探秘主要开拓巷道与井底车场的布局之道
一、主要开拓巷道位置确定的重要性
主要开拓巷道作为矿山的关键工程，其位置选定后难以更改，关乎矿山运营成本、服务年限以及整体安全性等多方面，所以合理确定其位置意义重大。
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首先，从基建投资角度来看，若主要开拓巷道位置选择不当，可能会导致基建工程量大幅增加。例如，在地形复杂区域，如果没有充分考虑地势因素，后续可能需要额外进行大量的土石方挖掘、平整工作，或者需要建设更多的支护结构来稳固巷道，这无疑会加大初期资金投入。同时，施工条件也会因位置不合理而变差，延长施工周期，增加人力、物力成本，影响整个矿山建设的进度和投资回报。
其次，对于矿山的服务年限有直接影响。主要开拓巷道应布局在能够充分开采矿产资源的位置，避免因巷道走向、位置不佳而出现压矿的情况，尽可能保证已探明的工业储量可以最大限度地被采出，不留或少留保安矿柱，这样才能让矿山在较长时间内维持稳定的生产运营，实现预期的服务年限，保障企业的长远经济效益。
再者，关乎安全生产条件。开拓巷道需要避开可能存在安全隐患的区域，像山坡滚石、滑坡、泥石流、岩崩等自然灾害易发地段，以及大的构造带、岩溶发育带、承压水层、流沙层、松软岩层等不良工程地质地段。一旦处于这些危险区域，不仅巷道自身容易遭受破坏，还可能威胁到井下作业人员的生命安全，影响矿山生产的连续性和稳定性。
另外，还涉及到工业场地的布局合理性以及与外部运输的衔接顺畅性等方面。其出口周围要能有足够空间来布置井架、卷扬机房、矿仓、调车线路等一系列建筑物和构筑物，而且要尽量靠近用户（如破碎站、选矿厂），并使井口标高与受矿仓的标高相适应，减少铁路（或公路）专用线的工程量和费用，保障井口与其他辅助车间、行政办公室和工人居住区的联系安全方便，从而实现全矿生产、运输、生活等各系统之间的高效协同运作。
总之，正确确定主要开拓巷道的位置是矿山企业设计与生产中一个重要而复杂的技术 — 经济问题，需要综合多方面因素慎重考量。
二、主要开拓巷道位置确定原则
（一）处于安全带以外
地下开采作业进行时，会使地下形成采空区，这一过程打破了采空区周围岩石原本的平衡状态，进而引发周围岩石出现变形、破坏以及崩落等情况。随着时间推移，最终还会致使地表发生移动和陷落现象，由此产生了陷落带和移动带。主要开拓巷道的位置若处于这些危险区域内，其自身的稳定性和安全性必然会受到极大影响，容易在后续开采过程中遭受破坏，无法保障正常的使用功能。所以，在确定主要开拓巷道位置时，务必要使其处在陷落带和移动带之外的安全带区域，以确保巷道可以安全、稳定地服务矿山生产，避免因开采活动的持续进行而受到波及。
（二）地表地下运输功最小
从经济和效率角度出发，合理规划主要开拓巷道位置，实现地表地下运输功最小化是非常关键的一点。所谓运输功，指的就是运输量与运输距离的乘积，运输费用与之成正比关系。倘若主要开拓巷道位置不佳，可能导致矿石等物资在从地下运输至地表，或者从地表转运至地下的过程中，出现迂回、绕路等情况，运输距离无端增加，运输功就会变大，相应地运输成本也会大幅攀升，而且还会降低运输效率，影响整个矿山的生产节奏。因此，需要通过科学的分析与设计，综合考虑矿体分布、井口位置、地面工业场地布局以及运输线路走向等多方面因素，来确定一个能让地表地下运输功达到最小的主要开拓巷道位置，以此节约运输成本、提升运输效率，为矿山的高效运营创造良好条件。
（三）综合考虑地面和地下因素
确定主要开拓巷道位置绝不能片面地只关注地下工程相关情况，而是要将地面和地下的众多因素进行全面综合的权衡。在地面方面，地形地貌特点很关键，例如井口附近得有足够的工业场地来布置诸如井架、卷扬机房、矿仓、调车线路等各类建筑物和构筑物，同时要尽量减少对农田的占用，避免不必要的土石方工程量；井口所处位置要安全可靠，需选在不受山坡滚石、滑坡、泥石流、雪崩及塌陷等地质灾害威胁之处，还应尽量处于烟尘尘源的上风方，并且其标高要比当地历年最高洪水位高出一定距离，防止被洪水淹没；另外，还要考虑与外部运输的衔接便利性，确保能和选厂、破碎站等相关单位顺利实现物料转运等。而在地下方面，则要重点考察岩层条件，主要开拓巷道穿过的地层应稳固，要避开像流砂层、含水层、溶洞、断层、破碎带等不良地质条件，同时结合矿体走向、矿体厚度、倾角等矿体自身特征，确保巷道能够最大程度地服务于矿产资源的开采，避免出现压矿等情况。只有将这些地面和地下的因素统筹考量，才能最终选出最优的主要开拓巷道位置，保障矿山生产的长期稳定开展。
三、井底车场的构成与功能
井底车场是在井筒与石门联结处所开凿的巷道与硐室 的总称。它是转送人员、矿岩、设备、材料的场所，也是 井下排水和动力供应的转换中心。根据开拓方法的不同， 分为竖井井底车场和斜井井底车场。
（一）竖井井底车场
1. 车场线路（巷道）
竖井井底车场的线路（巷道）主要包含储车线路和行车线路两部分，它们相互配合，保障着井下运输的顺畅有序。
储车线路是用于存放空、重车辆的专用线路，涵盖了主井的重车线与空车线、副井的重车线与空车线，以及停放材料车等的支线。例如在一些大型矿山，主井空重车线长度各为 1.5 - 2.0 列车长，副井空重车线长度按 1.0 - 1.5 列车长设置，材料车线长度要能容纳一定数量的材料车，这些都是依据矿山的生产规模和运输需求来确定的，其目的在于确保有足够的空间来停放各类车辆，避免车辆停放混乱而影响后续的调度和运输工作。
行车线路则起着调度空、重车辆的关键作用，像连接主、副井空重车线的绕道、调车场支线以及供矿车进出罐笼的马头门线路等都属于行车线路范畴。在实际运行中，矿车需要通过这些行车线路在不同的作业区域间往来，比如从储车线被调度到罐笼处准备提升至地面，或者从井口卸载后再经行车线路回到相应的储车线等待下次运输任务等，行车线路的合理布局能够减少车辆运行的冲突，提高运输效率。
2. 硐室
竖井井底车场布置有各种各样的硐室，每个硐室都承担着特定的功能，共同服务于井下生产活动。
翻笼硐室通常位于车场运输水平主井重车线和空车线的连接处，内部安设推车机和翻车机，用于将固定车厢矿车中的煤翻转卸入煤仓中，它的断面一般较大，并且与下方的煤仓直接相连，是实现矿石从矿车到煤仓转运的重要场所。
矿仓有着倾斜式和垂直式之分，倾斜式煤仓上口与推车机、翻车机硐室的卸煤口相接，下与箕斗装载硐室相连；大型垂直圆筒仓则通过给煤机硐室间接与箕斗装载硐室相连接，其主要作用是储存煤炭、调节提升与运输的关系，确保提升作业能稳定有序地进行。
箕斗装载硐室处在井底运输水平以下，上接煤仓下连主井井筒，当大巷采用胶带输送机运煤时，也可位于运输水平以上，其内部安设箕斗装载设备，按照定容或定重的要求，将煤仓中的煤准确地装入箕斗，以便提升至地面。
还有像马头门，它位于副井井筒和井底车场巷道相连接处，安设摇台、推车机、阻车器等操车设备，是材料、设备、矸石以及人员上下井的必经通道，也是新鲜风流进入井下的重要关口。
另外，还有中央水泵房及中央变电所，它们通常联合布置于副井井底远离主井的一侧，通过管子道和副井井筒相连，通过通道与井底车场水平巷道相通，水泵房内安设水泵负责全矿井下排水，变电所内安设变电整流及配电设备，为整个矿井供电；水仓则是位于井底车场水平以下的两条相互独立、断面相同的一组巷道，用来贮存全矿井井下涌水和沉淀涌水的泥砂等，并且可以交替清理，保障排水系统的正常运行；此外，还有调度室、电机车库及电机车修理间硐室、等候室等，调度室用于指挥井下车辆运行，电机车库及修理间可供井下电机车停放、维修以及对蓄电池机车电瓶进行充电，等候室则为工人升井前提供候罐休息的场所。
3. 型式
竖井井底车场按矿车运行系统不同，分为尽头式、折返式和环形式 3 种类型，各有其独特的特点和适用场景。
尽头式井底车场主要用于罐笼提升，其特点是车辆从井筒单侧进出，也就是要从罐笼中拉出空车，再推进重车，空、重车的储车线和调车场均设在井筒一侧。这种车场的通过能力相对较小，比较适用于小型矿井或副井，因为小型矿井的运输量不大，尽头式车场能够满足其基本的运输需求，而且布局相对简单，建设成本也相对较低。
折返式井底车场的特点是重车从井筒一侧进入，另一侧出空车，空车经过另外敷设的平行线路或从原线路变头（改变矿车首尾方向）返回。当岩石稳固时，可在同一巷道中敷设平行的折返线路，否则，需另掘平行巷道。这种车场的适用性较广，在井筒与卸车设备的两侧均敷设线路，能更好地应对不同方向的车辆进出需求，提高了运输的灵活性，适用于多种规模的矿井，尤其在一些对运输效率有一定要求且地质条件允许的情况下应用较多。
环形式井底车场也是进、出车与折返式井底车场类似，在井筒一侧进重车，另一侧出空车，但空车经空车线和绕道不变头返回，形成环形线路。它的优点在于调车方便，通过能力大，一般能满足大、中型矿井生产的需要，不过其巷道交岔点多，大弯度曲线巷道也多，施工相对复杂，掘进工程量较大。在大型矿山中，由于提升量大、运输任务繁重，环形式井底车场能够有效地保障车辆的高效流转，维持生产的连续性。
（二）斜井井底车场
1. 按矿车运行系统分类
斜井井底车场按矿车运行系统分为折返式和环形式两种。
折返式井底车场多用于金属矿山，特别是中、小型矿山的斜井，且多采用串车提升方式。在这种车场中，矿车的运行有着特定的规律，重车进入车场后，经过相应的线路调度，空车会通过折返的方式回到原来的位置或者其他指定位置等待再次使用。其优点在于能较好地适应中、小型矿山相对较小的生产规模和相对简单的运输需求，并且在巷道布置等方面相对灵活，建设成本也相对容易控制。
环形式井底车场一般用于箕斗或胶带提升的大、中型斜井中，其结构特点大致与竖井井底车场中的环形式类似，具有车辆运行流畅、调车相对便捷的特点，能够满足大、中型斜井较大的提升量和复杂的运输任务要求，保障井下运输与地面之间的高效衔接，不过其工程量通常较大，需要综合考虑矿山的经济实力、地质条件等因素来进行合理规划和建设。
2. 斜井井筒与车场的联结方式
斜井井筒与车场的联结主要有甩车道、吊桥、平车场这 3 种方式，每种方式的构造和工作原理各有不同。
甩车道是连接斜井分岔点与阶段平巷落平点的一段倾斜巷道，它与储车线共同组成斜井井底车场的一部分，适用于倾角小于 30° 的串车提升斜井。从构造上来说，在斜井轨道中的适当位置设甩车道岔，岔向甩车道，然后在后续位置再设分岔道岔使甩车道由单轨变成双轨，靠近斜井的内侧路线为提升线路，外侧为甩车线路，甩车线路的竖曲线由斜变平，竖曲线的终点为起坡点，起坡点至下一道岔的线路就是储车线，在起坡点处还设有把钩房，用于摘挂钩工人发送讯号以及与各车场及绞车房联系，同时也是一个避车的安全硐室。工作时，摘下的矿车离开斜井，顺着坡度沿储车线自溜到电机车挂钩处，待提升的矿车则从电机车摘车处，向着斜井沿储车线自溜到挂钩处。
吊桥方式则是矿车经吊桥从斜井顶板进入车场，其特点是工程量小、结构相对简单。当吊桥放下时，矿车可自由进入本阶段井底车场；吊桥升起时，矿车可通过本阶段沿井筒上下，这种方式在一些特定的矿山场景中，能够巧妙地解决空间利用和车辆进出的问题，并且对于减少钢丝绳磨损、避免矿车掉道等方面也有一定优势。
平车场是斜井井筒直接过渡到车场的一种联结方式，常用于斜井井底与最后一个阶段的联结。比如从左翼来车时，在左翼重车调车场支线调车后，推进重车线，电机车经绕道进入空车线拉空车，将空车拉到右翼空车场，在支线调头后，再经空车线将空车拉回左翼运输巷道。平车场相对来说钢丝绳磨损小、矿车很少掉道、提升效率高，而且巷道工程和交岔处工程较小，易于维护。
四、主要开拓巷道与井底车场的关联
主要开拓巷道位置的确定和井底车场的布局之间存在着紧密且相互影响的关联，二者相辅相成，共同对整个矿山开采运输体系的高效运作起着关键作用。
首先，主要开拓巷道位置会对井底车场的布局产生重大影响。若主要开拓巷道的位置处于不合理的区域，例如靠近地表陷落带或者移动带，那么在后续开采过程中，其稳定性变差可能导致与之相连的井底车场部分巷道也遭受破坏，影响井底车场的正常使用。像在一些矿山实例中，由于早期主要开拓巷道选址时未充分考虑岩石移动范围，后续开采中地表出现陷落，致使井底车场的重车线、空车线出现局部变形，影响了矿车的正常通行，不得不花费大量人力、物力去修复和加固。
而且，主要开拓巷道位置决定了其与矿体、地面工业场地等的相对关系，这也进一步影响着井底车场的具体设置形式和规模大小。例如，当主要开拓巷道距离矿体较近且运输路线较为直接时，井底车场的储车线和行车线路长度可以相对缩短，布局更加紧凑；相反，如果开拓巷道与矿体的连接需要绕过一些复杂地质区域，那么井底车场可能就要相应地扩大规模，增设更多的调车线路和硐室来满足复杂的运输调度需求。同时，开拓巷道的坡度、方位等因素也关乎井底车场与它衔接时的顺畅程度，像竖井开拓巷道垂直方向上的深度、斜井开拓巷道的倾角大小等，都会影响井底车场不同型式的选择以及相应线路、硐室的布置细节，比如竖井井底车场的环形式、折返式等不同型式对于井口下方的空间利用和车辆调度安排就各有不同要求，而这些都是基于竖井本身的位置和特点来设计的。
反过来，井底车场的设置同样会反作用于主要开拓巷道功能的发挥。一个合理布局、功能完善的井底车场能够使主要开拓巷道的运输效率最大化，保障开拓巷道所承担的提升、通风、排水等系统有序运行。例如，井底车场中科学规划的储车线路能够及时将从开拓巷道运来的重车进行停放和调度，避免车辆在井口附近拥堵，使得开拓巷道内的后续矿车可以顺畅地将矿石等物料运输出来；而完善的行车线路和各类硐室配置，像马头门方便人员和材料设备进出开拓巷道、水泵房保障排水等，都为开拓巷道营造了良好的辅助运行条件，延长了其使用寿命，使其可以更稳定地服务于矿山生产。
再者，井底车场作为井下运输和井筒提升的枢纽，它的运输能力和周转效率如果与主要开拓巷道不匹配，就会成为整个矿山开采运输体系的 “瓶颈”。比如，若井底车场的通过能力过小，即便主要开拓巷道的运输能力较强，也会导致矿石等物料在井底车场积压，无法及时转运至地面，影响整个矿山的生产进度；反之，若井底车场规模过大而主要开拓巷道运输量有限，则会造成资源浪费，增加不必要的建设成本和维护成本。
在实际的矿山开采项目中，需要将主要开拓巷道位置确定和井底车场的规划设计作为一个有机的整体来考量，充分权衡各种因素，使二者相互配合、协同作用，这样才能构建出高效、安全。
