煤矿主井、副井井筒（硐）选址——黑金刚播报
发布时间：
2025-07-24
前言
煤矿井筒作为连接地面与井下的关键通道，其选址的合理性对煤矿开采活动起着举足轻重的作用。井筒位置一旦确定并施工完成，在矿井服务的漫长周期内便难以更改，因此，从一开始就科学、精准地选择井筒位置是煤矿开采前期规划中至关重要的一环。
（图片来自慕课中国矿业大学 采矿学 屠世浩、方志军、郑西贵、王旭峰、彭洪阁、袁永 )
从开采效率层面来看，合理的井筒位置能够极大地优化井下运输线路。若井筒处于井田中央，沿井田煤层走向的运输工作量会达到最小化，运输费用也会随之降低，这不仅意味着运输时间的缩短，还能让煤炭更快地从开采面运输到地面，减少了煤炭在井下的停留时间，使得整个开采流程更加紧凑高效。同时，这样的位置还能使配风量更为均衡，通风线路缩短，通风阻力减小，良好的通风条件能为井下作业人员提供更安全、舒适的工作环境，避免因通风不畅导致瓦斯积聚等安全隐患，从而保障开采工作的顺利进行。
（图片来自慕课中国矿业大学 采矿学 屠世浩、方志军、郑西贵、王旭峰、彭洪阁、袁永 )
在成本控制方面，井筒位置直接关联着井巷工程量、井下运输工作量以及井巷维护工作量。若选址不当，可能需要挖掘更长的巷道，增加支护成本，后期的维护费用也会居高不下。而合理的选址则能有效减少这些不必要的开支，降低初期投资和运营成本，提高煤矿开采的经济效益。
（图片来自慕课中国矿业大学 采矿学 屠世浩、方志军、郑西贵、王旭峰、彭洪阁、袁永 )
另外，井筒位置对矿井的安全保障和可持续发展也有深远影响。合适的位置可以减少煤柱损失，避免对可采煤层造成过度破坏，有利于资源的充分开采，延长矿井的服务年限。同时，安全出口的设置、应急救援的便利性等也与井筒位置紧密相关，一个科学合理的井筒位置能够在突发状况下为人员的疏散和救援争取宝贵时间，最大程度地保障人员生命安全和减少财产损失。
沿走向布局
在煤矿开采中，沿井田走向布局是确定井筒位置的关键考量因素之一，而将井筒布置在井田中央进行双翼开采，有着诸多显著优势，对整个煤矿开采的高效运作意义非凡。
运输成本的优化
当井筒处于井田中央时，煤炭运输路线能得到最优化配置。以某大型煤矿为例，在井田走向长度达 10 公里的情况下，若井筒布置在边界位置，煤炭运输距离最长可达 10 公里；而布置在井田中央，最大运输距离则缩短至 5 公里 。较短的运输距离不仅意味着煤炭运输时间大幅减少，而且运输设备的能耗也随之降低，运输设备的磨损和维护费用也相应减少。通过双翼开采，煤炭可以从井田的两侧向中央井筒运输，这种双向运输模式极大地提高了运输效率，减少了运输设备的投入和运行成本，进而降低了煤炭的开采成本，使煤矿在市场竞争中更具价格优势。
通风系统的改良
双翼开采对通风系统有着积极的改良作用。由于井筒位于井田中央，通风线路得以缩短。同样以上述煤矿为例，通风线路可从原来的最长 10 公里缩短至 5 公里左右。较短的通风线路意味着通风阻力的显著减小，通风阻力减小后，通风设备的能耗降低，运行成本也随之减少。而且，双翼开采使得配风量更加均衡，避免了单翼开采时可能出现的风量分配不均问题，保证了井下各个作业区域都能有充足且稳定的新鲜空气供应，为井下作业人员创造了更安全、舒适的工作环境，有效减少了因通风不畅导致的瓦斯积聚等安全隐患，保障了煤矿生产的安全与稳定。
开采接替的优势
在开采接替方面，双翼开采优势尽显。通过双翼开采，井田两翼的产量可以实现均衡分配。仍以该煤矿为例，在长期的开采过程中，两翼产量差异可控制在极小范围内。这种产量均衡使得两翼开采的年限和结束时间较为接近，避免了一翼过早采完，另一翼后期开采压力过大的情况。当一翼开采接近尾声时，另一翼可以平稳地接替，保证了矿井产量的稳定，减少了开采水平间过渡的难度，使得整个开采过程更加连贯，为煤矿的可持续开采提供了有力保障。
沿倾向考量
石门工程量与压煤问题
在立井开拓过程中，井筒沿井田倾向位置的选择对石门工程量和压煤量有着关键影响。从石门工程量角度来看，当井筒位于井田倾斜中部时，总的石门工程量和石门中的运输工作量达到最少，初期石门工程量也相对较少。以某井田为例，若井筒布置在井田倾斜中部，石门总长度可控制在 500 米左右；而若布置在井田上下边界，石门总长度可能会增加至 800 - 1000 米 。较长的石门不仅需要投入更多的人力、物力进行挖掘，而且在后续的维护过程中，也需要耗费大量的资金和精力。
井筒位置对压煤量的影响也不容小觑。当井筒位于井田倾斜中部时，工业场地煤柱尺寸相对较小，能有效减少煤炭资源的损失。在开采急倾斜煤层的矿井中，由于工业场地煤柱损失随煤层倾角增大而增大，立井井筒多靠近井田上部边界，以减少煤柱损失。在一个煤层倾角达 60° 的急倾斜煤层矿井中，若井筒靠近井田上部边界布置，煤柱损失可减少约 20%，这对于煤炭资源的充分利用和矿井的可持续发展意义重大。
第一水平开采的关联
井筒沿倾向位置与第一水平开采紧密相关，合适的位置能够为第一水平开采创造诸多有利条件。当井筒位置利于第一水平开采时，可使第一水平的开采范围更为合理，减少因井筒位置不当导致的开采死角和资源浪费。在一个采用立井开拓的矿井中，合理的井筒位置使得第一水平的开采范围扩大了 10%，增加了可采储量，延长了第一水平的服务年限。
合适的井筒位置还能简化第一水平的开采系统，降低开采成本。若井筒位置不合理，可能需要设置复杂的辅助提升系统或通风系统来满足第一水平的开采需求，这无疑会增加开采成本和管理难度。而合理的井筒位置可以使提升、通风等系统更加高效，减少设备投入和运营成本。在一些矿井中，通过优化井筒沿倾向位置，第一水平开采的设备投入成本降低了 15%，运营成本降低了 10%，大大提高了矿井的经济效益。
多维度综合抉择
地层与工业广场因素
井筒穿过地层的合理位置对整个矿井建设和运营的安全性与稳定性有着决定性作用。在选择井筒位置时，必须对地层的地质构造、岩性、水文地质等条件进行全面、深入的勘察和分析。若井筒穿越的地层存在断层、破碎带或流沙层等不良地质区域，在井筒施工过程中，可能会遭遇坍塌、涌水等严重事故，不仅会延误工期，还会大幅增加施工成本，甚至对施工人员的生命安全构成威胁。在某煤矿建设中，由于对地层勘察不够细致，井筒施工时遇到了大型断层，导致井筒变形，不得不进行多次加固和修复，工期延误了一年之久，额外增加了数千万元的成本。
地面工业广场的合理位置同样不容忽视，它是矿井地面生产系统、行政管理系统等的重要载体，需要有足够的场地来布置矿井地面生产系统及其工业建筑物和构筑物。工业广场应具备良好的工程地质条件，避开滑坡、崩岩、溶洞等不良地段，以确保建筑物的安全稳固。同时，要便于矿井供电、给水和运输，并使附近有便于建设居民区、排矸设施的地点。某煤矿在选择工业广场位置时，充分考虑了地形和交通条件，将其布置在靠近公路和电源的地方，不仅方便了煤炭的运输和设备的供电，还降低了建设成本，提高了生产效率。
方案比较法的运用
在实际确定井筒位置时，通常会结合开拓方式的选择提出多个方案，然后运用方案比较法进行筛选确定。方案比较法的关键在于对各个方案进行全面、系统的技术经济分析。在技术方面，需要考量井巷工程量、施工难度、通风系统的合理性、运输线路的便捷性等因素。在一个井田走向长 8 公里、倾斜长 2 公里的煤矿中，提出了两个井筒位置方案。方案一井巷工程量为 10000 米，施工难度较大，通风线路较长；方案二井巷工程量为 8000 米，施工难度较小，通风线路较短 。通过对比，方案二在技术上更具优势。
在经济方面，则要考虑建设投资、运营成本、煤炭资源回收率等因素。继续以上述煤矿为例，方案一建设投资为 1 亿元，运营成本每年 500 万元，煤炭资源回收率为 80%；方案二建设投资为 8000 万元，运营成本每年 400 万元，煤炭资源回收率为 85% 。综合经济分析，方案二在成本控制和资源利用上表现更优。通过对多个方案在技术和经济等多方面的综合比较，权衡利弊，最终确定出技术可行、经济合理的井筒位置方案，为煤矿的高效、安全开采奠定坚实基础 。
小结
煤矿主井、副井井筒（硐）的选址是一个复杂且关键的决策过程，需要从多个维度进行深入分析和综合考量。沿走向布局时，将井筒布置在井田中央进行双翼开采，能有效降低运输成本、优化通风系统，还能为开采接替提供有力保障。在沿倾向考量方面，要充分考虑石门工程量、压煤问题以及与第一水平开采的关联，以实现资源的高效利用和开采系统的简化。
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