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摘 要：随着薛湖煤矿开采深度的增加，地应力对深部硐室的影响程度越发凸显，如果采用传统的水泵房设计，硐室各部分受集中应力的交叉影响，势必造成施工及后期维护困难，影响矿井正常生产。本文通过对比分析泵房吸水井的集约化设计与传统设计方法，为薛湖煤矿加快深部采区泵房投用和提高其泵房硐室的稳定性，减少后期维护量提供新的思路。
关键词：深部采区 硐室 吸水井 集约化设计
中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-076-02
1前言
薛湖煤矿为煤与瓦斯突出矿井，设计生产能力120万吨/年，29采区位于其井田北部，开采标高-800——950m，为一下山采区。采区地质储量1564万吨，可采储量961万吨。采区正常涌水量656m3/h、最大涌水量787m3/h，充水水源主要有二叠系二2煤顶板砂岩裂隙承压水、石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水、石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水和奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水。
2问题的提出
薛湖煤矿29采区泵房设计布置在-987m水平，埋深1023m，设计选取水泵5台（两用两备一检修）。传统的设计为每一台水泵均设一个吸水井，通过配水巷与水仓相连。由于29采区水泵房埋深大，施工条件趋于复杂，支护难度大。泵房硐室、吸水井、配水巷系统复杂，泵房系统受应力交叉影响，易破坏，严重时将影响泵房的正常运转。
（1）泵房系统应力集中程度较高。29采区泵房安装5台水泵，按照传统设计，将施工5个吸水井，并用配水巷相连，同时施工5个吸水井壁龛，巷道、硐室立体密集交叉，造成巷道围岩应力集中，泵房系统容易遭到破坏。
（2）泵房容易产生底鼓。由于泵房系统应力集中程度高，围岩受到的破坏较大，泵房底板的稳定性差容易产生变形、底鼓，导致设备基础破坏，影响设备的正常运转。
（3）工程量大，施工及后期维护困难。
3泵房吸水井的集约化设计
泵房吸水井集约化设计的目的：1）减少工程量，加快泵房系统的形成；2）减小以至消除泵房系统内立体交叉巷道之间的空间效应，提高泵房系统的稳定性，改善其支护条件。
（1）为减小以至消除泵房系统内空间效应和减小工程量，设计中取消配水巷，并将几个较小的吸水井进行组合，形成一个较大的组合吸水井，利用井壁径向钢筋混凝土墙隔断分割成三个吸水小井，使吸水小井围岩及支撑受力状况良好，大大提高组合吸水井的整体稳定性，避免对水泵房硐室产生不利影响。
（2）组合吸水井的规格尺寸通过对吸水阻力校核、清理空间计算、等效设计计算、吸水扰动半径校核和新型组合井稳定性计算确定吸水井的毛断面尺寸，同时，根据相关规定，吸水井壁龛净深度最好不要超过6m，否则不能采用扩散通风，给现场管理和安全管理带来隐患。
（3）为有效隔断围岩与水的联系，永久支护应采用全封闭式的防水支护。
3 集约化吸水井的结构极其支护
吸水井净断面为6m，毛断面7m，壁厚0.5m，由3道钢筋混凝土墙均分成3个扇形小吸水井，钢筋混凝土墙厚0.3m，各预留0.8m圆形吸排水通道并安装匹配控制阀门，在钢筋混凝土墙上安装3趟爬梯；在井壁上预留2个进水通道与内、外水仓相连。
吸水井永久支护方式：一次支护采用锚杆+锚网支护。锚杆采用 20€？500mm螺纹钢锚杆，间排距700mm€？00mm，矩形布置；锚网采用普通钢板菱形网；二次支护采用C30混泥土，浇注厚度500mm，吸水井底板在浇注前预埋12#矿用工字钢，以防止底鼓破坏底板浇注体，工字钢两端深入围岩内深度不小于200mm。
4 对比分析
和传统设计相比，集约化组合吸水井设计使得配水巷工程量减少为0，吸水井个数减少了80%，造价减小了70%以上，应力集中程度大大降低，稳定性显著提高。
5主要结构
（1）集约化设计的吸水井能有效减小或消除泵房系统内的空间效应，降低其应力集中程度，提高稳定性。
（2）相比传统的吸水井设计，集约化吸水井大大减小了工程量和造价，系统简单可靠，经济效益显著。
（3）在设计工作中，采用新的设计方法可使各系统提前运行，从而使采区尽早投产，对缓解矿井采掘接替紧张的局面大为有利。
参考文献：
[1] 何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M].北京：科学出版社，2004.
关键词：深部采区 硐室 吸水井 集约化设计
中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-076-02
1前言
薛湖煤矿为煤与瓦斯突出矿井，设计生产能力120万吨/年，29采区位于其井田北部，开采标高-800——950m，为一下山采区。采区地质储量1564万吨，可采储量961万吨。采区正常涌水量656m3/h、最大涌水量787m3/h，充水水源主要有二叠系二2煤顶板砂岩裂隙承压水、石炭系太原组上段灰岩岩溶裂隙承压水、石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙承压水和奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水。
2问题的提出
薛湖煤矿29采区泵房设计布置在-987m水平，埋深1023m，设计选取水泵5台（两用两备一检修）。传统的设计为每一台水泵均设一个吸水井，通过配水巷与水仓相连。由于29采区水泵房埋深大，施工条件趋于复杂，支护难度大。泵房硐室、吸水井、配水巷系统复杂，泵房系统受应力交叉影响，易破坏，严重时将影响泵房的正常运转。
（1）泵房系统应力集中程度较高。29采区泵房安装5台水泵，按照传统设计，将施工5个吸水井，并用配水巷相连，同时施工5个吸水井壁龛，巷道、硐室立体密集交叉，造成巷道围岩应力集中，泵房系统容易遭到破坏。
（2）泵房容易产生底鼓。由于泵房系统应力集中程度高，围岩受到的破坏较大，泵房底板的稳定性差容易产生变形、底鼓，导致设备基础破坏，影响设备的正常运转。
（3）工程量大，施工及后期维护困难。
3泵房吸水井的集约化设计
泵房吸水井集约化设计的目的：1）减少工程量，加快泵房系统的形成；2）减小以至消除泵房系统内立体交叉巷道之间的空间效应，提高泵房系统的稳定性，改善其支护条件。
（1）为减小以至消除泵房系统内空间效应和减小工程量，设计中取消配水巷，并将几个较小的吸水井进行组合，形成一个较大的组合吸水井，利用井壁径向钢筋混凝土墙隔断分割成三个吸水小井，使吸水小井围岩及支撑受力状况良好，大大提高组合吸水井的整体稳定性，避免对水泵房硐室产生不利影响。
（2）组合吸水井的规格尺寸通过对吸水阻力校核、清理空间计算、等效设计计算、吸水扰动半径校核和新型组合井稳定性计算确定吸水井的毛断面尺寸，同时，根据相关规定，吸水井壁龛净深度最好不要超过6m，否则不能采用扩散通风，给现场管理和安全管理带来隐患。
（3）为有效隔断围岩与水的联系，永久支护应采用全封闭式的防水支护。
3 集约化吸水井的结构极其支护
吸水井净断面为6m，毛断面7m，壁厚0.5m，由3道钢筋混凝土墙均分成3个扇形小吸水井，钢筋混凝土墙厚0.3m，各预留0.8m圆形吸排水通道并安装匹配控制阀门，在钢筋混凝土墙上安装3趟爬梯；在井壁上预留2个进水通道与内、外水仓相连。
吸水井永久支护方式：一次支护采用锚杆+锚网支护。锚杆采用 20€？500mm螺纹钢锚杆，间排距700mm€？00mm，矩形布置；锚网采用普通钢板菱形网；二次支护采用C30混泥土，浇注厚度500mm，吸水井底板在浇注前预埋12#矿用工字钢，以防止底鼓破坏底板浇注体，工字钢两端深入围岩内深度不小于200mm。
4 对比分析
和传统设计相比，集约化组合吸水井设计使得配水巷工程量减少为0，吸水井个数减少了80%，造价减小了70%以上，应力集中程度大大降低，稳定性显著提高。
5主要结构
（1）集约化设计的吸水井能有效减小或消除泵房系统内的空间效应，降低其应力集中程度，提高稳定性。
（2）相比传统的吸水井设计，集约化吸水井大大减小了工程量和造价，系统简单可靠，经济效益显著。
（3）在设计工作中，采用新的设计方法可使各系统提前运行，从而使采区尽早投产，对缓解矿井采掘接替紧张的局面大为有利。
参考文献：
[1] 何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M].北京：科学出版社，2004.