为担负矿山(
坑口)主要提升矿石任务的
竖井、
斜井叫主井。主井是专门用作提升煤炭的
井筒, 在大、中型
矿井中,提升煤炭的容器多采用
箕斗,所以主井又常称作
箕斗井。在以平硐开采为主的云、贵、川地区,又把平巷用做运输大巷,也称之为主井。
可以选择在
矿体的上盘,下盘或侧翼围岩中,主要取决于
矿区的地形、工程地质条件和矿床赋存条件,选厂位置和外部运输条件也有影响。若这些因素允许,主井宜布置于矿体下盘比较稳固的岩层中,但应尽可能避开含水层、流沙层,大的断层和破碎带。在沿着矿体走向方向上,宜选择在矿石从井下运送到选厂矿仓总运输功最小的位置上;在垂直走向方向上,宜选择在采空区周围岩层移动范围以外不小于20m处。若位于采空区周围岩层移动范围以内或位于矿体中,应留保安矿柱予以保护,以避免井筒受岩层移动的影响而发生破坏或变形。
主井的功能与主井内的装备有关。有的主井只能担负矿石提运,有的除提运矿石以外,还可以担负辅助提运工作或兼作风井用。罐笼井、箕斗罐笼混合井、串车提升的斜井、附有串车提升的带式输送机斜井、无轨运输的斜坡道,可以兼顾废石、人员、材料和设备的提运,还可以用作进风风井,但不能作出风井。箕斗提升的竖井或斜井,若附有废石装卸系统或废石仓,可以附带提升废石,但不能作进风井,也不宜作出风井。混合井作进风井时,必须采取防尘措施,使进入井下的风流粉尘含量不大于0.5mg/m。
井筒施工工艺(二次支护时间)与支护类型对工程的稳定性也产生影响。尤其对于深部以变形地压为主的挤压破碎岩层,采取柔性支护和适当让压(释放位移)可以取得较好的稳定效果。但当围岩位移得不到有效控制,也可能导致垮冒。
太平煤矿井深262 m,表土层厚166.92 m,井筒净径4.5 m,采用冻结法施工,井深174m以上为钢筋混凝土双层井壁,两层总厚度0.75 m。井壁破裂水源主要是第四系底含水,水量随着井壁破裂程度的加深逐渐加大,并且补给水量稳定,井壁涌水量最大达10 m3/h,漏水点环绕井壁破裂断面呈点状分布。井壁破裂带共有三处,第一处井深166.92 m处断裂面分布在第四系和基岩交接面上;第二处井深153 m,断裂面分布在第四系底含的黏土质砂粒层与砂质黏土层过渡层内;第三处井深在123 m处,断裂面分布在第四系底含砂质黏土层内。
太平煤矿主井多次发生井壁破裂渗水事故说明,利用水泥浆进行堵水加固处理,无法达到防水固砂的目的。在该工程地质条件下,水泥浆不能改变井壁周围土体的岩(土)特性,从而也无法减小作用在井壁上的负摩擦力。为了改善井壁周围的岩土层的工程地质特性,使井壁与土层共同承担作用在井壁上的摩擦力,从而使作用在井壁上的负摩擦力得以部分的降低,以达到控制井壁的继续变形破坏的目的。为此提出了利用改性
脲醛树脂类化学浆液注浆加固方案。该方案可以采用地面注浆和破壁注浆两种方式,鉴于破壁注浆施工技术成熟,同时考虑到1995年在古山煤矿主井治理微裂隙渗漏、2001年在兴隆庄矿副井、风井堵水固砂中,破壁化学注浆得以成功应用,且工期短、工程造价适中,故选取破壁化学注浆方案。