竖井的施工方法和施工结构技术领域
本发明涉及地下矿施工技术领域，特别涉及一种竖井的施工方法和施工结构。
背景技术
目前，国内地下矿施工竖井的主要方法有吊罐法、爬罐法、深孔爆破法、及反井法
等。这些方法均为常规施工方法，且均存在不同程度的缺陷，例如：施工过程复杂、技术要求
高、施工成本高等。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的
主要目的是提供一种竖井的施工方法，旨在降低竖井的施工过程的复杂程度，使得竖井的
施工更加简单、便捷，并降低竖井的施工成本。
为实现上述目的，本发明提出的竖井的施工方法，包括以下步骤：
由底部巷道或底部硐室至地表或上部水平开掘一多折线段式且整体呈沿所述竖
井的中心线向上走向的溜井；
根据围岩稳固情况，对所述溜井实施分段爆破。
可选地，所述由底部巷道或底部硐室至地表或上部水平开掘一多折线段式且整体
呈沿所述竖井的中心线向上走向的溜井的步骤包括：
由底部巷道或底部硐室开始，以第一挖掘方向和第二挖掘方向交替的方式挖掘多
折线段式溜井，至地表或上部水平为止；其中，所述第一挖掘方向与所述第二挖掘方向位于
同一竖直面内，且水平方向的分量方向相反，竖直方向的分量方向相同。
可选地，所述以第一挖掘方向和第二挖掘方向交替的方式挖掘多折线段式溜井的
步骤包括：
以第一挖掘方向，挖掘一段溜井；
当该段溜井的高度差达到预设范围时，停止该段溜井的挖掘；
以第二挖掘方向，继续挖掘一段溜井；
当该段溜井的高度差达到预设范围时，停止该段溜井的挖掘；
重复上述步骤。
可选地，所述当该段溜井的高度差达到预设范围时，停止该段溜井的挖掘的步骤
之后还包括：
水平挖掘一中间硐室。
本发明的另一目的是提供一种竖井的施工结构，包括底部巷道或底部硐室和多折
线段式且整体呈沿所述竖井的中心线向上走向的溜井，所述溜井的一端连通所述底部巷道
或底部硐室，所述溜井的另一端连通地表或上部水平。
可选地，每一段所述溜井的倾角为40°～70°。
可选地，每一段所述溜井的断面高度为1.3m～1.6m。
可选地，每一段所述溜井的断面宽度为2m～2.5m。
可选地，每一段所述溜井的竖直高度差为7m～8m。
可选地，每相邻两段所述溜井之间设有一中间硐室。
本发明的技术方案，与现有竖井施工技术相比较，主要具有以下优势：
一方面，竖井的施工更加简单、便捷：本发明的技术方案只需采用常规的爆破手
段、掘进工艺，配合以常用的掘进设备、测量设备、及安全设施等，便可完成巷道的挖掘和爆
破作业得到竖直竖井，从而避免了现有技术施工过程中沿竖井全高钻凿中心孔、炮孔、超前
导孔等过程，避免了钻孔偏斜较难控制、后期扩巷施工难度大、竖井成型没有保障等问题，
进而有效降低了竖井的施工过程的复杂程度，使得竖井的施工更加简单、便捷，并且，竖井
成型好，辅助时间短，可靠性高。
另一方面，竖井的施工成本更低：本发明的技术方案使用如传统的手持式凿岩机
等小型设备即可满足挖掘需要，避免了现有技术中如吊罐、爬罐、深孔台车和反井钻机等大
型设备的采购或租用，避免了这些大型设备采购和/或租用所带来的高昂花费和后期维护
保养所需的较大资金投入，从而有效降低了竖井的施工成本。经过实践证明，采用本发明竖
井的施工方法的施工成本约为反井法的1/5，约为吊罐法的1/3。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明竖井的施工方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明竖井的施工结构一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
标号
名称
标号
名称
100
施工结构
50
中间硐室
10
底部硐室
70
地表
30
溜井
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该
特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为
指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含
义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，
例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是
电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两
个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据
具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普
通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种
技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种竖井的施工方法。
请参阅图1，在本发明竖井的施工方法一实施例中，该竖井的施工方法包括：
步骤S100，由底部巷道或底部硐室至地表或上部水平开掘一多折线段式且整体呈
沿所述竖井的中心线向上走向的溜井。
本实施例中，施工人员由底部水平巷道或硐室的侧壁开始，以第一挖掘方向和第
二挖掘方向交替的方式挖掘多折线段式溜井，直至连通地表或上部水平为止。其中，第一挖
掘方向为倾斜向上，倾角范围是40°～70°。第二挖掘方向亦为倾斜向上，且倾角范围亦是
40°～70°。并且，第一挖掘方向与第二挖掘方向位于同一竖直面内，且水平方向的分量方向
相反，竖直方向的分量方向相同。
具体地，施工人员由底部水平巷道或硐室的侧壁，开始：
步骤S101，以第一挖掘方向(倾斜向上40°～70°)，挖掘一段溜井；
步骤S102，当该段溜井的高度差达到预设范围(7m～8m)时，停止该段溜井的挖掘，
并水平挖掘一中间硐室；
步骤S103，以第二挖掘方向(倾斜向上40°～70°，与第一挖掘方向位于同一竖直面
内，且二者水平方向的分量方向相反，竖直方向的分量方向相同)，继续挖掘一段溜井；
步骤S104，当该段溜井的高度差达到预设范围(7m～8m)时，停止该段溜井的挖掘，
并水平挖掘一中间硐室；
步骤S105，重复上述步骤S101至步骤S104，直至连通地表或上部水平，以完成溜井
的挖掘。并且，需要说明的是，在掘进过程中，溜井里需搭设简易工作平台，设置安全梯、安
全绳、安全扶手等必要安全措施，施工人员需佩戴安全带，且在放炮掘进后需及时进行临时
支护，以提高竖井的施工安全性能。
优选地，所述第一挖掘方向的倾角与所述第二挖掘方向的倾角相等，如此，可使得
溜井的掘进工作更加便捷、更加高效、且更加安全可靠，以降低了施工难度、提高施工效率、
且保障施工安全性。
步骤S200，根据围岩稳固情况，对所述溜井实施分段爆破：若围岩稳固则由下至
上，对所述溜井实施分段爆破；若围岩不稳固则由上而下，对所述溜井实施分段爆破。
具体地，本实施例中，围岩稳固，当多折线段式且整体呈沿所述竖井的中心线向上
走向的溜井挖掘完成后，施工人员搭载专业设备从地表或上部水平通过与地表或上部水平
连通的所述溜井向下移动来到工作平台(以下部岩渣堆作为工作平台)，完成打眼、装药、连
线作业后返回至地表或上部水平，之后对所述溜井进行分段爆破，爆碎的岩渣因自重而下
落，由底部巷道或底部硐室中所装配的装岩机进行出渣，最终得到竖直竖井。即，采用本发
明竖井的施工方法——小溜井法，完成了所需竖井的施工。此外，需要说明的是，在自下而
上的扩巷过程中，为确保安全，施工人员遵循一循环一支护的原则，需及时进行永久性支
护，以进一步提高竖井施工的安全性能。可以理解的，在其他实施例中，若围岩不稳固，则可
由上而下完成打眼、装药、连线作业，对所述溜井实施分段爆破，以得到竖直竖井。
本发明的技术方案，与现有竖井施工技术相比较，主要具有以下优势：
一方面，竖井的施工更加简单、便捷：本发明的技术方案只需采用常规的爆破手
段、掘进工艺，配合以常用的掘进设备、测量设备、及安全设施等，便可完成巷道的挖掘和爆
破作业得到竖直竖井，从而避免了现有技术施工过程中沿竖井全高钻凿中心孔、炮孔、超前
导孔等过程，避免了钻孔偏斜较难控制、后期扩巷施工难度大、竖井成型没有保障等问题，
进而有效降低了竖井的施工过程的复杂程度，使得竖井的施工更加简单、便捷，并且，竖井
成型好，辅助时间短，可靠性高。
另一方面，竖井的施工成本更低：本发明的技术方案使用如传统的手持式凿岩机
等小型设备即可满足挖掘需要，避免了现有技术中如吊罐、爬罐、深孔台车和反井钻机等大
型设备的采购或租用，避免了这些大型设备采购和/或租用所带来的高昂花费和后期维护
保养所需的较大资金投入，从而有效降低了竖井的施工成本。经过实践证明，采用本发明的
竖井施工方法的施工成本约为反井法的1/5，约为吊罐法的1/3。
再一方面，施工安全性更高：本发明的技术方案与现有竖井施工技术相比较更加
简单、便捷，易被施工人员掌握并熟练应用，从而降低了施工过程中施工人员出现错漏的可
能性，降低了施工人员出现错漏而带来的安全风险，提高了竖井的施工安全性。
此外，本发明的技术方案针对大断面高竖井，特别是直径6m以上、且高度30m以上
的高大竖井，技术效果尤为显著，普遍适用于已具备底部巷道或硐室自下而上施工条件的
情况。
本发明还提出一种竖井的施工结构100。
请参阅图2，在本发明竖井的施工结构100一实施例中，该竖井的施工结构100包括
底部巷道或底部硐室10和多折线段式且整体呈沿所述竖井的中心线向上走向的溜井30，所
述溜井30的一端连通所述底部巷道或底部硐室10，所述溜井30的另一端连通地表70或上部
水平。
优选地，每一段所述溜井30的倾角为40°～70°。
具体施工过程中，每一段溜井30的倾角可根据地下矿的岩层分布、岩层结构、及岩
层硬度等岩层性能指标进行具体的调整。可以理解的，每一段溜井30的倾角在40°～70°的
范围内可调，可有效地适应施工进度、施工安全的要求，使得竖井的施工过程更加安全、快
速、且有效。此外，40°～70°的倾角范围，可有助于施工人员在意外跌倒时能够获得溜井30
底面的支撑而重新得以稳定，从而有效防止施工人员意外跌落较深溜井30，提高了竖井施
工的安全性。
优选地，每一段所述溜井30的断面高度为1.3m～1.6m。如此，可使得溜井30内的施
工人员在施工过程中能够同时获得来自溜井30顶面和底面的支撑，从而为施工人员的施工
过程提供稳定的支持，这样，不仅提高了竖井施工的安全性，还有效提升了施工效率。
优选地，每一段所述溜井30的断面宽度为2m～2.5m。
可以理解的，每一段溜井302m～2.5m的断面宽度设置，可使每一段溜井30于宽度
方向上有足够的空间进行溜井30内部管线的架设，从而为竖井的施工提供必须的条件支
持，保障竖井施工的安全性及施工进度。
优选地，每一段所述溜井30的竖直高度差为7m～8m。如此，通过控制每一段溜井30
的长度，一方面，可防止施工人员意外失去平衡沿溜井30底面滑落距离过长而造成伤亡，提
高了竖井施工的安全性；另一方面，由于每一段溜井30的施工距离适宜，可使得施工人员在
一次施工中便能够完成一段溜井30，从而避免了溜井30施工过程中施工人员反复进出溜井
30进行施工而造成时间浪费，提高了竖井施工效率。
请再次参阅图2，每相邻两段所述溜井30之间设有一中间硐室50。
可以理解的，水平中间硐室50的设置，可供施工人员临时休息和存放凿岩机等设
备，使得溜井30的掘进工作更加符合作业需求和施工人员的作业习惯。并且，施工人员每掘
进一段溜井30便挖掘一水平中间硐室50以供休息和设备调整，之后再进行下一段溜井30的
掘进工作，避免了施工进行时与施工空闲时施工人员位置差距过大而造成的时间浪费和进
度耽误，从而有效提高了施工效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本
发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用
在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。