井巷工程安全知识

井巷工程安全知识

(一)井田开拓

1．煤田划分为井田

在同一地质发展过程中形成的具有连续发育的含煤岩系，其分布有规律可循、基本连成一片的地区称为煤田。在煤层赋存条件中，对煤田开发影响较大的是煤层的厚度和倾角。因此，常把煤层按厚度和倾角进行分类。

煤田具有较大的范围和丰富的储量，有的面积达数百平方公里，储量达数百亿吨，所含煤层达十几层，甚至几十层。因此，必须把煤田划分为若干部分，每一部分由一个矿井开采。划分为一个矿井开采的那部分煤田，称为井田。

2．井田的开拓方式

煤田划分成井田后，井田的范围一般还是很大的，走向长度可达数千米到万余米；倾斜长度亦可达数千米。对这样大范围的井田，在目前的技术条件下，必须再划分成适于开采的较小部分，有计划、按顺序地进行回采，达到技术上和经济上都比较合理的要求。

3．矿井的开拓方式

根据进入煤层的井硐形式不同，矿井开拓方式分为斜井开拓、立井开拓、平硐开拓和综合开拓4种。

(二)井筒

井筒是从地表开掘进入地下的工程，通常作运输煤炭的主井、辅助运输(运输人员、材料、设备、矸石等)的副井或通风井使用。井筒主要有立井、斜井和平硐。

(三)主要开拓巷道

主要开拓巷道指为井田开拓而开掘的基本巷道，其中包括井筒、井底车场、运输大巷、石门、总回风巷等。

(四)井巷断面形状、尺寸的确定原则

井巷断面的形状，主要由围岩性质、井巷服务年限和支护材料来决定。

1．井筒断面形状、尺寸的确定原则

立井井筒断面形状一般为圆形，早期开凿的立井井筒断面采用矩形、椭圆形(目前已很少采用)；斜井井筒断面有拱形、梯形等。

井筒断面尺寸的确定原则与其功能有关。布置生产需要的提升设备、满足人员通行的要求、满足通风风量的要求、满足敷设管线的要求、符合《煤矿安全规程》的要求。

2．巷道断面形状及选用原则

我国煤矿井下使用的巷道断面形状有矩形、梯形、多角形、拱形、圆形、马蹄形、椭圆形等。

巷道断面形状选用的原则：巷道围岩的地压大小和方向，也就是巷道所穿过围岩的性质；巷道的用途和服务年限；巷道选用的材料和支护方式；巷道的掘进方式及岩层埋藏情况。

3．巷道尺寸的确定原则

巷道断面越小稳定性相对越好，最终确定合理的断面大小要兼顾施工技术、巷道的用途和断面利用率。煤矿中巷道的净断面，应满足行人、运输、通风，设备安装检修以及施工的需要。设计巷道断面尺寸，应首先确定巷道的净断面尺寸，并进行风速和优化验算。最后，根据支架参数，道床参数，计算出巷道的设计掘进断面尺寸，并按允许加大值(超控值)，计算出巷道的计算掘进断面尺寸。对于软岩巷道，深厚表土层以及受采动影响的井筒，其断面形状与尺寸要特殊研究确定。(五)井巷施工程序和基本原则

井巷工程包括井筒、井底车场巷道及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道及回风巷道等全部工程。这些工程中有一些工程构成连锁工程项目，也可以称为矿井建设关键线路或主要矛盾线，也就是决定矿井建设最短总工期的，只能按顺序施工的路线。该线路上的各单位工程统称关键工程。其中包

括井筒、井底车场重车线、主要石门、运输大巷、采区车场、采区上山、最后一个采区切割巷道或与风井贯通巷道、风井等。

(六)井巷掘进的主要施工方法

井筒施工根据施式方法及地层赋存条件的不同，分为普通凿井法与特殊凿井法。普通凿井法是在稳定或含水较少的地层中采用钻眼爆破或其他常规手段凿井的方法。特殊凿井法是在不稳定或含水量很大的地层中，采用非钻爆法的特殊技术与工艺的凿井方法。通常采用的有冻结法凿井、钻井法凿井、注浆凿井法。

1．普通凿井法

(1)钻眼爆破法破岩。在岩体上钻凿一定直径、一定深度及数量的炮眼，并在其中装入炸药，靠炸药爆炸的力量破碎岩体，从而达到井巷掘进的目的，这种方法就叫做钻眼爆破法。它的优点是操作简单、易于掌握、设备简单、安全可靠、可以根据要求，在岩体中钻爆出不同形状，不同深度的井筒或巷道。

(2)爆破方法。根据炮眼深度与直径将钻爆法分为浅孔爆破法、中深孔爆破法和深孔爆破法。炮眼直径小于50mm，深度小于2m时称为浅孔爆破，多用于井巷工程；炮眼直径小于50mm，深度2-4m称为中深孔爆破，多用于井筒及大断面硐室掘进；炮眼直径大于50mm、深

度大于5m则称为深孔爆破，主要用于立井井筒及溜煤眼、大断面硐室的掘进以及露天开采的台阶爆破。

(3)爆破设计。爆破是用炸药破碎岩体的作业，为达到预期的爆破效果及作业安全应对爆破所用的炸药及岩体以及爆破方式进行认真的设计。

(4)炸药和雷管。炸药一般有硝铵炸药、水胶炸药、硝化甘油炸药和乳胶炸药。其中硝酸铵类炸药是我国煤矿最广泛使用的工业炸药。经硝酸铵为主加有可燃剂或再加敏化剂(硝化甘油除外)，可用雷管起爆的称为混合炸药。该炸药的特点是氧平衡接近于零，有毒气体产生量受到严格限制。硝铵炸药为粉状，用纸包装加工成圆柱形药卷，外涂一层石蜡防水。硝铵炸药的贮存期为4～6个月。

水胶炸药是20世纪70年代研制成功的新型炸药，是硝酸甲胺的微小液滴分散在含有多孔物质、以硝酸盐为主的氧化剂水溶液中，经调化、交联制成的凝胶状含水炸药。水胶炸药具有抗水性，密度高，威力大，安全性好，生产工艺简单，使用方便，改变了硝铵炸药的主要缺点。硝化甘油炸药是硝化甘油被可燃剂和(或)氧化剂等吸收后组成的混合炸药。通称为胶质炸药。其优点是威力高、耐水(可在水下爆破)、密度大、具有可塑性、爆炸稳定性高。缺点是会“老化”、“渗油”、机械敏度高、生产和使用安全度较差、价格昂贵，现已经很少使用。

乳化炸药是通过乳化剂的作用，使以硝酸盐为主的氧化剂水溶液微滴均匀地分散在含有气泡或多孔性物质的油相连续介质中而形成的油包水型膏状含水炸药。在有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下工作面或工作地点应使用经主管部门批准、符合《煤矿安全规程》规定的煤矿许用炸药。

雷管是爆破工程的主要起爆材料，它由外界能激发，能可靠地引起其后的起爆材料或各种工业炸药爆炸。雷管有火雷管与电雷管两种。由于煤矿井下存在易爆炸的瓦斯和煤尘，因此，煤矿井下禁止使用明火起爆，只能采用电能激发的电雷管。

电雷管可以分成如下几种：激发后瞬时爆炸的称瞬发电雷管，隔一定时间爆炸的称延期电雷管，按延期间隔时间不同，又可以分成秒延期雷管和毫秒延期雷管。延期电雷管是为了提高爆破效果，加大自由面，使工作面各种炮眼的爆炸有一定的先后顺序。此外，还有抗静电性能的雷管，称抗静电电雷管。

2．特殊凿井法

特殊凿井法是当井筒(或巷道)穿过不稳定含水地层时，一般是第四系地层和第三纪地层，用普通凿井法无法通过时采用的特殊施工方法。通常指冻结法、钻井法、注浆法。曾经采用过沉井法和混凝土帷幕