煤矿井底车场作为煤矿的“咽喉”，在整个煤矿开采系统工程中占着举足轻重的地位
井底车场是转换煤矿地面生产系统与井下生产系统的关键核心部位 井底车场重要性主要体现在它将不同的运输方式进行效率转换、将不同形式巷道工程进行合理连接、将主运输系统和提升系统进行精确衔接，完成煤炭从井下开采到地面加工的重要一环 井底车场的设计应对整个煤矿各个系统完全掌握，并根据井下围岩情况进行统筹考虑，同时应吸收煤矿井底车场使用过程中实际经验 将煤矿井底车场设计成运转流畅、各系统环节独立而有序衔接、总工程量合理、维护工作低等的有效设计 本文将介绍影响煤矿井底车场设计的不同因素，同时结合设计实例进行详细解释，为以后的设计提供参考和借鉴 1 1“系统”因素井底车场设计前首先应对煤矿各个系统进行梳理，主要包括：辅助运输系统、主运输系统、通风系统、排水系统、供电系统、紧急避险系统 1 1 1 辅助运输系统辅助运输系统首先应考虑整个井下的辅助运输形式，辅助运输主要形式划分为有轨系统、无轨系统和有轨无轨并存，其中有轨系统划分为天轨系统和地轨系统；其次应考虑地面运输系统与井下大巷主要运输形式是否一致，是否需要转换运输形式；最后应考虑各个运输形式所服务的范围和运行区域 井下大巷辅助运输系统如采用地轨系统，说明地轨形式将覆盖整个井下，井底车场设计时应结合地面井口及主要厂房进出线方向和井下大巷主要运输方向，确定井下进出车侧方向，同时进出车侧应设存车线，一般不小于 1 5 列车长度 转弯半径、轨道型号应根据车速和载重选择，双轨、单轨应根据辅助运输量和线路选择 井底车场形式应根据井筒与大巷相对位置以及主要运输方向合理选择井底车场采用卧室车场还是立式车场 井下大巷辅助运输系统如采用天轨形式，在上述考虑因数外，还应在进出车侧外增设换装硐室，换装硐室以外的车场环线部分应是天轨与地轨并存的状态，大巷可铺设地轨也可不铺设，根据辅助运输种类选择 其它轨型、转弯半径选择同有轨系统 井下大巷辅助运输系统如采用无轨系统，井底车场设计可铺设轨道也可不铺设，根据运输物料种类确定，如存在无轨系统，井底车场的进出车侧方向将有所不同，由于有轨系统的操车设备存在，导致井底车场无轨系统的进出车侧都应布置于有轨系统的出车方向，在井底车场环行线路设计时应注意 无轨系统和天轨系统一样，需要在无轨系统的进出车侧设置换装硐室，如大巷主要采用无轨运输，则井底车场有轨系统仅仅满足车场环线需要和部分系统需要即可（如井底撒煤清理系统、水仓清理系统等） 1 1 2 主运输系统现在矿井主运输系统基本为带式输送机运输，因此现代化矿井井底车场设计在线路设计时已很少考虑主运输系统环节，但一般矿井主立井和副立井距离较近，均位于同一工业场地，根据一般建井工期安排，主、副井的井下贯通一般作为重要节点工程和关键工程，故设计井底车场时应考虑最佳贯通线路，和合理的利用贯通线路 立井的主运输系统的装载方式按装载水平划分为上装方式、半上装方式和下装方式，根据装载方式不同，井底车场巷道布置不同，主运输系统的部分辅助环节要依靠井底车场形式来满足，如机头设备的安装、更换、风流的保障、井底撒煤清理基本都应在井底车场巷道布置形式中考虑 1 1 3 通风系统设计过程中通风系统能力是确定井底车场巷道净断面大小的一个因素，特别在高瓦斯矿井中，风排瓦斯是降低瓦斯浓度的手段之一，要求矿井通风能力要充裕 车场巷道受最高风速限制，井筒与车场连接口的数量和车场通往主要大巷的风流出口数量由矿井配风决定，故通风系统会影响车场布置形式 1 1 4 排水系统排水系统对井底车场设计影响较小，在设计时应根据大巷排水系统，合理确定车场主要倾斜度和水仓入口，车场巷道布置时满足水仓清理所需要的线路和安全巷道设施 1 1 5 供电系统供电系统对井底车场影响和排水系统一样，主要体现为两点：①下井电缆和用电地点主要走向确定井下主变电所通道方向和布置形式；②由于从井下中央变电所出线电缆较多，要根据井底车场综合管线布置，合理确定管线走向和吊挂形式 供电系统对井底车场巷道布置形式无决定性影响 1 1 6 紧急避险系统煤矿井下紧急避险系统要求在主要井底车场设置永久避难硐室，避难硐室的设置考虑车场发生灾害且矿井处于反风状态时车场人员逃生处所 车场内各系统不同灾害类型制定的避险路线和方式影响永久避难硐室布置形式和位置，故避难硐室位置和形式体现了合理的井底车场灾变期间人流流向 1 2设计“环境”因素井底车场设计考虑完系统因素后便要考虑环境因素，环境因素主要分为地质环境和功能环境 地质环境是车场层位选择的因素之一，层位的确定要结合整个矿井开拓巷道布置系统和井底连接处层位统一选择，合理的车场层位应将井底连接处、车场主要硐室和交岔点布置稳定坚硬的岩层内，如细粒砂岩、粗粒砂岩等，同时应避免布置于较大含水层、流沙层、泥岩、砂质泥岩等，减少车场巷道的维修工作 功能环境指的是根据井下各个系统需要，确定硐室类型，并将井底车场主要功能硐室区分，结合井底车场主要环线布置，合理确定各个功能硐室位置和线路方向 如井底车场中等候室、人车场、检修硐室、爆炸材料库等应分别根据人流方向、工作习性、车场线路等综合考虑 1 3设计“参数”因素井底车场参数指的是设备布置和安全参数、断面参数、支护参数 车场中包含设备参数主要有，操车设备、换装设备、运输车辆、以及各个运输环节中安全间隙、管线吊挂形式及布置方式 上述各个参数直接影响到车场巷道净断面的确定，故在车场巷道设计时应充分掌握上述参数 断面参数指的是井底车场净断面参数，其受制于设备布置和安全参数，同时应根据矿井通风能力确定车场有效过风断面，结合车场巷道所处层位确定车场净断面参数 支护参数应根据车场巷道所处层位及围岩类别，选择断面形式、支护方式，遂根据围岩硬度系数选择支护参数，如锚杆锚索规格、锚杆锚索间距、砌碹混凝土强度和厚度、U 型钢支护间距和型号等 综上，井底车场设计应充分考虑上述因素，以“系统”确定线路，以“环境”确定层位和功能，以“参数”确定断面 2 1 系统设计分析陕西彬长矿业集团小庄煤矿含煤地层为侏罗系中统延安组，根据沉积旋回及煤岩组合特征，将其划分为三段，自下而上依次为一～三段，第一段含 4下煤、4 煤及 4-1 煤，第二段含 4上煤，第三段含 1、3煤 4 煤层位于延安组下部，基本全井田分布，结构单一，煤层厚度：0 80～35 02m，平均厚度 18 01m，属特厚煤层 在井田范围内属稳定煤层，全区可采 煤层夹矸为泥岩和炭质泥岩，煤层的伪顶为小于 0 5m 的炭质泥岩，零星分布 直接顶类型较多，有泥岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩 基于小庄煤矿井底车场的功能性以及自身所处围岩的特殊情况进行分析，设计选择车场层位布置于 4 号煤层顶板砂岩当中，车场水平为 +480m，井筒落底标高为 +448 6m，副立井井筒与井底车场连接处和主要交岔点均布置于稳定岩层当中 小庄煤矿辅助运输系统为无轨运输 + 有轨运输，井下大巷及工作面采用无轨运输，有轨运输仅服务井底车场，服务内容包括：大件设备上下井、井底撒煤清理系统、水仓清理 井底车场进、出车侧为井上下异侧进车，井底有轨系统进车侧为西侧、出车侧为东侧；井底无轨系统进出车均为东侧 小庄煤矿主运输采用带式输送机，主提升为立井箕斗提升，故井底车场应布置主煤流的转载、缓冲、定量、装载等环节 井下装载方式为半上装式，装载水平和井底车场为同一水平，车场内设井底煤仓，大巷带式输送机通过井底煤仓缓冲与装载皮带巷相连，经过定量斗装载至主立井提升箕斗 通风系统对小庄煤矿井底车场影响较小，主要原因为主立井和副立井均位于同一车场，与其连接的进风大巷为三条，故考虑车场巷道布置时，车场巷道与进风大巷的连接巷道应不少于 3 个接入口；同时副立井与车场连接处断面应满足井下配风要求 井底水仓及排水泵房的布置应结合着整个井底车场的倾斜度和倾斜方向布置 由于有轨系统的进、出车侧标高差异，应根据车流方向和轨道列车运行方式，合理选择车场倾斜度和倾斜方向，同时确定了井底水仓的入口位置，井下排水线路同时应结合车场永久避难硐室的位置，应避免井底永久避难硐室处于主排水线路上 2 2 支护体系分析井底车场净断面 21 7m，支护方式为锚网索喷，支护厚度为 120mm，喷射混凝土等级为 C20 锚杆采用φ22-M24-3000mm高强树脂锚杆，托盘采用150mm×150mm×12mm拱形高强度托盘, 每根锚杆采用 2 支低粘树脂锚固剂，1 支规格为 K2335, 另 1 支规格为 Z2360，锚固力不小于 5t；金属网片采用 φ6 5mm钢筋加工，网孔为100mm×100mm，巷道铺底时应铺设金属网片，金属网片保护层厚度 50mm 锚索材料为高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径18 9mm，长度 15000mm；锚索托盘采用高强锚索托盘，规格为300mm×300mm×16mm;每根锚索采用 3支锚固剂,1 支规格为 K2335，2 支规格为 Z2360 小庄煤矿副立井井底车场巷道总长1582 77m，总掘进量为 43593 6m 经研究分析煤矿井底车场设计因素与设计实例，有利于现代化矿井井底车场合理布局与科学设计，提高了设计效率，明确了设计依据，优化了系统布置；科学、准确的论证分析了井底车场功能，煤炭行业井下车场设计提供了技术支持和借鉴
