一、引言

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙）

井底车场连接着井下运输与井筒提升、提升矿石、废石和下送材 料、设备等，都要经由这里转运，因此，要在井筒附近设置储车线、 调车线和绕道等；为提升人员、排水、通风等工作，要在井筒附近设 置一些硐室，如：水泵房、水仓、井下变电站、候罐室等。井底车场 就是这些巷道和硐室的总称。

在采矿作业的庞大体系中，竖井井底车场犹如一个关键的枢纽，占据着不可或缺的核心地位。它是连接竖井提升与井下运输的关键环节，肩负着转运矿石、废石、人员、材料及设备的重任，是整个采矿流程中的交通要冲和调度核心。从这里，矿石被高效地转运至地面，开启后续的加工与利用；人员、材料和设备也能顺利地抵达井下各个作业地点，保障采矿工作的有序开展；而产生的废石则通过井底车场被妥善运出，维持井下作业空间的整洁与安全。可以说，竖井井底车场运行的高效与否，直接关乎采矿作业的效率和成本，影响着矿山的经济效益和生产安全。正因如此，深入探究竖井井底车场的相关知识，对于优化采矿作业流程、提升矿山生产水平具有重要意义。本文将全面剖析竖井井底车场的线路、硐室、形式分类、选择因素等内容，为采矿工程的实践提供有益的参考。

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安）

二、认识竖井井底车场

竖井井底车场，作为矿井开采中的关键枢纽，是连接矿井主要提升井筒和井下主要运输、通风巷道的一组特殊巷道和硐室的集合体。它如同人体的心脏，在整个采矿系统中起着至关重要的连接作用，是联系井筒提升与井下运输两大核心生产环节的关键纽带，更是井下运输的总枢纽站，肩负着转运矿石、废石、人员、材料及设备的重任，对整个矿井的高效、安全运行起着决定性作用。

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 ）

（一）线路组成

1.储车线路：如同大型停车场的车位，储车线路主要用于储放空车和重车，是各类车辆暂时停放的区域。它包括主井的重车线与空车线，这些线路上停放着从井下采场运来的装满矿石的重车，以及卸载后等待再次下井装矿的空车；副井的重车线与空车线，除了运输矿石，副井还承担着运输人员、材料和设备的任务，因此其重车线和空车线上的车辆类型更为多样；此外，还有专门用于停放材料车的材料支线，材料车中装载着井下生产所需的各种物资，如支护材料、机械设备零部件等，材料支线的设置方便了材料的存放和取用。

2.行车线路：如果说储车线路是停车场的停车位，那么行车线路就是停车场内的通道。行车线路是调度空、重车辆运行的线路，是车辆在井底车场内行驶的通道，它如同城市交通中的主干道和支路，确保车辆能够有序地行驶和调度。连接主、副井的空、重车线的绕道，就像城市中的环线，使车辆能够在主、副井之间顺畅地通行，避免了交通拥堵；调车场支线则是专门用于车辆调度和编组的线路，在这里，车辆可以进行摘钩、挂钩、转向等操作，以满足不同的运输需求；马头门线路是矿车进出罐笼的关键通道，它直接与井筒相连，是人员、材料和设备进出井筒的必经之路，其重要性不言而喻。

（二）硐室组成

1.主井系统硐室：主井系统硐室是围绕主井布置的一系列硐室，它们共同构成了一个高效的矿石提升和处理系统。翻笼硐室是矿石卸载的重要场所，在这里，装满矿石的矿车通过翻笼设备将矿石倒入溜井或储矿仓中；储矿仓则用于暂时储存矿石，起到缓冲和调节矿石运输的作用，确保在提升设备出现故障或运输不均衡时，矿石仍能有地方存放；箕斗装载硐室是将储矿仓中的矿石装入箕斗的地方，通过精确的装载设备，将矿石定量地装入箕斗，以便提升至地面；清理撒矿硐室及斜巷则用于清理在矿石运输和提升过程中洒落的矿石，避免矿石堆积影响生产，同时也能回收宝贵的矿产资源。

2.副井系统硐室：副井系统硐室主要服务于人员、材料和设备的运输以及矿井的排水和供电等重要功能。马头门是副井井筒与井底车场巷道相连接的关键部位，也是人员、材料和设备进出井筒的咽喉要道，其内安设摇台、推车机、阻车器等操车设备，确保车辆能够安全、准确地进出罐笼；水泵房和变电室是矿井的重要动力和排水设施，水泵房内安装着各种排水设备，负责将井下的积水排出，以保证井下作业环境的安全，变电室则为整个矿井提供电力供应，确保各种设备的正常运行；水仓用于储存井下涌水，通过沉淀和过滤，将涌水中的泥沙等杂质分离出来，然后再由水泵排出，保证排水系统的正常运行；候罐室是矿工们等候乘坐罐笼的地方，为矿工们提供了一个相对舒适和安全的等候环境。

3.其他硐室：除了主井和副井系统硐室，井底车场还设有其他一些硐室，以满足矿井生产和管理的各种需求。调度室是井底车场的指挥中心，内设电讯、电气设备，调度人员在这里可以实时掌握井下车辆的运行情况，指挥车辆的调度和行驶，确保运输工作的高效进行；电机车库及机车修理硐室用于停放和维修井下电机车，电机车是井下运输的主要工具之一，其正常运行对于矿井生产至关重要，因此电机车库及机车修理硐室的设置能够及时对电机车进行维护和修理，保证其性能和安全；此外，根据矿井的实际需求，还可能设有防火门硐室、炸药库、消防材料库等硐室，这些硐室在矿井的安全防护和应急处理方面发挥着重要作用。

三、竖井井底车场的类型

（一）按提升设备分类

1.罐笼井底车场：以罐笼作为提升容器，主要用于提升人员、材料、设备以及少量的矿石和废石。罐笼的提升特点决定了罐笼井底车场的布置较为灵活，可适应不同的矿井条件和生产需求。其线路布置通常较为简单，储车线和调车线的设置相对集中，便于操作和管理。罐笼井底车场在小型矿井或作为副井提升系统时应用广泛，因为它能够方便地实现人员和物料的上下运输，满足矿井辅助提升的需求。

2.箕斗井底车场：采用箕斗作为提升容器，主要用于提升大量的矿石。箕斗具有提升量大、速度快的优点，因此箕斗井底车场的设计更注重矿石的高效转运。其主井系统硐室相对复杂，包括翻笼硐室、储矿仓、箕斗装载硐室等，以实现矿石的卸载、储存和装载过程。箕斗井底车场适用于产量较大的大中型矿井，能够满足大规模矿石提升的需求，提高矿井的生产效率。

3.罐笼 - 箕斗混合井底车场：结合了罐笼和箕斗两种提升设备的特点，既有用于提升矿石的箕斗系统，又有用于提升人员、材料和设备的罐笼系统。这种类型的井底车场可以充分发挥两种提升设备的优势，实现多种功能的整合。其线路和硐室的布置更为复杂，需要合理规划两种提升设备的运行线路和相关硐室的位置，以确保整个系统的高效运行。罐笼 - 箕斗混合井底车场通常应用于一些规模较大、生产工艺较为复杂的矿井，能够同时满足矿石提升和辅助提升的多种需求 。

（二）按服务井筒数目分类

1.单一井筒井底车场：只服务于一个井筒，其线路和硐室的布置围绕该井筒展开。这种井底车场结构相对简单，工程量较小，建设成本较低。由于只服务于一个井筒，其提升能力和运输能力相对有限，适用于小型矿井或一些辅助性的井筒。在小型矿井中，单一井筒井底车场可以满足矿井的基本生产需求，同时减少了建设和运营成本。

2.多井筒井底车场：服务于多个井筒，常见的是主副井联合的井底车场。主井负责矿石的提升，副井负责人员、材料和设备的提升以及废石的运输。多井筒井底车场的线路和硐室布置需要考虑多个井筒之间的协调和配合，以实现高效的运输和提升。其通过能力较大，能够满足大中型矿井的生产规模和产量要求。在大中型矿井中，多井筒井底车场可以充分发挥各个井筒的优势，提高矿井的整体生产效率。

（三）按矿车运行系统分类

1.尽头式井底车场：具有井筒单侧进、出车的特点，空重车的储车线和调车场均设在井筒一侧。这种井底车场的线路布置简单，建设成本较低，但通过能力较小。当需要从罐笼中拉出空车后，才能推进重车，这一过程相对繁琐，导致车辆周转速度较慢。尽头式井底车场适用于小型矿井或副井，因为在这些情况下，运输量相对较小，对通过能力的要求不高。

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 ）

2.折返式井底车场：井筒或卸车设备两侧均敷设线路，一侧进重车，一侧出空车，空车经另外敷设的平行线路或从原线路变向返回。折返式井底车场的通过能力比尽头式有所提高，因为它实现了重车和空车的同时进出，减少了车辆的等待时间。当岩石稳固时，可在同一条巷道中敷设平行的折返线路，这样可以节省巷道开拓工程量；若岩石不稳固，则需另行开凿平行巷道。这种井底车场适用于产量适中的矿井，能够较好地平衡运输效率和建设成本。

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 ）

3.环形井底车场：由井筒或卸车设备出来的空车经绕道返回形成环形线路。其调车工作相对简单，车辆可以在环形线路上连续运行，减少了调车时间，从而能够达到较大的通过能力。环形井底车场的开拓工程量较大，因为需要开凿专门的绕道来形成环形线路。它适用于产量较大的大中型矿井，能够满足大规模运输的需求，提高矿井的生产效率。

（图片来自慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 ）

四、竖井井底车场的线路与硐室

（一）线路构成

1.储车线路：储车线路在竖井井底车场中扮演着不可或缺的角色，其主要功能是储存各类空车和重车。主井的重车线，承载着从井下采场满载矿石归来的车辆，这些车辆在这里暂时停放，等待进一步的卸载和提升作业；而主井的空车线，则停放着完成卸载任务后，准备再次驶向采场进行装载的空车。副井的重车线与空车线同样重要，副井不仅负责运输矿石，还承担着人员、材料和设备的运输重任，因此其重车线上可能停放着装有设备或材料的车辆，空车线则为从井筒卸载后返回的空车提供停放空间。材料支线专门用于停放材料车，这些材料车装载着井下生产所需的各种物资，如支护用的钢材、木材，以及各类机械设备的零部件等。材料支线的设置，使得材料车能够集中停放，便于管理和调度，确保在需要时能够迅速将材料运输到井下各个作业地点。

2.行车线路：行车线路是竖井井底车场的交通动脉，负责调度空、重车辆的运行。连接主、副井的空、重车线的绕道，如同城市交通中的环线，使车辆能够在主、副井之间顺畅通行，避免了因线路交叉而导致的交通拥堵，大大提高了车辆的运行效率。调车场支线是车辆调度和编组的重要场所，在这里，机车可以对车辆进行摘钩、挂钩、转向等操作，根据运输任务的需求，将不同类型的车辆组合成合适的列车，以满足井下运输的多样化需求。马头门线路是矿车进出罐笼的关键通道，它直接与井筒相连，是人员、材料和设备进出井筒的必经之路。在马头门线路上，设有摇台、推车机、阻车器等操车设备，这些设备相互配合，确保矿车能够安全、准确地进出罐笼，实现井筒与井底车场之间的高效运输。

（二）硐室布局

1.主井系统硐室：主井系统硐室围绕主井紧密布置，各硐室之间相互协作，共同完成矿石的提升和处理任务。翻笼硐室是矿石卸载的核心场所，装满矿石的矿车进入翻笼硐室后，通过翻笼设备的翻转，将矿石倾倒入溜井或储矿仓中，实现矿石与矿车的分离。储矿仓则是矿石的临时储存空间，它起到了缓冲和调节矿石运输的重要作用。当提升设备出现故障或运输不均衡时，储矿仓可以储存多余的矿石，避免矿石积压在运输线路上，影响生产的正常进行；而在提升设备运行顺畅时，储矿仓又能及时为箕斗装载硐室提供矿石，保证提升作业的连续性。箕斗装载硐室是将储矿仓中的矿石装入箕斗的关键部位，通过精确的装载设备，按照规定的重量将矿石定量地装入箕斗，确保箕斗在提升过程中的稳定性和安全性。清理撒矿硐室及斜巷则用于清理在矿石运输和提升过程中洒落的矿石，这些洒落的矿石如果不及时清理，不仅会造成资源的浪费，还可能影响井底车场的正常运行。清理撒矿硐室及斜巷通过专门的设备和通道，将洒落的矿石收集起来，输送到指定地点，实现资源的回收利用。

2.副井系统硐室：副井系统硐室主要服务于人员、材料和设备的运输，以及矿井的排水和供电等重要功能。马头门作为副井井筒与井底车场巷道相连接的关键部位，是人员、材料和设备进出井筒的咽喉要道。其内安设的摇台、推车机、阻车器等操车设备，协同工作，确保车辆能够安全、准确地进出罐笼。当罐笼到达井底时，摇台放下，与罐笼对接，推车机将矿车推出罐笼，阻车器则防止矿车意外滑动，保证了运输过程的安全可靠。水泵房和变电室是矿井的重要动力和排水设施。水泵房内安装着各种排水设备，如水泵、水管等，负责将井下的积水排出，以保证井下作业环境的安全。在矿井开采过程中，地下水会不断涌入井下，若不及时排出，将会淹没巷道和采场，危及人员和设备的安全。变电室则为整个矿井提供电力供应，通过变压器、开关柜等设备，将高压电源转换为适合井下设备使用的低压电源，确保各种设备的正常运行。水仓用于储存井下涌水，它通过沉淀和过滤的作用，将涌水中的泥沙等杂质分离出来，然后再由水泵排出。水仓的合理设计和有效运行，能够保证排水系统的正常工作，防止井下积水对生产造成影响。候罐室是矿工们等候乘坐罐笼的地方，为矿工们提供了一个相对舒适和安全的等候环境。候罐室内通常设有座椅、照明设备等，方便矿工们休息和等待。同时，候罐室还配备了相应的安全设施和通讯设备，确保在紧急情况下能够及时通知矿工并采取相应的措施。

五、竖井井底车场形式的选择

竖井井底车场形式的选择是一个综合性的决策过程，需要全面考量众多因素，以确保其能够满足矿井生产的各种需求，实现高效、安全、经济的运行目标。

（一）生产能力的关键影响

矿井生产能力是决定井底车场形式的核心因素之一。对于年产量较大的大中型矿井，通常需要设计主副井筒，以满足大规模的提升和运输需求。主井多采用箕斗井，负责高效提升大量矿石；副井则为罐笼井，承担人员、材料和设备的运输任务。在这种情况下，主、副井系统的线路布置常采用环行式，构成双环形井底车场。这是因为环形井底车场具有较大的通过能力，能够适应大量车辆的运行和调度，满足大中型矿井的生产规模和产量要求。而对于产量较小的小型矿井，由于运输量相对较少，对井底车场的通过能力要求较低，因此可以选择结构更为简单的尽头式或折返式井底车场。这些车场形式的建设成本较低，能够在满足生产需求的同时，降低矿井的建设和运营成本。

（二）提升容器类型的导向作用

提升容器类型对井底车场形式的选择有着直接的导向作用。罐笼提升主要用于人员、材料和设备的运输，以及少量矿石和废石的提升。罐笼提升的特点是灵活性较高，可适应不同的运输需求，但提升能力相对较小。因此，当罐笼井作主副井提升时，一般采用环行式车场。环行式车场能够为罐笼提供较为顺畅的运行线路，方便车辆的调度和进出。然而，若围岩不稳固且矿井生产能力较小，同时能直接在靠近竖井外侧铺设绕道时，也可考虑采用折返式车场。折返式车场在这种情况下可以减少巷道的开拓工程量，降低建设成本。箕斗提升则主要用于大量矿石的提升，具有提升量大、速度快的优点。当采用箕斗提升矿石时，运输方式的选择会影响车场形式。用侧卸式矿车运输时，若运输量较小，常用折返式车场；若运输量较大，为减少摘挂作业时间，可采用环行式车场。当采用双机车牵引的底卸式矿车时，多用折返式车场。这是因为折返式车场能够更好地适应底卸式矿车的卸载和调车要求，提高运输效率。

（三）运输设备和调车方式的适配性

运输设备和调车方式与井底车场形式之间需要高度适配。在运输设备方面，不同类型的矿车对井底车场的线路布置和调车方式有着不同的要求。固定式矿车常利用机车调头推、顶车组直接卸载的尽头式车场。这是因为固定式矿车的卸载方式相对简单，尽头式车场的线路布置能够满足其调车和卸载的需求。而底卸式矿车由于其特殊的卸载方式，车头车尾在调车过程中不能倒置，因此多采用折返式井底车场。折返式车场的线路结构能够使底卸式矿车在同一巷道的两股线路上往返运行，方便卸载和调车。在调车方式上，不同的井底车场形式也有着各自的特点。环行式井底车场的调车工作相对简单，车辆可以在环形线路上连续运行，减少了调车时间，从而能够达到较大的通过能力。但它的巷道交岔点多，大弯度曲线巷道多，施工复杂，掘进工程量大，电机车在弯道上行驶速度慢，且顶推调车安全性差。折返式井底车场的空、重列车可在车场内同一巷道的两股线路上往返运行，简化了井底车场的线路结构，减少了车场巷道开拓工程量。但它的巷道断面大，施工及支护较复杂。尽头式井底车场的线路布置简单，建设成本低，但通过能力较小，适用于小型矿井或副井。因此，在选择井底车场形式时，需要根据运输设备的类型和调车方式的特点，综合考虑各种因素，选择最适合的车场形式。

（四）井筒数量的布局影响

井筒数量及其相互位置对井底车场形式的布局有着重要影响。单一井筒井底车场只服务于一个井筒，其线路和硐室的布置围绕该井筒展开。这种井底车场结构相对简单，工程量较小，建设成本较低。但由于只服务于一个井筒，其提升能力和运输能力相对有限，适用于小型矿井或一些辅助性的井筒。多井筒井底车场则服务于多个井筒，常见的是主副井联合的井底车场。主井负责矿石的提升，副井负责人员、材料和设备的提升以及废石的运输。多井筒井底车场的线路和硐室布置需要考虑多个井筒之间的协调和配合，以实现高效的运输和提升。其通过能力较大，能够满足大中型矿井的生产规模和产量要求。在主副井联合的井底车场中，主、副井的相对位置也会影响车场形式的选择。如果主、副井距离较近，可选用卧式或梭式车场；如果距离较远，则可选用立式、刀式或尽头式车场。此外，还需要考虑井筒与主要运输大巷的相互位置关系，以确保井底车场与井下运输系统的顺畅连接。

六、竖井井底车场的设计要点

（一）设计依据

1.矿井设计生产能力及工作制度：这是设计的基础数据，矿井设计生产能力决定了井底车场需要处理的矿石、废石、材料等的运输量，以及人员的升降需求。年工作日数、日工作班数和生产班数等工作制度，影响着井底车场在不同时间段内的作业强度和运行时间。某矿井设计生产能力为每年 100 万吨，按照年工作日 300 天，日工作 3 班，每班生产 6 小时计算，井底车场需要在相应的时间内完成矿石的提升和运输任务，这就要求车场的线路和设备能够满足这样的生产规模和时间要求 。

2.矿井开拓方式：包括各井筒的位置、形式及相互关系，大巷、主石门与井筒的关系，车场附近大巷方位角等。这些因素决定了井底车场与井筒、大巷之间的连接方式和布局。井筒位于井田中央，大巷与井筒垂直连接，这种开拓方式会影响井底车场的线路走向和硐室布置，使其需要围绕井筒和大巷进行合理规划。

3.井筒及数目：井筒的用途及平、断面布置，提升容器的类型、特性、规格及有关尺寸，主提升的装载方式等。不同用途的井筒，如主井用于提升矿石，副井用于提升人员、材料和设备，其设计和布置要求不同。提升容器的类型和尺寸也会影响井底车场的线路和硐室设计。采用箕斗提升矿石，箕斗的容量和外形尺寸会决定箕斗装载硐室的大小和形状。

4.矿井主要运输巷道运输方式：运输方式及其设备，如电机车、矿车、带式输送机等的规格特征，通过设备的最大外缘尺寸，列车组成，矿车的连接方式，矸石运出量及处理方式，坑木及其他材料数量，掘进煤的处理方式，井下人员的运送方式等。这些因素直接关系到井底车场的运输能力和作业流程。使用电机车牵引矿车运输，需要考虑电机车的运行速度、牵引力，以及矿车的数量和连接方式，以确定井底车场的线路坡度和长度。

5.矿井瓦斯等级及通风方式：矿井瓦斯等级及瓦斯涌出量，井筒的进（出）风量，各翼的配风情况，井底车场各巷道通过的风量等。瓦斯等级和通风方式影响着井底车场的通风系统设计和安全措施。高瓦斯矿井需要更严格的通风要求和瓦斯监测设备，以确保井底车场的安全运行。

6.矿井地面及井下生产系统的布置方式：罐笼井筒与井底车场连接处的操车系统，翻车机（卸载站）能力、煤仓容量等。地面及井下生产系统的布置方式决定了井底车场与其他生产环节的衔接和配合。罐笼井筒与井底车场连接处的操车系统设计，需要考虑罐笼的进出车速度和安全性。

7.各种硐室的有关资料：如硐室的用途、尺寸、设备布置等。不同硐室的功能和要求不同，水泵房需要考虑排水设备的安装和运行空间，变电室需要满足电气设备的安全防护和散热要求。这些资料对于井底车场硐室的合理布局和设计至关重要。

8.井底车场所处位置的地质条件、水文地质条件及矿井涌水情况：地质条件影响着井底车场巷道和硐室的稳定性和施工难度。如果井底车场所处位置的岩石松软、破碎，或者存在断层、强含水层等不良地质条件，需要采取特殊的支护和防水措施。矿井涌水情况会影响井底车场的排水系统设计，确保能够及时排出积水，保证生产安全。

（二）设计要求

1.富裕通过能力：井底车场富裕通过能力应大于矿井设计生产能力的 30％ 。这是为了应对矿井生产过程中可能出现的产量波动、设备故障等情况，确保井底车场能够满足矿井的正常生产需求 。当有带式输送机和矿车两种运煤设备向一个井底车场运煤时，矿车运输部分井底车场富裕通过能力应大于矿车运输部分设计生产能力的 30％ 。这样可以保证在不同运输方式下，井底车场都能有足够的运输能力 。

2.增产可能性：井底车场设计时应考虑增产的可能性。随着矿井的发展和技术的进步，矿井可能会提高生产能力。因此，在设计井底车场时，需要预留一定的发展空间，如增加线路长度、扩大硐室容量等，以便在需要时能够方便地进行改造和扩建。

3.机械化水平：尽可能地提高井底车场的机械化水平，简化调车作业，提高井底车场通过能力。采用先进的运输设备和自动化控制系统，可以减少人工操作，提高作业效率和安全性。使用自动推车机、自动阻车器等设备，实现车辆的自动调度和进出，减少调车时间，提高车场的通过能力。

4.井筒布置：在开拓方案设计阶段，应考虑井底车场的合理形式，特别要注意井筒之间的合理布置，避免井筒间距过小而使井筒和巷道难于维护、地面绞车房布置困难。合理的井筒布置可以减少工程施工难度和成本，同时便于后期的维护和管理。

5.施工贯通：应考虑主、副井之间施工时便于贯通。在施工过程中，主、副井的贯通是一个重要环节，合理的井底车场设计可以为施工提供便利条件，缩短施工周期，降低施工风险。

6.线路纵断面闭合：在初步设计时，井底车场需考虑线路纵断面闭合，以免施工图设计时坡度补偿困难。线路纵断面闭合可以保证车辆在井底车场内的平稳运行，减少能量消耗和设备磨损。

7.围岩选择：在确定井筒位置和水平标高时，要注意井底车场巷道和硐室所处的围岩情况及岩层的含水情况，井底车场巷道和硐室应选择在稳定坚硬的岩层中，应避开较大断层、强含水层、松软岩层和有煤与瓦斯突出煤层。如为不稳定岩层时，则井底车场主要巷道应按正交于岩层走向，并且与岩层主节理组的扩展方向呈 30 - 70° 的交角的条件设计 。在此情况下，巷道与井筒相接的马头门应布置在较为稳定的岩层内 。这样可以保证井底车场的稳定性和安全性，减少支护成本和维护工作量 。

8.巷道间距：井底车场长度较大的直线巷道之间应保持一定的距离，避免相互之间的不利影响，深井中相连接的巷道必须具有不小于 45° 的交角 。合理的巷道间距和交角可以保证巷道的稳定性和通风效果，同时便于车辆的行驶和调度 。

9.交岔点和跨度：对于大型矿井或高瓦斯矿井在确定井底车场型式时，应尽量减少交岔点的数量和减小跨度。交岔点和大跨度巷道的施工难度和维护成本较高，同时也存在一定的安全隐患。减少交岔点数量和跨度可以降低工程成本，提高安全性。

10.线路布置：井底车场线路布置应结构简单，运行及操作系统安全可靠，管理使用方便，并注意节省工程量，便于施工和维护。简单的线路布置可以减少车辆的行驶阻力和调车时间，提高运输效率。安全可靠的运行及操作系统可以保证人员和设备的安全。节省工程量和便于施工维护可以降低工程成本和后期运营成本。

11.与大巷结合：井筒与大巷距离近、入井风量大的矿井，如果有条件应尽量与大巷结合在一起布置井底车场，以便缩短运距、减少调车时间、减少井巷工程。与大巷结合布置可以提高运输效率，减少运输成本。

12.煤柱保护：为了保护井底车场的巷道和硐室，在其所在处范围内应留有煤柱。煤柱可以起到支撑顶板、防止巷道变形和垮塌的作用，保护井底车场的安全运行。

七、竖井井底车场的建设流程

竖井井底车场的建设是一项复杂而系统的工程，需要精心规划和严格执行每一个步骤，以确保工程的顺利进行和质量安全。其建设流程涵盖了从施工组织设计到竣工验收的多个关键环节。

（一）施工组织设计

施工组织设计是整个建设工程的蓝图和指导纲领，它为后续的施工活动提供了全面的规划和安排。在这一阶段，首先要组建专业的项目部，明确项目经理、总工程师、施工员、安全员等各岗位人员的职责。项目经理负责全面的组织、协调和管理工作，确保工程按照计划顺利推进；总工程师则凭借其专业知识，为工程提供技术支持和指导，解决施工过程中的技术难题；施工员负责现场的具体施工组织和实施，确保施工操作符合规范和要求；安全员则专注于施工现场的安全管理，制定安全措施，监督安全操作，预防安全事故的发生。同时，要根据工程的实际情况，科学合理地划分施工区域，如将井底车场划分为主井系统施工区、副井系统施工区、线路施工区、硐室施工区等。这样的划分有助于明确各施工区域的任务和责任，避免施工过程中的混乱和冲突，提高施工效率。还要制定详细的施工进度计划，确定各个施工阶段的时间节点和任务目标。合理安排掘进、支护、设备安装等关键环节的施工顺序和时间，确保各项工作有序推进，按时完成工程建设任务。

（二）施工区域划分与开挖

1.施工区域划分：根据竖井井底车场的功能和结构特点，将施工区域划分为不同的部分，以便于施工组织和管理。主井系统施工区主要负责主井相关的硐室和线路的施工，如翻笼硐室、储矿仓、箕斗装载硐室等；副井系统施工区则承担副井相关的工程，包括马头门、水泵房、变电室等硐室以及副井的线路施工；线路施工区专注于储车线路和行车线路的开挖和铺设；硐室施工区负责除主副井系统硐室外的其他硐室的建设，如调度室、电机车库、机车修理硐室等。每个施工区域都有其独特的施工要求和重点，需要配备相应的施工人员和设备，以确保施工的顺利进行。

2.开挖方法：在开挖过程中，根据井底车场所处的地质条件，选择合适的开挖方法。对于岩石较为坚硬的区域，常采用爆破开挖的方式。通过精确计算炸药的用量和爆破参数，利用炸药的爆炸能量将岩石破碎，然后使用机械设备将破碎的岩石清理出施工区域。在爆破作业前，要进行严格的安全检查，确保爆破器材的质量和性能符合要求，设置好警戒区域，防止人员进入危险地带。对于岩石较为松软或不稳定的区域，为了保证施工安全和巷道的稳定性，多采用机械开挖或人工开挖的方法。机械开挖可使用掘进机等设备，通过机械切削的方式将岩石或土体挖出。人工开挖则适用于一些小型的、不适合机械作业的区域，施工人员使用风镐、铁锹等工具进行挖掘。无论采用哪种开挖方法，都要密切关注地质情况的变化，及时调整施工方案。如果在开挖过程中发现岩石破碎、涌水等异常情况，应立即停止开挖，采取相应的支护和排水措施，确保施工安全。

（三）支护措施

1.临时支护：在开挖过程中，为了防止巷道围岩坍塌，确保施工人员的安全，需要及时进行临时支护。常用的临时支护方式包括锚杆支护和喷射混凝土支护。锚杆支护是将锚杆打入围岩中，通过锚杆与围岩之间的摩擦力和粘结力，将围岩锚固在一起，增强围岩的稳定性。在选择锚杆时，要根据围岩的性质和巷道的跨度等因素，确定锚杆的长度、直径和间距。喷射混凝土支护则是将混凝土通过喷射机喷射到巷道围岩表面，形成一层混凝土支护层。喷射混凝土能够及时封闭围岩表面，防止围岩风化和松动，同时还能与围岩紧密结合，共同承受围岩压力。在喷射混凝土时，要控制好喷射的厚度和质量，确保支护层的强度和稳定性。

2.永久支护：永久支护是保证竖井井底车场长期稳定运行的关键。对于稳定性较好的岩石巷道，可采用锚喷支护的方式。锚喷支护是在临时支护的基础上，进一步加强支护效果。通过增加锚杆的数量和长度，提高喷射混凝土的强度和厚度，使围岩与支护结构形成一个整体，共同承受围岩压力。对于稳定性较差的岩石巷道或软岩巷道，常采用砌碹支护或钢筋混凝土支护。砌碹支护是用砖石或混凝土块等材料，在巷道表面砌筑成拱形或圆形的支护结构。砌碹支护具有较高的承载能力和稳定性，能够有效地抵抗围岩压力。钢筋混凝土支护则是在巷道中设置钢筋骨架，然后浇筑混凝土，形成钢筋混凝土支护结构。钢筋混凝土支护的强度和耐久性更高，适用于地质条件复杂、围岩压力较大的情况。在进行永久支护施工时，要严格按照设计要求进行操作，确保支护结构的质量和尺寸符合标准。对支护材料的质量进行严格检验，保证其强度和性能满足要求。在施工过程中，要加强质量控制，对支护结构的施工工艺和施工质量进行监督和检查，及时发现和纠正问题。

（四）设备安装

1.提升设备安装：提升设备是竖井井底车场的核心设备之一，其安装质量直接影响到矿井的生产效率和安全。在安装提升设备时，首先要对设备的基础进行检查和验收，确保基础的强度和尺寸符合设计要求。基础应具有足够的承载能力，能够承受提升设备的重量和运行时的冲击力。然后，按照设备的安装说明书，进行设备的组装和调试。在组装过程中，要注意各部件的安装顺序和连接方式，确保连接牢固可靠。对提升设备的钢丝绳、罐笼、提升绞车等关键部件进行严格的检查和调试，确保其性能良好。钢丝绳的强度和磨损情况要符合规定，罐笼的结构要牢固，提升绞车的制动系统要灵敏可靠。在调试过程中，要进行空载和负载试运行，检查设备的运行状态和性能指标，如提升速度、提升高度、制动距离等，确保设备能够正常运行。

2.运输设备安装：运输设备包括电机车、矿车、带式输送机等，它们的安装也是井底车场建设的重要环节。电机车的安装要注意轨道的铺设质量，轨道的平整度和轨距要符合要求，以确保电机车能够平稳运行。电机车的电气系统要进行严格的调试，保证其启动、运行和制动正常。矿车的安装主要是检查其连接装置和车轮的转动情况，确保矿车之间的连接牢固，车轮能够灵活转动。带式输送机的安装要保证输送带的张紧度合适，托辊的安装位置准确，驱动装置和制动装置的性能良好。在安装过程中，要注意设备的安装精度和调试质量，确保运输设备能够高效、安全地运行。

3.其他设备安装：除了提升设备和运输设备外，井底车场还需要安装通风设备、排水设备、供电设备等。通风设备的安装要确保通风管道的密封性和通风机的安装位置正确，以保证井底车场的通风良好，排出有害气体，提供新鲜空气。排水设备的安装要保证水泵的吸水高度和排水能力满足要求，排水管道的连接牢固，无漏水现象，及时排出井底的积水。供电设备的安装要保证变压器、开关柜等设备的安装牢固，电气线路的敷设符合规范，确保井底车场的电力供应稳定可靠。在安装这些设备时，要严格按照相关的标准和规范进行操作，确保设备的安装质量和运行安全。

（五）竣工验收

1.工程质量检查：在竖井井底车场建设完成后，要进行全面的工程质量检查。检查内容包括巷道的尺寸、支护结构的质量、设备的安装质量等。巷道的尺寸应符合设计要求，其宽度、高度、坡度等参数要进行测量和检查，确保满足车辆行驶和设备安装的需要。支护结构的质量检查包括锚杆的锚固力、喷射混凝土的强度和厚度、砌碹或钢筋混凝土支护的强度和外观质量等。通过现场检测和试验，验证支护结构是否能够有效地支撑围岩，保证巷道的稳定性。设备的安装质量检查包括设备的安装位置、连接情况、运行性能等。检查设备是否安装牢固，各部件之间的连接是否紧密，设备在运行过程中是否平稳、无异常噪声和振动，各项性能指标是否符合设计要求。

2.设备调试与试运行：对安装好的设备进行调试和试运行，检验设备的性能和运行情况。在调试过程中，要按照设备的操作规程，对设备进行启动、运行、停止等操作，检查设备的各项功能是否正常。试运行期间，要模拟实际生产情况，对设备进行长时间的运行测试，观察设备的运行稳定性、可靠性和安全性。对提升设备进行多次的提升和下放操作，检查其提升速度、制动性能等；对运输设备进行满载运输试验，检查其运输能力和运行状况。在试运行过程中，要及时记录设备的运行数据和出现的问题，对发现的问题进行及时处理和整改，确保设备能够正常投入使用。

3.验收交付：经过工程质量检查和设备调试与试运行，确认工程质量和设备性能符合要求后，进行竣工验收。由建设单位、施工单位、监理单位等相关部门组成验收小组，对竖井井底车场进行全面的验收。验收小组要查阅工程建设的相关资料，包括施工图纸、施工记录、质量检验报告等，了解工程建设的过程和质量情况。对现场进行实地检查，对工程质量和设备运行情况进行再次确认。如果验收合格，建设单位将接收竖井井底车场，正式交付使用。施工单位要按照合同要求，提供售后服务和技术支持，确保井底车场在使用过程中能够正常运行。

八、竖井井底车场的维护与管理

竖井井底车场的维护与管理是确保其长期稳定运行、保障矿井安全生产的关键环节，需要从多个方面入手，采取科学有效的措施。

（一）日常维护要点

1.巷道维护：定期对井底车场的巷道进行检查，查看巷道的支护结构是否完好，有无变形、开裂、剥落等情况。对于采用锚喷支护的巷道，要检查锚杆的锚固力是否足够，喷射混凝土的厚度和强度是否符合要求，如有锚杆松动或混凝土脱落，应及时进行修复。对砌碹支护的巷道，要检查碹体是否有裂缝、掉块等现象，若发现问题，应及时采取加固措施。注意巷道的平整度，及时清理巷道内的积水、淤泥和杂物，防止积水浸泡巷道，影响支护结构的稳定性，同时确保车辆行驶的安全和顺畅。

2.设备维护：提升设备是井底车场的核心设备之一，对其进行定期维护至关重要。检查提升绞车的制动系统，确保制动闸瓦的磨损程度在允许范围内，制动系统的灵敏度和可靠性满足要求。对钢丝绳进行检查，测量其直径、磨损情况和断丝数量，如发现钢丝绳磨损严重或断丝超标，应及时更换。还要检查罐笼的结构是否牢固，连接装置是否可靠，导向轮是否转动灵活。运输设备如电机车、矿车等也需要定期维护。检查电机车的电气系统，包括电机、控制器、电缆等，确保其正常运行，无漏电、短路等故障。对矿车进行检查，查看车轮、车轴、连接装置等部件的磨损情况，及时更换磨损的部件，保证矿车的正常运行。通风设备、排水设备、供电设备等也都要按照规定的周期进行维护和保养，确保其性能良好，运行稳定。

（二）管理措施

1.安全管理：在井底车场设置明显的安全警示标识，提醒人员注意安全。在弯道、交叉口、马头门等关键位置设置警示标志，防止车辆碰撞和人员受伤。制定严格的限速和限载规定，严禁车辆超速、超载行驶。根据井底车场的线路条件和设备状况，合理确定车辆的行驶速度和载重限额，加强对车辆的检查和监督，对违规行为进行严肃处理。制定完善的紧急救援预案，明确在发生事故时的应急响应流程和各部门、人员的职责。定期组织应急演练，提高员工的应急处置能力和协同配合能力，确保在事故发生时能够迅速、有效地进行救援。

2.调度管理：建立科学的调度指挥系统，实时掌握井底车场的车辆运行情况、矿石和材料的运输情况等。通过调度系统，合理安排车辆的运行路线和时间，避免车辆拥堵和等待，提高运输效率。根据矿井的生产计划和实际需求，合理安排人员的工作岗位和工作时间。确保各个岗位的人员配备充足，工作任务明确，避免出现人员闲置或过度劳累的情况，保障生产的顺利进行。

九、小结

竖井井底车场作为矿井开采的关键环节，其线路与硐室的合理规划、形式的科学选择、设计的精心考量、建设的严格把控以及维护管理的有效实施，对于矿井的高效、安全、稳定运行至关重要。

注：文章部分内容参考了 慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 的课件

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