煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》是安徽理工大學於2013年9月28日申請的發明專利，該專利申請號為201310450446X，公布號為CN103485793A，專利公布日為2014年1月1日，發明人是程樺、榮傳新、姚直書、王曉健、蔡海兵、宋海清、汪春芹、秦勇、鄭騰龍。

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》提供一種煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法，在該方法中，所述深立井連線硐室群包括副井、管子道、中央變電所、中央水泵房、信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道、炸藥庫，所述管子道連線於所述副井和所述中央變電所、中央水泵房之間，所述副井的兩側設有馬頭門，所述馬頭門與所述中央變電所、中央水泵房的距離為第一距離，所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道位於所述馬頭門兩側，其中，調整所述管子道入口平巷走向與所述馬頭門出車方向垂直。該發明可以使煤礦深井連線硐室群結構最佳化，減少位於深部岩層中的深井連線硐室群在圍岩壓力作用下發生破壞的幾率。

2019年5月16日，《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法
• 公布號：CN103485793A
• 公布日：2014年1月1日
• 申請號：201310450446X
• 申請日：2013年9月28日
• 申請人：安徽理工大學
• 地址：安徽省淮南市安徽理工大學土木建築學院
• 發明人：程樺、榮傳新、姚直書、王曉健、蔡海兵、宋海清、汪春芹、秦勇、鄭騰龍
• 代理機構：北京五洲洋和智慧財產權代理事務所
• 代理人：劉春成; 張向琨
• Int.Cl.：E21D9/14(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

在煤礦中，立井連線硐室群是指位於開採水平，連線礦井主要提升井筒和井下主要運輸、通風巷道的若干井巷和硐室的總稱。立井連線硐室群也是連線井筒提升和大巷運輸的樞紐，負擔對煤炭、矸石、設備、器材和人員的運轉，為礦井通風、排水、動力供應、通信、安全設施等服務。

隨著開採深度的增加，深井大型連線硐室群的圍岩控制與支護越來越困難。例如，2008年，盛泉煤礦在紅土地層布置硐室群基本都出現破壞；朱集西煤礦千米深井馬頭門建成後半年不到即嚴重變形，造成礦車出矸困難，影響後續的開拓開採；夾河煤礦-800水平泵房硐室群出現了嚴重的變形破壞，影響礦井的正常生產活動；其它如唐口煤礦連線硐室群、板集煤礦連線硐室群和滕東煤礦連線硐室群等均實施了反覆維修。

深井連線硐室群屢屢產生嚴重變形破壞，除了和地壓大、岩性差等原因有關，與硐室群中各種功能結構體的密集布置，相互影響亦有很大關係。

發明內容

專利目的

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》的目的在於提供一種煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法，以解決2013年9月之前的技術存在的硐室群中各種功能結構體密集布置、硐室群相互擾動影響等問題，從而提高硐室群整體穩定性。

技術方案

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》所述深立井連線硐室群包括副井、管子道、中央變電所、中央水泵房、信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道、炸藥庫，所述管子道連線於所述副井和所述中央變電所、中央水泵房之間，所述副井的兩側設有馬頭門，所述馬頭門與所述中央變電所、中央水泵房的距離為第一距離，所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道位於所述馬頭門兩側，其中，調整所述管子道的入口平巷走向與所述馬頭門出車方向垂直。 根據上述煤礦深立井連線硐室群結構布置方法的一種優選實施方式，其中，所述管子道與所述副井連線處底板標高高出硐室底板標高7米以上，且所述管子道的傾角為20°-45°。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構布置方法的一種優選實施方式，其中，所述管子道的傾角為30°。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構布置方法的一種優選實施方式，其中，將所述中央變電所、中央水泵房與所述馬頭門的第一距離增大10～15米。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構布置方法的一種優選實施方式，其中，移走炸藥庫，將所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道整體向遠離所述副井的方向偏移至少3米。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構布置方法的一種優選實施方式，其中，將所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道整體向遠離所述副井的方向偏移5米。

為了解決上述問題，該發明提供一種煤礦深立井連線硐室群結構，包括副井、管子道、中央變電所、中央水泵房、信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道、炸藥庫，所述管子道連線於所述副井和所述中央變電所、中央水泵房之間，所述副井的兩側設有馬頭門，所述馬頭門與所述中央變電所、中央水泵房的距離為第一距離，所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道位於所述馬頭門兩側，其中，所述管子道的入口平巷走向與所述馬頭門出車方向垂直。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構的一種優選實施方式，其中，所述管子道的入口平巷的底板標高高出硐室底板標高7米以上。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構的一種優選實施方式，其中，所述管子道的傾角為20°-45°，優選30°。

根據上述煤礦深立井連線硐室群結構的一種優選實施方式，其中，所述中央變電所、中央水泵房與所述馬頭門之間的距離為50～55米。

改善效果

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》可以使煤礦深井連線硐室群結構最佳化，減少位於深部岩層中的深井連線硐室群在圍岩壓力作用下發生破壞的幾率。

附圖說明

圖1為《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》實施例的管子道與副井的主視結構示意圖；

圖2為該發明實施例的管子道與副井的俯視結構示意圖；

圖3為該發明實施例的各功能結構與偏移之前的對比結構示意圖。

技術領域

《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》涉及煤礦井巷建設技術領域，更具體地說，該發明涉及一種用於煤礦深部開採的煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法。

權利要求

1.《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》所述深立井連線硐室群包括副井、管子道、中央變電所、中央水泵房、信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道、炸藥庫，所述管子道連線於所述副井和所述中央變電所、中央水泵房之間，所述副井的兩側設有馬頭門，所述馬頭門與所述中央變電所、中央水泵房的距離為第一距離，所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道位於所述馬頭門兩側，其特徵在於，調整所述管子道的入口平巷走向與所述馬頭門出車方向垂直；所述管子道的入口平巷的底板標高高出硐室底板標高7米以上，且所述管子道的傾角為20°-45°。

2.根據權利要求1所述的煤礦深立井連線硐室群結構布置方法，其特徵在於，所述管子道的傾角為30°。

3.根據權利要求1所述的煤礦深立井連線硐室群結構布置方法，其特徵在於，將所述中央變電所、中央水泵房與所述馬頭門的第一距離增大10～15米。

4.根據權利要求1所述的煤礦深立井連線硐室群結構布置方法，其特徵在於，移走炸藥庫，將所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道整體向遠離所述副井的方向偏移至少3米。

5.根據權利要求1所述的煤礦深立井連線硐室群結構布置方法，其特徵在於，將所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道整體向遠離所述副井的方向偏移5米。

6.一種煤礦深立井連線硐室群結構，包括副井、管子道、中央變電所、中央水泵房、信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道、炸藥庫，所述管子道連線於所述副井和所述中央變電所、中央水泵房之間，所述副井的兩側設有馬頭門，所述馬頭門與所述中央變電所、中央水泵房的距離為第一距離，所述信號控制硐室、操控硐室、液壓站硐室、配電硐室、等候室通道位於所述馬頭門兩側，其特徵在於，所述管子道的入口平巷走向與所述馬頭門出車方向垂直；所述管子道的傾角為20°-45°。

7.根據權利要求6所述的煤礦深立井連線硐室群結構，其特徵在於，所述管子道的入口平巷的底板標高高出硐室底板標高7米以上。

8.根據權利要求6所述的煤礦深立井連線硐室群結構，其特徵在於，所述管子道的傾角為30°。

9.根據權利要求6所述的煤礦深立井連線硐室群結構，其特徵在於，所述中央變電所、中央水泵房與所述馬頭門之間的距離為50～55米。

實施方式

圖1和圖2揭示了《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》實施例的管子道與副井井筒的結構、位置關係等，圖3則揭示了經由該發明實施例建設的深立井連線硐室群結構與經由2013年9月之前的技術建設的深立井連線硐室群結構的區別。需要特別說明的是，附圖示記若以0結尾，則該功能結構為經由該發明實施例建設，否則，且用虛線圖示的功能結構為經由2013年9月之前的技術建設，如此，以清楚的展示該發明實施例的效果。

如圖3所示，在該發明實施例建設的一深立井連線硐室群中，其包括副井1、管子道20、中央水泵房30、中央變電所40、信號控制硐室60、操控硐室80、液壓站硐室70、配電硐室90、等候室通道50、炸藥庫（已移開），管子道20連線於副井1和中央變電所40、中央水泵房30之間。副井1的兩側設有馬頭門12，馬頭門12或者說副井1與中央變電所40、中央水泵房30的距離為52515毫米。信號控制硐室60、操控硐室80、液壓站硐室70、配電硐室90、等候室通道50位於馬頭門12的兩側。如圖2所示，俯視觀之，2013年9月之前的技術的管子道2與副井1轉折連通，而在該發明實施例中，將2013年9月之前的技術的管子道2的入口平巷21調整為2013年9月之前的技術的管子道20的入口平巷210的走向與馬頭門12出車方向垂直。管子道20隸屬於副井系統硐室，是副井1的井筒與中央水泵房30的連線硐室，內安設排水管道。通過管子道20與連線大巷垂直布置，可以減少馬頭門12與副井1連線上口段的應力集中，減少管子道20與副井1井底連線大巷的相互擾動。

優選地，如圖1，管子道20與副井1連線處，也即入口平巷210，的底板標高（底板標高為巷道或硐室的底板的海拔高度）高出硐室底板標高7米以上，且管子道20的傾角（管子道的傾角是指管子道的軸線與水平面的夾角）為20°-45°，在圖1所示的具體礦井中，優選為30°。

該發明實施例還將中央變電所40、中央水泵房30與馬頭門12的第一距離增大10～15米。如圖2和圖3所示，在一具體礦井中，利用2013年9月之前的方法計算並建設的中央變電所4、中央水泵房3與馬頭門12的距離為42515毫米，而在該發明實施例中，中央變電所40、中央水泵房30與馬頭門12的距離增加10000毫米，達到52515毫米。通過增加上述距離，可以減少硐室群之間相互影響，降低大硐室圍岩的應力再分布次數，保證中央變電所40、中央水泵房30等大型複雜硐室結構相對完整獨立，減少馬頭門12與副井1井筒上下連線段後期的累計變形量。更詳細而言，馬頭門12為副井1井筒與水平巷道相交部位。圖3中原中央變電所4與中央水泵房3的位置距離馬頭門12較近。該發明實施例則增加了馬頭門12與中央變電所40、中央水泵房30的距離。副井井底大斷面、大空間硐室開挖後，其圍岩的應力重分布範圍遠大於一般小空間硐室，深部軟岩地層大斷面硐室開挖後的應力重分布影響範圍為5倍開挖半徑，因此擴大馬頭門12與中央水泵房30、中央變電所40的距離，可以降低馬頭門12圍岩的應力重分布次數，減少馬頭門硐室斷面的累計收斂變形量，提高副井井底連線處複雜結構的安全可靠程度。

更優選地，該發明實施例還移走炸藥庫，並修改2013年9月之前的技術確定的信號控制硐室6、操控硐室8、液壓站硐室7、配電硐室9、等候室通道5的位置，與2013年9月之前的技術相比，信號控制硐室60、操控硐室80、液壓站硐室70、配電硐室90、等候室通道50整體向遠離副井1的方向偏移至少3米，優選為5米。副井1井底連線大硐室及其內部功能硐室主要是完成通信、儲物、休息等功能，擴大大硐室內部各功能硐室間距，利於控制功能硐室的變形量和大硐室的整體安全性。將相互影響的大硐室向遠離副井1井筒方向布置，可以減少相關功能硐室施工對井筒和馬頭門的擾動影響。

榮譽表彰

2019年5月16日，《煤礦深立井連線硐室群結構及其布置方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。