从小型到大型：如何根据矿井规模选择合适的竖井井底车场？——黑金刚播报
发布时间：
2025-11-04
一、核心概念与功能
（一）基础定义与核心作用
这个竖井井底车场是地下矿山运输系统的关键枢纽，它连接着井筒与井下运输大巷，算是开拓巷道一个集合。在整个矿山生产流程中，竖井井底车场承担、矿石、废石、设备、材料及人员的运输，是保障矿山高效生产的关键环节。
从提升与运输衔接的角度来看竖井井底车场实现了井筒提升系统与水平运输系统的高换。从井下深处开采出来的矿石，通过井筒提升至井底车场，在这里，矿石将被转运至运输大巷，进而运往地面进行后续加工处理。车辆调度枢纽的功能也是竖井井底车场的重要职责，它整合了空 / 重车储车线、调车线路及各种硐室，如翻车机硐室、候罐室等，比如啊，在翻车机硐室中，装满矿石的矿车被翻转，矿石被卸载到指定位置；而候罐室则为等待升降的人员提供了安全舒适的等候空间。通过啊合理规划这些设施的布局和运作流程，竖井井底车场就能够确保车辆的有调度了。
此外，竖井井底车场还配套了水泵房、变电所、水仓等设施，为井下生产提供了坚实的安全保障，水泵房负责排除井下积水，防止水患对矿山生产造成威胁；变电所则为整个矿山提供稳定的电力供应，确保各种设备的正常运行；水仓则用于储存和沉淀井下涌水，保证水质符合排放要求；这些辅助系统的协同工作就像是矿山生产的“后勤部队”，为前线的开采和运输工作提供了有力支持。
（二）分类体系与核心参数
根据矿车运行系统的不同，竖井井底车场主要可分为四大类，每一类都有其独特的特点和适用场景。
尽头式井底车场的结构相对简单，井筒单侧进、出车，空、重车的储车线和调车场均设在井筒的一侧。这种形式的井底车场就像是一条死胡同，车辆只能从一侧进出，通过能力较小。但其优点是结构简单，建设成本较低，一般适用于小型矿井或副井，比如一些年产量在 10 万吨 / 年以下的小型矿山，尽头式井底车场就能满足其运输需求。
折返式井底车场则在井筒或卸车设备的两侧均铺设线路，一侧进重车，另一侧出空车。空车经过另外铺设的平行线路或从原线路变头返回，就像一个循环的跑道，车辆在这里能够实现高效的周转。这种形式提高了井底车场的生产能力，车辆在井底车场逗留时间少，周转快。同时，它还具有开拓工程量省、弯道和交叉点大大减少、简化了线路结构等优点，为实现运输自动化创造了条件。一般适用于年产量在 10 - 30 万吨 / 年的矿井，这类矿井的运输量适中，折返式井底车场能够在保证运输效率的同时，有效控制建设成本。
环形式井底车场的结构特点是一侧进重车，另一侧出空车，由井筒或卸载设备出来的空车经由储车线和绕道不变头返回，形成一个完整的环形线路。它就像一个大型的交通环岛，车辆在其中单向行驶，调度方便，能够达到较大的通过能力。适用于年产量在 30 万吨 / 年以上的大型矿井，这些矿井的运输量大，环形式井底车场能够满足其高强度的运输需求，确保矿石和材料的及时转运。
混合式井底车场则是结合了多种形式的优点，为了减少井筒工程量及简化管理，在生产能力允许的条件下，可用混合井代替双井筒，即用箕斗提升矿，用罐笼提升废石并运送人员和材料、设备。此时线路布置与采用双井筒时的要求相同，根据实际情况灵活组合不同的车场形式，以达到最佳的运输效果。这种形式适用于各种规模的矿井，尤其是那些地质条件复杂、生产需求多样化的矿山，混合式井底车场能够根据具体情况进行优化配置，提高矿山的整体生产效率。
二、典型竖井井底车场形式
（一）尽头式井底车场：小型矿井的经济之选
1. 结构特点
尽头式井底车场的结构布局呈现出鲜明的单侧作业特性，宛如一个结构简单的“单边交通站”。井筒单侧设置空 / 重车储车线及调车场，就像是车站的单边月台，所有的车辆进出都在这一侧进行。矿车需单机牵引进出，且无环形线路，这意味着车辆的行驶路线相对单一，如同在一条没有分支的道路上行驶。仅需基本调车线路，无复杂交叉点，这种简洁的线路设计大大减少了开拓工程量，降低了建设成本。然而，其通过能力受到明显局限，单次仅能处理一列矿车，就像一个小容量的容器，无法容纳过多的物品。其年通过能力通常≤10 万吨 / 年，这使得它在面对大规模运输需求时显得力不从心 。
2. 适用场景
尽头式井底车场在小型矿井或副井中找到了自己的用武之地，就像小巧的工具在小型工作场景中发挥着重要作用。在小型矿井中，由于生产规模较小，运输量相对较低，尽头式井底车场能够满足其矿石运输、人员及材料运输的需求。例如，一些小型的金属矿，年产量在 10 万吨以下，采用尽头式井底车场，既经济又实用。在副井中，主要承担废石提升、人员材料运输等辅助任务，运输量也相对较小，尽头式井底车场的简单结构和较低的建设成本使其成为理想之选。此外，尽头式井底车场还可以作为临时或辅助车场，在一些矿山的建设初期或局部转运需求中发挥作用，就像备用的零件，在关键时刻提供支持。
（二）折返式井底车场：中型矿井的效率之选
1. 结构特点
折返式井底车场的双侧线路设计是其一大亮点，宛如一个高效的“双向交通枢纽”。井筒或卸车设备两侧分设重车线与空车线，就像公路上的双向车道，车辆可以同时进行重车进入和空车驶出的操作。空车通过平行线路或原线路变向返回，这种巧妙的设计大大提高了矿车在车场的周转效率，使车辆能够快速地完成运输任务。列车可在直线段高速运行，安全性高，这就像在高速公路上行驶，车辆可以保持较高的速度，同时也更加安全。较环形式减少弯道与交叉点，开拓成本降低约 20%-30%，这种成本的降低使得折返式井底车场在经济上更具竞争力，就像性价比高的产品，受到更多的青睐。
2. 适用场景
折返式井底车场是年产量 10-30 万吨矿井的理想选择，就像一把合适的钥匙，能够打开中型矿井高效运输的大门。这类矿井的运输量适中，既不像小型矿井那样运输量小，也不像大型矿井那样运输量巨大。折返式井底车场能够在保证运输效率的同时，有效控制建设成本，实现运输能力与建设成本的平衡。例如，在一些金属矿中型开采项目中，折返式井底车场能够满足其矿石和材料的运输需求，提高生产效率。同时，折返式井底车场简洁的线路结构为电机车自动驾驶、智能调度系统提供了硬件支持，就像为先进的技术搭建了一个稳定的平台，使其能够更好地发挥作用。随着矿山自动化技术的发展，折返式井底车场的这一优势将更加凸显。
（三）环形式井底车场：大型矿井的产能保障
1. 结构特点
环形式井底车场的环形循环系统就像一个庞大而有序的“地下交通环岛”，重车从一侧进入卸载区域，就像车辆进入环岛的入口；空车经储车线与绕道形成闭环，无需调头，如同车辆在环岛中顺畅地行驶，这种设计实现了车辆的高效循环。它可同时处理多列矿车，适应 30 万吨 / 年以上的高强度运输，就像一个大型的物流中心，能够快速地处理大量的货物。主井（箕斗）与副井（罐笼）线路独立，矿石、废石、人员运输互不干扰，就像不同车道的车辆，各自行驶，互不影响，确保了运输的安全性和高效性。功能分区清晰的设计，使得环形式井底车场在大型矿山中发挥着重要的作用，成为大型矿井产能保障的关键。
2. 适用场景
在大型矿山主车场中，环形式井底车场就像一座坚固的堡垒，支撑着矿山的连续化生产。例如，年产百万吨级的煤矿、金属矿，其生产规模巨大，运输量也非常大，环形式井底车场能够满足其高强度的运输需求，确保矿石和材料的及时转运，保证矿山的正常生产。同时，环形式井底车场还配套了翻车机、箕斗装载硐室等大型设备，实现了“卸 - 储 - 运” 一体化，就像一个高效的生产线，各个环节紧密配合，提高了整体的生产效率。这种一体化的设计，使得环形式井底车场在大型矿山中具有不可替代的地位。
（四）混合式井底车场：灵活适配的创新方案
1. 结构特点
混合式井底车场的井筒功能整合是其独特之处，采用“混合井” 替代双井筒，就像将两个功能合并为一个，实现了资源的优化配置。箕斗提升矿石，罐笼兼顾废石、人员及材料运输，这种分工明确的设计提高了运输的效率。线路组合设计也非常灵活，如 “环形 - 折返式” 结合，主井区域用环形式保障矿石运输效率，就像高速公路保障长途运输的快速；副井区域用折返式简化调车，就像城市道路的灵活调度，这种组合方式充分发挥了不同车场形式的优势。减少井筒数量及硐室工程量，管理效率提升 30% 以上，这种成本的降低和效率的提升使得混合式井底车场在经济和管理上都具有很大的优势。
2. 适用场景
混合式井底车场适用于中等产能矿井技术升级，就像为老旧的机器进行升级改造，使其焕发新的活力。在现有井筒基础上通过线路改造提升效率，能够在不进行大规模建设的情况下，提高矿井的生产能力。同时，对于多目标运输需求的综合性矿山，混合式井底车场能够平衡矿石主运输与辅助运输的需求，就像一个全能的助手，满足各种不同的需求。例如，在一些矿山中，既需要高效地运输矿石，又需要运输大量的材料和设备，混合式井底车场能够通过合理的线路设计和设备配置，实现多种运输任务的协调进行，提高矿山的整体生产效率。
三、车场形式选择的核心逻辑与工程考量
（一）关键影响因素
1. 产能匹配
不同生产能力的矿井，其运输需求差异巨大，因此需要选择与之相适应的井底车场形式。小型矿井由于年产量较低，运输量相对较小，尽头式井底车场的简单结构和较低的通过能力能够满足其需求，同时还能降低建设成本。中型矿井的年产量在 10 - 30 万吨之间，运输量适中，折返式井底车场的双侧线路设计和高效周转能力能够在保证运输效率的同时，有效控制建设成本。而大型矿井年产量在 30 万吨以上，运输量极大，环形式井底车场的环形循环系统和大通过能力能够满足其高强度的运输需求，确保矿山的连续化生产。
2. 提升设备
提升设备的类型对井底车场形式的选择起着重要的指导作用。罐笼井主要用于人员、材料和废石的提升，运输量相对较小，且对灵活性要求较高。尽头式井底车场的简单结构和单侧进出车方式，能够满足罐笼井在小型矿井或副井中的运输需求；折返式井底车场的双侧线路设计和高效周转能力，也适用于罐笼井在一些运输量稍大的场景。箕斗井则主要用于矿石的提升，运输量大且要求高效连续。环形式井底车场的环形循环系统能够实现矿石的快速卸载和运输，提高运输效率；混合式井底车场在结合箕斗和罐笼提升功能的同时，通过合理的线路设计，也能满足箕斗井的运输需求。
3. 地质条件
地质条件是井底车场设计中不可忽视的重要因素。在破碎岩层中，由于岩石稳定性差，巷道维护困难，应选择线路简洁、交叉点少的折返式井底车场。这种车场形式能够减少巷道的开挖量和维护难度，降低建设和运营成本。例如，在一些地质条件复杂的金属矿山，折返式井底车场能够更好地适应岩层的变化，确保运输的安全和稳定。而在稳定岩层中，由于岩石承载能力强，巷道维护相对容易，可以采用功能复杂、通过能力大的环形式井底车场。环形式井底车场的环形线路和较大的储车线长度，能够满足大型矿井在稳定地质条件下的高强度运输需求。
4. 自动化规划
随着矿山智能化的发展，自动化规划成为井底车场形式选择的重要考量因素。拟引入智能调度系统的矿井，需要选择线路兼容性好的井底车场形式。环形式井底车场的环形线路和清晰的功能分区，便于智能调度系统对车辆进行实时监控和调度，实现运输的自动化和高效化。折返式井底车场的双侧线路设计和相对简单的线路结构，也为智能调度系统的应用提供了良好的基础。通过自动化规划，井底车场能够提高运输效率，减少人力成本，提升矿山的整体竞争力。
（二）工程设计要点
1. 储车线长度
储车线长度的合理设计是保证井底车场高效运行的关键。重车线按 1.5 - 2 倍列车长设计，能够确保重车有足够的停放空间，避免重车在井底车场排队等待，提高运输效率。空车线≥1.5 倍列车长的设计，则能保证空车的顺畅周转，及时为井下运输提供空车。例如，在一个年产量为 50 万吨的大型矿井中，列车长度为 100 米，按照设计要求，重车线长度应在 150 - 200 米之间，空车线长度应不小于 150 米。这样的储车线长度设计，能够满足该矿井的运输需求，确保井底车场的正常运行。
2. 硐室布局
硐室布局的合理性直接影响着井底车场的运行效率和安全性。水泵房、变电所等辅助硐室需靠近副井，这是因为副井主要承担人员、材料和废石的提升任务，靠近副井能够缩短管线距离，减少能量损耗，提高设备的运行效率。同时，在发生紧急情况时，能够快速响应，保障矿井的安全生产。例如，在某矿井中，将水泵房和变电所设置在距离副井 50 米的范围内，通过合理的管线布置，实现了快速排水和稳定供电，有效提升了矿井的应急响应能力。
3. 安全冗余
安全冗余是井底车场设计中必须考虑的重要因素。设置双调车线路或备用绕道，能够在单一线路出现故障时，保证运输的连续性。例如，在某金属矿山的井底车场设计中，设置了双调车线路，当一条线路出现故障时，车辆可以通过另一条线路进行调车，避免了因线路故障导致的全矿运输中断。备用绕道的设置也为运输提供了额外的保障，在主要线路维修或出现突发情况时，备用绕道能够发挥作用，确保矿山生产的正常进行。
结语
竖井井底车场的设计与选型，本质是产能需求、工程成本与技术可行性的动态平衡。
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