張永利 王訓(xùn)青

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限責(zé)任公司)

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直通分枝支護(hù)溜井多中段控制放礦技術(shù)

張永利 王訓(xùn)青

(巴彥淖爾西部銅業(yè)有限責(zé)任公司)

直通分枝支護(hù)溜井廣泛應(yīng)用于各大礦山，但使用中存在利用效率低的問題，特別是處于圍巖條件較差的位置，井筒很容易損壞，甚至垮塌，危及主副井的安全。為此，研究使用直通分枝支護(hù)溜井多中段控制放礦技術(shù)，能夠有效控制放礦時(shí)對(duì)井筒的破壞，減小粉塵對(duì)中段內(nèi)作業(yè)環(huán)境的污染，為采礦正常運(yùn)行提供保障。

直通分枝支護(hù)溜井 多中段控制放礦 圍巖破碎 粉塵

金屬礦山礦體賦存條件復(fù)雜，為提高產(chǎn)量，近年來采取多中段同時(shí)開采的越來越多。直通分枝支護(hù)溜井是新建礦山為了縮短工期常用的一種形式，但使用過程中能夠做到多中段同時(shí)放礦的較少，往往采用空井多中段向井內(nèi)注入礦石，尤其是主溜井處在圍巖破碎地段的，對(duì)井壁會(huì)造成很大損害，甚至造成井壁坍塌，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及主副井安全，乃至危機(jī)礦山安全生產(chǎn)，且空井和斜溜道放空的情況下會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，污染作業(yè)環(huán)境。因此，研究采用分枝斜溜道控制放礦技術(shù)，既保證了多中段同時(shí)放礦，又能控制礦石流對(duì)井壁的傷害，同時(shí)對(duì)于圍巖穩(wěn)固的溜礦井，甚至裸井，都能夠保證溜礦井的安全運(yùn)行，礦石堵塞斜溜道可大大減少粉塵對(duì)中段內(nèi)作業(yè)環(huán)境的污染。

1 工程概況

內(nèi)蒙古獲各琦銅礦生產(chǎn)能力220×104t/a，單中段月出礦量約5萬t，主溜井井筒直徑4 m，井深480 m，屬于直通分枝支護(hù)溜礦井，井筒圍巖較為破碎，故采用整體混凝土澆筑內(nèi)襯錳鋼板的支護(hù)形式[1-2]。在井筒維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，松散礦巖撞擊井筒內(nèi)壁，井筒內(nèi)壁襯砌的錳鋼板嚴(yán)重破壞；在放礦過程中產(chǎn)生大量粉塵，通過斜溜道返回中段運(yùn)輸巷內(nèi)，嚴(yán)重污染生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境；各中段對(duì)應(yīng)卸載站及斜溜道經(jīng)常出現(xiàn)放礦不順暢的情況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

2 溜礦井存在的問題分析

2.1 礦石流沖擊井壁，造成井壁磨損嚴(yán)重

礦石流通過斜溜道自溜進(jìn)入井筒時(shí)速度過大，對(duì)井筒沖擊較強(qiáng)，由于井筒圍巖較差，即使采取整體混凝土內(nèi)襯錳鋼板支護(hù)，依舊無法保證井筒不被破壞，多中段放礦時(shí)，沖擊區(qū)會(huì)不斷增大，甚至上下兩中段貫通，造成溜礦井報(bào)廢，情況嚴(yán)重的可能危及主副井安全[3](圖1)。

2.2 通風(fēng)措施無效，“返粉”情況嚴(yán)重

國內(nèi)現(xiàn)階段對(duì)直通分枝溜礦井雖設(shè)計(jì)了通風(fēng)口，但未能全面考慮粉塵問題，無法保證上部各中段粉塵通過回風(fēng)巷排出。以目前直通分枝溜礦井的使用來看，井筒內(nèi)施工的回風(fēng)天井及專用回風(fēng)巷道沒有起到有效作用，礦巖撞擊產(chǎn)生的大量粉塵通過斜溜道返回中段車場主運(yùn)輸巷內(nèi)，嚴(yán)重影響了井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。

2.3 斜溜道坡度過小，放礦不順暢

斜溜道設(shè)計(jì)坡度為40°(圖2)，根據(jù)井下產(chǎn)出松散礦巖的性質(zhì)，一旦出現(xiàn)礦巖堆積，斜溜道無法正常放礦，斜溜道開口為2 m×2 m，在倒入礦石塊度較大時(shí)，極易發(fā)生堵塞，特別是在多中段控制放礦改造后，堵塞現(xiàn)象更為嚴(yán)重，致使放礦過程不順暢。

圖2 斜溜道示意(單位：m)

3 優(yōu)化改造方案

3.1 放礦不暢問題

(1)擴(kuò)刷斜溜道上口，將卸礦位置的棱角抹平，形成順暢的放礦口，可有效防止大塊礦石卡在溜礦口。

(2)將斜溜道坡度從原來的40°調(diào)整為50°，增加斜溜道的坡度，增加礦石在井筒內(nèi)的流動(dòng)性，防止礦石在斜溜道內(nèi)堆積，避免斜溜道堵塞。

3.2 井壁遭受沖擊及“返粉”問題

為滿足多中段同時(shí)控制放礦，在每個(gè)中段主溜井斜溜道的排出口加裝振動(dòng)放礦機(jī)，對(duì)放礦過程進(jìn)行控制。

(1)在中段車場內(nèi)施工一條斜巷至中段斜溜道排出口，擴(kuò)刷溜礦口作為振動(dòng)放礦機(jī)硐室，在振動(dòng)放礦機(jī)硐室開口處設(shè)置防塵門，防止粉塵倒灌，新施工斜巷坡度不應(yīng)超過30°，作為振動(dòng)放礦機(jī)硐室聯(lián)巷，鋪設(shè)軌道踏步，并在斜巷上開口處安裝一臺(tái)絞車，方便人行、下放物料及日常維護(hù)檢修，如圖3所示。

(2)振動(dòng)放礦機(jī)硐室支護(hù)及振動(dòng)放礦機(jī)基礎(chǔ)施工。擴(kuò)刷振動(dòng)放礦機(jī)硐室，采取整體混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度300 mm，應(yīng)盡量預(yù)留振動(dòng)放礦機(jī)的安裝空間及維護(hù)檢修空間。

圖3 振動(dòng)放礦機(jī)硐室聯(lián)巷(斜巷)

(3)在中段內(nèi)施工控制硐室，并在振動(dòng)漏斗處及卸載硐室內(nèi)安裝監(jiān)控，控制振動(dòng)放礦機(jī)開關(guān)及放礦過程。

(4)將部分礦石堆存在斜溜道內(nèi)，封堵溜礦口，隔絕粉塵，避免粉塵通過斜溜道返回中段內(nèi)。

4 系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行

(1)系統(tǒng)調(diào)試。①將礦石在主溜井內(nèi)貯存到最低一個(gè)受礦中段，即放礦機(jī)出礦口下10～20 m；②讓系統(tǒng)內(nèi)的3個(gè)生產(chǎn)中段逐一放礦，通過監(jiān)控對(duì)每個(gè)中段進(jìn)行微調(diào)；③監(jiān)控主溜井運(yùn)行情況，更改振動(dòng)放礦機(jī)激振頻率，確保放礦位置在井筒中心。

(2)試運(yùn)行及分析。①用振動(dòng)放礦機(jī)對(duì)放礦流速進(jìn)行控制，使礦石基本落在井筒中心處，有效減小了礦石對(duì)井筒內(nèi)壁的沖擊；②放礦時(shí)堆存一定量的礦石在溜礦口處，能夠有效阻止粉塵回灌入中段內(nèi)，減少放礦過程對(duì)中段的污染；③系統(tǒng)改造后，應(yīng)嚴(yán)格控制倒入礦巖的塊度、含水量、粉礦含量等。

多種中段控制斜溜道改造前后見圖4，調(diào)試后放礦過程見圖5。

圖4 直通分枝溜井多中段控制斜溜道改造對(duì)比(單位：m)

圖5 調(diào)試后放礦過程示意(單位：m)

5 結(jié) 語

通過使用直通分枝溜井多中段同時(shí)控制放礦技術(shù)，對(duì)主溜井進(jìn)行改造，有效減少了放礦對(duì)井筒內(nèi)壁的破壞，延長了井筒壽命，增長了井筒維護(hù)周期，同時(shí)有效控制了粉塵，改善了井下作業(yè)環(huán)境，為礦山正常生產(chǎn)提供了保障。

[1] 康武雄.錳鋼板在礦山溜井支護(hù)中的應(yīng)用效果[J].甘肅冶金，2011，33(3)：38-39.

[2] 潘 佳,王曉輝.金屬礦山主溜井錳鋼板支護(hù)的探討[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(7)：122.

[3] 譚志恢.對(duì)溜井放礦礦巖散體運(yùn)動(dòng)之淺議[J].金屬礦山，1987(2)：24-26.

2016-09-28)

張永利(1965—)，男，董事長，高級(jí)工程師，015000 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市臨河區(qū)解放街2號(hào)。