CN111396109A - 一种采场共用通风与排水井巷结构 - Google Patents

一种采场共用通风与排水井巷结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采场共用通风与排水井巷结构，涉及地下采矿技术领域，分段进风巷道设有若干条且相互平行分布，其一端设有延长加宽段，进风天井贯穿连通各延长加宽段，延长加宽段包括加宽段和延长段，导水坝位于加宽段内；进风排水巷道平行设置于分段进风巷道一侧，其一端与进风天井一端直接连通，另一端设置总排水巷道；导风巷两端分别连通进风排水巷道、进风天井的侧面；半截墙设于进风排水巷道内。此设计既能稳定采场进风，又能正常泄水，且不会产生水雾。

Description

一种采场共用通风与排水井巷结构
技术领域
本发明涉及地下采矿技术领域，特别是涉及一种采场共用通风与排水井巷结构。
背景技术
采用地下开采方式的矿山，为保障矿山持续安全生产，需要从地表向地下开掘一系列通达矿体的巷道，以形成提升、运输、通风、供电、供风、供水、排水、通讯等系统，保证采场通风质量、及时排除采场积水是矿山安全生产管理的重要内容。
以无底柱分段崩落采矿法为例，在开拓方案确定后，根据矿体的赋存条件，将阶段按照一定的分段高度划分为若干个分段，在各分段按一定的间距布置垂直矿体走向或沿矿体走向的回采巷道，为了运输矿石在各分段与运输水平间设若干条溜井，为了采场通风和排水，在各分段与进风水平或运输水平间设若干条进风天井，在各分段与回风水平间设回风天井。在矿山正常生产期间，采场涌水（主要来自地表水、大气降水、地下水和生产用水等方面）由各分段汇集后经分段进风巷道流入进风天井并从进风水平或运输水平到达水仓用水泵，排出地表，新鲜风流由总进风水平的进风巷道给入进风天井分配到各分段的进风巷道在清洗工作面后通过回风井排出采场。由于进风天井既用作采场通风，又用作采场排水，在通风与排水相互之间干扰，尤其当采场涌水量较大时，上部分段排水经过下面分段巷道和进风排水巷道会形成一道水帘并带出强大的风流，从而阻止风流上行甚至改变风流方向，进而降低矿井通风效率，影响通风系统的稳定性。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种采场共用通风与排水井巷结构，包括分段进风巷道、进风天井和进风排水巷道，还包括导水坝、导风巷道、总排水巷道和两垛半截墙，
分段进风巷道设有若干条且相互平行分布，其一端设有延长加宽段，进风天井贯穿连通各延长加宽段，延长加宽段包括加宽段和延长段，加宽段平滑过渡至延长段，加宽段始端宽度与分段进风巷道宽度相同，末端宽度与延长段宽度相同，延长段为延长巷道且位于进风天井外侧，导水坝位于加宽段内；
进风排水巷道平行设置于分段进风巷道一侧，其一端与进风天井一端直接连通，另一端设置总排水巷道；导风巷两端分别连通进风排水巷道、进风天井的侧面，且位于进风排水巷道与分段进风巷道之间；半截墙设于进风排水巷道内，且位于导风巷道与进风天井之间，靠近进风天井的为前垛半截墙，远离进风天井的为后垛半截墙，前垛半截墙位于进风排水巷道的顶部，后垛半截墙位于进风排水巷道的底部。
技术效果：本发明设计的导水坝、导风巷道、两垛半截墙具有两种功能，既能稳定采场进风，又能正常泄水，且不会产生水雾。无论采场涌水量大小，水流均由分段进风巷道的导水坝引导至延长巷道，再侧泄入进风天井，当进风排水巷道内两垛半截墙间蓄满水后，水流从后垛半截墙溢出，进风排水巷道内新鲜风流由导风巷道进入进风天井，再到达分段进风巷道。在进风天井内共用一条通道，新鲜风由下向上、采场涌水由上往下，新鲜风与水流相互间影响小，不会产生水雾。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，加宽段宽度为分段进风巷道宽度的1.5～2.0倍，延长巷道长度为1.0～1.5m。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，导水坝高度为400～500mm，厚度为250～300mm。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，导水坝采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆之间的间距为500～1000mm。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，导水坝端部设有泄水口，泄水口将采场涌水引导至导水巷道后进入进风天井，泄水口宽度与进风天井直径相同。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，导风巷道采用井筒+平巷或斜巷结构，其断面与进风天井相适应且断面积相差不超过5%。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，导风巷道采用井筒+平巷结构，3m≤井筒长度≤8m，平巷长度≥6m。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，半截墙采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆间距为500～1000mm。
前所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，前垛半截墙的下沿高于后垛半截墙的上沿50～100mm，后垛半截墙高度为800～1000mm。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中导水坝引导采场涌水至分段进风巷指定位置，下泻到进风天井，防止在进风天井内形成的水帘影响下方分段进风巷道和进风排水巷道的新鲜风流通过；
（2）本发明中导风巷道提供了一条专用的风流通道，从而使进风排水巷道的新鲜风流通过导风巷道绕开水帘进入进风天井，再到上方各分段进风巷道；
（3）本发明中两垛半截墙具有挡风泄水的功能，从而阻止新鲜风流从进风排水巷道直接进入进风天井，避免上方各分段进风巷道涌水下泄带出雾气，可保证进风天井内具有稳定的风流；
（4）本发明中导水坝、导风巷道、两垛半截墙三者共同作用，既能保证采场正常泄水，又能稳定采场通风，不会因涌水下泻改变采场风流方向。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A方向示意图；
其中：1、进风天井；2、导风巷道；3、风流方向；4、水流方向；5、导水坝；6、延长巷道；7、半截墙；8、分段进风巷道；9、进风排水巷道；10、总排水巷道。
具体实施方式
本实施例提供的一种采场共用通风与排水井巷结构，结构如图1所示，包括分段进风巷道、进风天井和进风排水巷道，还包括导水坝、导风巷道、总排水巷道和两垛半截墙。
分段进风巷道设有三条且相互平行分布，其一端设有延长加宽段，进风天井贯穿连通各延长加宽段。延长加宽段包括加宽段和延长段，加宽段平滑过渡至延长段，加宽段始端宽度与分段进风巷道宽度相同，中间宽度为分段进风巷道宽度的1.5～2.0倍，末端宽度与延长段宽度相同。延长段为延长巷道且位于进风天井外侧，延长巷道长度为1.0～1.5m。
导水坝位于加宽段内，高度为400～500mm，厚度为250～300mm。采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆之间的间距为500～1000mm。导水坝端部设有泄水口，泄水口将采场涌水引导至导水巷道后进入进风天井，泄水口宽度与进风天井直径相同。
进风排水巷道平行设置于分段进风巷道一侧，其一端与进风天井一端直接连通，另一端设置总排水巷道。导风巷两端分别连通进风排水巷道、进风天井的侧面，且位于进风排水巷道与分段进风巷道之间。导风巷道采用井筒+平巷结构，3m≤井筒长度≤8m，平巷长度≥6m，其断面与进风天井相适应且断面积相差不超过5%。
半截墙设于进风排水巷道内，且位于导风巷道与进风天井之间，靠近进风天井的为前垛半截墙，远离进风天井的为后垛半截墙。半截墙采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆间距为500～1000mm。前垛半截墙的下沿高于后垛半截墙的上沿50～100mm，后垛半截墙高度为800～1000mm。
具体应用：
某铁矿山采用竖井与斜坡道相结合的开拓方式，采矿方法为无底柱分段崩落法，设0m、－120m、－240m、－360m四个阶段水平，其中0～－120m阶段设－15m、－30m、－45m、－60m、－75m、－90m、－105m分段，－105m为采场主要进风和排水分段，新鲜风流由地面进风井进入－105m进风排水巷道，经采场进风天井到达各分段进风巷道，采场涌水由各分段进风巷道汇集后，经采场进风天井下泻到－105m进风排水巷道，并经过总排水巷道流入－360m井下沉淀池和水仓，由－360m阶段水泵直接排至地表。
为了保证采场排水顺畅和通风正常，现行的做法是：各生产分段的涌水汇集后由分段进风巷道直接流入进风天井，－105m的新鲜风流由进风排水巷道直接进入进风天井到达采场各分段进风巷道，由于采场排水、通风共用一条进风天井，因此二者相互干扰，尤其影响通风质量和效率。当采场涌水量大时，各分段进风巷道泻水到－105m进风排水巷道会形成水帘和强大的下行风流，阻止风流上行甚至改变风流方向，导致矿井通风系统风流紊乱，－105m进风排水巷道内雾气浓重。
按照本发明设计方案，矿山在－15m、－30m等分段进风巷道与进风天井连接的位置将巷道加宽并延长（单侧加宽、双侧加宽均可），加宽部分巷道的宽度为原来的2.0倍，延长巷道的长度超出进风天井1.5m。在分段进风巷道内设导水坝，将水流引向巷道的延长侧并沿井筒壁下泻，导水坝高度450mm、厚度250mm，采用钢筋混凝土结构与生根锚杆相连接，锚杆间距为1000mm。在－105m进风排水巷道与进风天井之间掘进一条导风巷道，导风巷道由井筒与平巷构成，井筒和平巷长度均为6m。在导风巷道与进风天井之间设两垛钢筋混凝土结构的半截墙，钢筋混凝土厚度为400mm，配筋与生根锚杆相连接，锚杆间距为1000mm，前垛半截墙位于进风排水巷道的顶部，后垛半截墙位于进风排水巷道的底部，前垛半截墙的下沿高于后垛半截墙的上沿80mm，后垛半截墙高度为1000mm。
上述方案实施后可起到稳定采场进风、正常泄水的作用，无论采场涌水量大小，水流均由－15m、－30m等分段进风巷道的导水坝引导至延长巷道后泄入进风天井。当－105m进风排水巷道中两垛半截墙间蓄满水后，水流从后垛半截墙溢出由进风排水巷道汇入总排水巷道，－105m进风排水巷道内新鲜风流由导风巷道进入进风天井，到达－15m、－30m等分段进风巷道。在进风天井内水流、风流共用一条通道，新鲜风由下向上、采场涌水由上往下，新鲜风与水流相互间影响小，有利于稳定采场通风，在－105m进风排水巷道内不会产生水雾。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种采场共用通风与排水井巷结构，包括分段进风巷道、进风天井和进风排水巷道，其特征在于：还包括导水坝、导风巷道、总排水巷道和两垛半截墙，
所述分段进风巷道设有若干条且相互平行分布，其一端设有延长加宽段，所述进风天井贯穿连通各所述延长加宽段，所述延长加宽段包括加宽段和延长段，所述加宽段平滑过渡至所述延长段，所述加宽段始端宽度与所述分段进风巷道宽度相同，末端宽度与所述延长段宽度相同，所述延长段为延长巷道且位于所述进风天井外侧，所述导水坝位于所述加宽段内；
所述进风排水巷道平行设置于所述分段进风巷道一侧，其一端与所述进风天井一端直接连通，另一端设置所述总排水巷道；所述导风巷两端分别连通所述进风排水巷道、所述进风天井的侧面，且位于所述进风排水巷道与所述分段进风巷道之间；所述半截墙设于所述进风排水巷道内，且位于所述导风巷道与所述进风天井之间，靠近所述进风天井的为前垛半截墙，远离所述进风天井的为后垛半截墙，所述前垛半截墙位于所述进风排水巷道的顶部，所述后垛半截墙位于所述进风排水巷道的底部。
2.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述加宽段宽度为所述分段进风巷道宽度的1.5～2.0倍，所述延长巷道长度为1.0～1.5m。
3.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述导水坝高度为400～500mm，厚度为250～300mm。
4.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述导水坝采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆之间的间距为500～1000mm。
5.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述导水坝端部设有泄水口，所述泄水口将采场涌水引导至导水巷道后进入所述进风天井，所述泄水口宽度与所述进风天井直径相同。
6.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述导风巷道采用井筒+平巷或斜巷结构，其断面与所述进风天井相适应且断面积相差不超过5%。
7.根据权利要求6所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述导风巷道采用井筒+平巷结构，3m≤井筒长度≤8m，平巷长度≥6m。
8.根据权利要求1所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述半截墙采用钢筋混凝土结构，配筋与生根锚杆相连接，锚杆间距为500～1000mm。
9.根据权利要求8所述的一种采场共用通风与排水井巷结构，其特征在于：所述前垛半截墙的下沿高于所述后垛半截墙的上沿50～100mm，所述后垛半截墙高度为800～1000mm。
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