，從下向上運(yùn)送材料、設(shè)備、人員等。上山中安設(shè)輸送機(jī)運(yùn)煤的稱為運(yùn)輸上山，鋪軌并由絞車運(yùn)輸物料的稱軌道上山，專為通風(fēng)（兼行人）的上山稱為通風(fēng)上山。服務(wù)于采區(qū)的上山叫作采區(qū)上山，服務(wù)于階段的稱主要（或階段）上山。

下山——位于開采水平以下，為本水平或采區(qū)服務(wù)的傾斜巷道。其任務(wù)是從下向上運(yùn)煤、矸石等，從上向下運(yùn)材料、設(shè)備，其他與上山相同。

3．水平巷道

平硐——有出口直接通到地表的水平巷道。一般以一條主平硐擔(dān)負(fù)全礦運(yùn)煤、出矸、運(yùn)材料、運(yùn)設(shè)備、進(jìn)風(fēng)、排水、供電和行人等任務(wù)。專作通風(fēng)用的平硐稱為通風(fēng)平硐。

石門——和地層走向垂直或斜交的水平巖石巷道。服務(wù)于全階段、一個(gè)采區(qū)、一個(gè)區(qū)段的石門，分別稱為階段石門（又稱主石門或集中石門）、采區(qū)石門、區(qū)段石門。作運(yùn)輸用的石門稱運(yùn)輸石門，通風(fēng)用的石門稱為通風(fēng)石門（都指主要用途），如階段運(yùn)輸石門、采區(qū)回風(fēng)石門等。

煤門——開掘在煤層中并與煤層走向垂直或斜交的水平巷道。煤門的長度取決于煤層的厚度，只有在厚煤層中才有必要掘進(jìn)煤門。

平巷——沒有出口直接通達(dá)地表，沿煤層走向開掘的水平巷道。開掘在巖層中的稱為巖巷，開掘在煤層中的稱為煤巷。根據(jù)平巷的用途，可將平巷分為運(yùn)輸平巷、通風(fēng)（進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)）平巷等。按平巷服務(wù)范圍，將為全階段、分段、區(qū)段服務(wù)的平巷分別稱為階段平巷（習(xí)慣上也稱階段大巷）、分段平巷、區(qū)段平巷等。

4．硐室

硐室——專門用在井下建造的斷面較大或長度較短的空間構(gòu)筑物，如絞車房、水泵房、變電所和煤倉等。

根據(jù)巷道服務(wù)范圍及其用途，礦井巷道又可分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道3類。

開拓巷道——全礦井或?yàn)橐粋€(gè)開采水平服務(wù)的巷道。主、副井和風(fēng)井、井底車場、主要石門、階段運(yùn)輸和回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)石門和采區(qū)運(yùn)輸石門等，以及掘進(jìn)這些巷道的輔助巷道都屬于開拓巷道。

準(zhǔn)備巷道——采區(qū)，為一個(gè)以上區(qū)段、分段服務(wù)的運(yùn)輸、通風(fēng)巷道。采區(qū)上（下）山、區(qū)段集中巷、區(qū)段石門、采區(qū)車場等都屬于準(zhǔn)備巷道。

回采巷道——形成采煤工作面及為其服務(wù)的巷道。采煤工作面的開切眼、區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷屬于回采巷道。

開拓巷道的作用在于形成新的或擴(kuò)展原有的階段或開采水平，為構(gòu)成礦井完整的生產(chǎn)系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。準(zhǔn)備巷道的作用在于準(zhǔn)備新的采區(qū)，以便構(gòu)成采區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)。為采煤工作面服務(wù)的巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并進(jìn)行生產(chǎn)。

二、礦井生產(chǎn)系統(tǒng)

礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是指在煤礦生產(chǎn)過程中的提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、人員安全進(jìn)出、材料設(shè)備上下井、矸石出運(yùn)、供電、供氣、供水等巷道線路及其設(shè)施的總稱，是礦井安全生產(chǎn)的基本前提和保證。每一個(gè)礦井都必須按照有關(guān)規(guī)定和要求，建立安全、通暢、運(yùn)行可靠、能力充足的生產(chǎn)系統(tǒng)。礦井生產(chǎn)系統(tǒng)包括井下生產(chǎn)系統(tǒng)、地面生產(chǎn)系統(tǒng)和其他生產(chǎn)系統(tǒng)。

1．井下生產(chǎn)系統(tǒng)

（1）運(yùn)煤系統(tǒng)

從采煤工作面破落下的煤炭—區(qū)段運(yùn)輸平巷—采區(qū)運(yùn)輸上山—采區(qū)煤倉—采區(qū)下部車場—階段運(yùn)輸大巷—主要運(yùn)輸石門—井底車場—主井提升到地面。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)

新鮮風(fēng)流—副井—井底車場—主要運(yùn)輸石門—階段運(yùn)輸大巷—采區(qū)下部材料車場—采區(qū)軌道上山—采區(qū)中部車場—區(qū)段運(yùn)輸平巷—采煤工作面。清洗工作面后，污風(fēng)—區(qū)段回風(fēng)平巷—采區(qū)回風(fēng)石門—回風(fēng)大巷—回風(fēng)石門—回風(fēng)井排入大氣。

（3）運(yùn)料排矸系統(tǒng)

采煤工作面所需材料和設(shè)備由副井—井底車場—主要運(yùn)輸石門—階段運(yùn)輸大巷—采區(qū)運(yùn)輸石門—采區(qū)下部材料車場—采區(qū)軌道上山—區(qū)段回風(fēng)平巷—采煤工作面。采煤工作面回收的材料、設(shè)備和掘進(jìn)工作面運(yùn)出的矸石，用礦車經(jīng)由與運(yùn)料系統(tǒng)相反的方向運(yùn)至地面。

（4）排水系統(tǒng)

采掘工作面積水，由區(qū)段運(yùn)輸平巷、采區(qū)上山（或下山）排到采區(qū)下部車場，經(jīng)水平運(yùn)輸大巷、主要運(yùn)輸石門等巷道的排水溝，自流到井底車場水倉。其他地點(diǎn)的積水排到水平大巷后，自流到井底水倉。集中到井底水倉的礦井積水，由中央水泵房排到地面。

（5）動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)

包括井下電力供應(yīng)系統(tǒng)和壓縮空氣供應(yīng)系統(tǒng)。

通過敷設(shè)在副井中的高壓電纜，礦井地面變電所向井下井底車場的中央變電所供6kV、10kV或更高電壓等級(jí)的高壓電，通過敷設(shè)在運(yùn)輸大巷和運(yùn)輸上山幫上的電纜，由中央變電所向各采區(qū)變電所供電，采區(qū)變電所則將輸送來的高壓電降壓或不降壓供給采煤工作面和掘進(jìn)工作面的用電設(shè)備。

采掘工作面風(fēng)動(dòng)工具所需要的壓縮空氣，則由地面或井下壓風(fēng)機(jī)房經(jīng)管道輸送至各工作面用氣地點(diǎn)。

2．地面生產(chǎn)系統(tǒng)

地面生產(chǎn)系統(tǒng)的主要任務(wù)是煤炭經(jīng)過運(yùn)輸提升到地面后的加工和外運(yùn)，還要完成矸石排放，動(dòng)力供給，材料、設(shè)備供應(yīng)等工作。地面生產(chǎn)系統(tǒng)涉及的具體內(nèi)容通常包括地面提升系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、排矸系統(tǒng)、選煤系統(tǒng)和管道線路系統(tǒng)。此外，還有變電所、壓風(fēng)機(jī)房、鍋爐房、機(jī)修廠、坑木加工廠、礦燈房、浴室及行政福利大樓等專用建筑物。對(duì)于水采礦井，地面還需設(shè)置高壓泵房、脫水樓和煤泥沉淀池等。

（1）地面生產(chǎn)系統(tǒng)類型

①無加工設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用于原煤不需要進(jìn)行加工，或擬送往中央選煤廠去加工的煤礦。原煤提升到地面以后，經(jīng)由煤倉或貯煤場直接裝車外運(yùn)。

②設(shè)有選矸設(shè)備的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用于對(duì)原煤只要選去大塊矸石的煤礦，或者在生產(chǎn)焦煤的煤礦中，由于大塊矸石較多，而選煤廠又離礦較遠(yuǎn)，為了避免矸石運(yùn)輸?shù)睦速M(fèi)和減輕選煤廠的負(fù)擔(dān)，在礦井地面設(shè)置選矸裝置。

③設(shè)有篩分廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用于生產(chǎn)動(dòng)力煤和民用煤的煤礦。原煤提升到地面后，需要按照用戶對(duì)煤質(zhì)與粒度的要求進(jìn)行選矸和篩分，不同粒度的煤分別裝車外運(yùn)。

④設(shè)有選煤廠的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。這種生產(chǎn)系統(tǒng)適用于產(chǎn)量較大、煤質(zhì)符合洗選要求的礦井。

（2）地面排矸運(yùn)料系統(tǒng)

礦井在建設(shè)和生產(chǎn)期間，由于掘進(jìn)和回采，都要使用或補(bǔ)充大量的材料，更換和維修各種機(jī)電設(shè)備，同時(shí)還有大量的矸石運(yùn)出礦井，特別是開采薄煤層時(shí)，矸石的排出量有時(shí)可達(dá)礦井年產(chǎn)量的20%以上。

①矸石場的選址及類型。由于矸石易散發(fā)灰塵，有的還有自然發(fā)火危險(xiǎn)，在選擇矸石場地時(shí)，一般選擇在工業(yè)場地、居民區(qū)的下風(fēng)方向，并且地形上有利于堆放矸石，盡量不占或少占良田。當(dāng)矸石有自燃可能時(shí)，矸石場地的邊緣距壓風(fēng)機(jī)房、進(jìn)風(fēng)井口不小于80m，距坑木場不小于50m，距居住區(qū)一般不小于700m。

矸石不得堆放在水源上游和河床上。能自燃的矸石，不能堆放在煤層露頭、表土下10m以內(nèi)有煤層的地面上或采空區(qū)可能塌陷而影響到井下的范圍內(nèi)。

矸石場按照矸石的堆積形式可以分為平堆矸石場和高堆矸石場兩種。當(dāng)?shù)孛婀I(yè)場地及其附近地形起伏不平且矸石無自然發(fā)火危險(xiǎn)時(shí)，可利用矸石將場地附近的洼地、山谷填平覆土還田，這種堆放矸石的方式稱平堆矸石場。這種矸石場的缺點(diǎn)是地形變化大，機(jī)械設(shè)備需要經(jīng)常移動(dòng)，工作起來不方便。目前采用較廣泛的是高堆矸石場，這種矸石場堆積矸石的高度一般為25～30m，矸石堆積的自然坡角為40°～45°，高堆矸石場的布置緊湊，設(shè)備簡單，但矸石場的占地面積大，且矸石堆附近灰塵較多。

②材料、設(shè)備的運(yùn)輸。礦井正常生產(chǎn)期間，需要及時(shí)供應(yīng)各種材料、設(shè)備，維修各種機(jī)電設(shè)備。這些物料主要是經(jīng)由副井上下。因此，材料、設(shè)備的運(yùn)輸系統(tǒng)都必須以副井為中心。一般由副井井口至木材加工場、機(jī)修廠和材料庫等，都鋪有運(yùn)輸窄軌鐵路。運(yùn)往井下的材料設(shè)備裝在礦車或材料車上，由電機(jī)車牽引到井口，再通過副井送到井下。井下待修的機(jī)電設(shè)備，也裝在礦車或平板車上，由副井提升到地面，由電機(jī)車牽引送往機(jī)修廠。

（3）地面管線系統(tǒng)

為了保證礦井生產(chǎn)、生活的需要，地面工業(yè)場地內(nèi)還需設(shè)上下水道、熱力管道、壓縮空氣管道、地下電纜、瓦斯抽放管路、灌漿管路等。這些管道線路布置是否合理，對(duì)礦井生產(chǎn)、生活、美化環(huán)境都有一定影響，在進(jìn)行管線布置時(shí)應(yīng)予以考慮。

3．其他生產(chǎn)系統(tǒng)

礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間，礦井還需要建立安全、避災(zāi)、供水、通信等系統(tǒng)。具體包括瓦斯抽采系統(tǒng)、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等。