為了勘探和開采礦床開掘,在礦體或圍巖中開掘坑道的過程。稱為井巷掘進(jìn)。礦山井巷包括豎井、斜井、平硐、天井、盲井、平巷和硐室等。
一、井巷工程類
1、平硐:直接通達(dá)地面的水平巷道。
2、豎井:垂直于水平面并直通地面的巷道,也稱井筒。不直接通達(dá)地面的豎井稱為盲豎井。
3、斜井:與水平面有傾斜夾角直通面的巷道。沒有直通地表出口的斜井稱為盲斜井。
4、斜坡道:斜坡道是一種傾角較小的斜井,它和斜井的區(qū)別在于斜井的提升運(yùn)輸設(shè)備為軌道礦車、箕斗和皮帶運(yùn)輸機(jī)等,而斜坡道主要是行駛無軌設(shè)備及車輛,如汽車、柴油機(jī)車、拖拉機(jī)等。根據(jù)斜坡道線路的布置形式有直線式、螺旋式和折返式三種。
5、通風(fēng)式:專門用于通風(fēng)(進(jìn)風(fēng)或回風(fēng))的直通地面的巷道,有時(shí)也用于運(yùn)送材料或兼作安全出口,有垂直、傾斜和水平等多種形式。
6、溜礦井:用于上部階段向下部階段溜放礦石的垂直或傾斜巷道,一般傾角在300以上。
7、充填井:用于向井下采空區(qū)輸送充填材料的巷道。
8、石門:連接井筒與礦床的水平巷道。
9、平巷:在巖石或礦石中不直接通達(dá)地面的水平巷道。
10、井底車場(chǎng):在井筒與石門連接處開掘的巷道和硐室的總稱。它是轉(zhuǎn)送人員、礦石、設(shè)備、材料的樞紐站,也是井下排水和供電的轉(zhuǎn)換中心。
井巷工程是礦山基本建設(shè)的主要項(xiàng)目,也是生產(chǎn)礦山進(jìn)行采礦準(zhǔn)備和生產(chǎn)勘探的主要工程,是礦山穩(wěn)定、持續(xù)、均衡生產(chǎn)的保證。因此,礦山生產(chǎn)中,必須貫徹“采掘并舉、掘進(jìn)先行”的方針。
二、井巷維護(hù)原則
井巷圍巖的穩(wěn)定性主要取決于圍巖應(yīng)力和巖體強(qiáng)度。因此,井巷維護(hù)的基本原則是盡可能利用和提高圍巖的自身強(qiáng)度和改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài),合理選擇井巷施工工藝及支護(hù)方式。
1、合理選擇井巷位置。在生產(chǎn)條件允許下,井巷位置應(yīng)選擇在地質(zhì)和水文地質(zhì)條件較好的穩(wěn)定巖體中,要避開松軟破碎巖層,特別是含水易膨脹及化學(xué)蝕變巖層;井巷走向應(yīng)盡可能與巖層構(gòu)造應(yīng)力的主應(yīng)力方向平行,在褶曲地帶應(yīng)避免布置在背斜或向斜軸部;大斷面的井巷和硐室不應(yīng)布置得過于緊密;應(yīng)盡量避免將井巷布置在采場(chǎng)上部和中間的應(yīng)力集中區(qū),以減少采礦后巖石移動(dòng)的影響。
2、采用合理的施工工藝。井巷圍巖是一種天然的、無代價(jià)的承載結(jié)構(gòu),在掘進(jìn)中應(yīng)盡量采用光面爆破等先進(jìn)爆破技術(shù),以減少放炮對(duì)圍巖的震動(dòng)和破壞。井巷支護(hù)應(yīng)積極采用錨噴支護(hù),以提高圍巖巖體強(qiáng)度,防止強(qiáng)度,防止圍巖風(fēng)化,充分發(fā)揮其自承能力。
3、合理地選擇支架類型。對(duì)于以變形地壓為主的巷道,應(yīng)選擇可縮性大的柔性支架,如錨噴支護(hù)、可縮性鋼支架或在剛性支架中夾可縮性材料(橡膠、木磚)等。這種支架對(duì)大的變形地壓能作暫時(shí)退讓,以減少作用在支架上的壓力,又能限制圍巖產(chǎn)生過大的變形,防止圍巖產(chǎn)生松脫破壞。對(duì)于以松動(dòng)地壓為主的巷道,則可選用有足夠強(qiáng)度的剛性支架來支撐松動(dòng)巖石的重量,如石材砌碹、鋼木支架、鋼筋混凝土支架等。
4、選用合理的斷面形狀。在井巷的平直周邊上,往往容易出現(xiàn)拉應(yīng)力;在井巷周邊的拐角處存在很大的剪應(yīng)力;井巷的高寬比對(duì)圍巖應(yīng)力分布有很大影響,井巷越高,巷道兩側(cè)暴露面積就越大,側(cè)壓力就越大;井巷越寬,巷道頂部的壓力也越大。因此,應(yīng)根據(jù)圍巖應(yīng)力的特點(diǎn)選擇合理的斷面形狀。從承壓能力看,圓形與橢圓形井巷最好,直墻拱形、三心拱形次之,而梯形、矩形斷面較差。
5、相鄰兩個(gè)井巷應(yīng)該有一定的距離,以防止產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。因巖體開掘后產(chǎn)生應(yīng)力重新分布,故一般兩個(gè)巷道之間的巖柱應(yīng)是巷道最大尺寸的5倍以上。