朱先艷

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司銅山口銅礦， 湖北 黃石 435122)

1 前言

銅山口銅礦深部工程于2010年9月開工建設(shè)，于2015年初建成投產(chǎn)。礦山地下開采采用主副豎井—斜坡道聯(lián)合開拓方式，主井擔(dān)負(fù)井下礦石、廢石提升；副井作為井下材料、設(shè)備及人員運輸上下提升井，同時兼進(jìn)風(fēng)井和安全出口；回風(fēng)井作為井下通風(fēng)專用回風(fēng)設(shè)施。南緣斜坡道作為采區(qū)斜坡道，無軌設(shè)備在分段巷道之間移動時聯(lián)絡(luò)道、進(jìn)風(fēng)通道、安全出口；北緣斜坡道具有采區(qū)斜坡道功能，沒有安全出口。礦山已建2套充填料漿制備系統(tǒng)，其中一套作為膠結(jié)充填使用，可以滿足礦山3 500t/d生產(chǎn)能力的充填要求。目前地面有2套1 000m3立式砂倉，2個200m3固結(jié)劑立式料倉，能滿足采礦日均充填能力要求，日均充填料漿量為1 500m3/d?，F(xiàn)已形成了完善的提升、運輸、供風(fēng)、供水、供電、通風(fēng)、排水、充填等礦山開拓系統(tǒng)，還建設(shè)了的安全避險系統(tǒng)。地下采礦方法有兩種，沿走向、垂直走向的分段空場嗣后充填采礦法及上向式水平分層充填采礦法，其中分段空場嗣后充填采礦法采切比為77m3/kt，采切工程量較大。銅山口銅礦溜坡系統(tǒng)：-160～-480m中段施工了礦石、廢石主溜井各一條，凈直徑分別為3m、2.5m。-160m、-220m、-280m、-400m、-440m、-480m中段均與兩主溜井卸載站相通，-440m設(shè)有礦石破碎硐室，-480m設(shè)有裝礦石、廢石皮帶道，礦、廢石經(jīng)箕斗提升至地表，分別卸入地面礦石倉和廢石倉。2015年6月出碴時，發(fā)現(xiàn)廢石主溜井從-460m堵塞至-220m。剛投產(chǎn)，建設(shè)采場任務(wù)重，采切工程量大。若利用礦石主溜井轉(zhuǎn)運提升廢石，礦石、廢石分流困難，不好掌控，礦石貧化上升，選礦回收率指標(biāo)降低，造成銅金屬流失到尾礦庫，從而增加選礦生產(chǎn)成本；若利用南緣斜坡道運輸廢石成本高達(dá)40元/t，而經(jīng)溜井運輸轉(zhuǎn)運提升廢石成本低至5.35元/t，南緣斜坡道運輸成本過高，不經(jīng)濟，但在主溜井沒疏通期間，只能暫時采用南緣斜坡道運輸采準(zhǔn)切割廢石。為了不影響達(dá)產(chǎn)，加快采場建設(shè)速度，減少廢石轉(zhuǎn)運成本，需及時疏通廢石主溜井。

2 廢石主溜井堵塞原因分析

造成廢石主溜井堵塞原因：(1)為多生產(chǎn)礦石，承包施工隊人員設(shè)備不足，只顧組織出礦，一個多月的時間沒安排掘進(jìn)工程，忽視了廢石提升[1]。(2)廢石主溜井附近有溶洞、巷道裂隙水，沒及時清理附近水溝，導(dǎo)致水直接流入主溜井。(3)由于倒入廢石主溜井的物質(zhì)長時間后相互連接、膠結(jié)成塊，大塊間卡堵形成壓力拱，這是造成主溜井堵塞主要因素之一，造成堵塞的物質(zhì)包括：①掘進(jìn)工作面有水，鏟裝帶水廢石泥漿；②生產(chǎn)中鋼鐵制品、電線電纜等廢棄物料；③清理巷道噴砼支護(hù)的散落在底板回彈料和易結(jié)塊水泥、砂漿、瓜米石等混合物；④清理采場充填試驗時跑漏的充填體砂漿；⑤清理水溝、內(nèi)外水倉中的泥漿、膠結(jié)塊；⑥開拓采準(zhǔn)切割工程在掘進(jìn)、敲幫問頂時產(chǎn)生的大塊。

3 廢石主溜井疏通堵塞方法

3.1 常用疏通堵塞方法

(1)爆破法：利用炸藥爆炸時產(chǎn)生空氣沖擊波來回震動破壞堵塞物強度，包括①竹桿捆綁炸藥；②氣球攜帶炸藥；③礦用火箭彈；④直接在漏斗口和堵塞物上安放炸藥。

(2)水破法：利用水溶解性和高壓沖擊力破壞堵塞物強度。

(3)其他方法:①漏斗口人工撬動；②靜爆劑；③高壓風(fēng)強吹。

3.2 廢石主溜井疏通堵塞方法實踐

廢石主溜井處理堵塞前，首先疏引附近水溝的水、溶洞水、巷道裂隙水，水不能直接流入井筒內(nèi)。廢石主溜井堵塞高達(dá)240m，不能采用單一疏通堵塞方法而是用多種聯(lián)合方法才能完成疏通。井筒內(nèi)堵塞物從上至下分布為松散體、膠漿狀體、混合體、硬化體、混合體、膠漿狀體、松散體。硬化體強度最高，處理的關(guān)鍵在疏通硬化體。根據(jù)廢石主溜井堵塞現(xiàn)狀，分析了溜井堵塞原因，結(jié)合疏通堵塞方法，制定采用聯(lián)合方法疏通方案[2]。

1) -460～-400m堵塞疏通方法

-460～-400m段屬于混合體，有一定黏結(jié)強度，易形成壓力拱，靠自重不能垮落，只要有震動就能垮落下來。因井筒有水，空氣潮濕且重，氣球飛不起來，不能采用氣球攜帶炸藥；礦用火箭彈按礦山安全規(guī)程規(guī)定使用，不能隨便制作；堵塞位于-480m上20m，水(風(fēng))壓不能足以破壞堵塞物強度。因此，這段采用竹桿捆綁炸藥、堵塞物上放炸藥進(jìn)行爆破震動疏通。

2) -400～-310m堵塞疏通方法

在初步設(shè)計、施工設(shè)計時，-400m中段礦廢石主溜井中間均布置了檢查天井，因其位于破碎的大理巖內(nèi)，當(dāng)時基建期考慮掘進(jìn)安全因素，放棄了按施工設(shè)計圖紙建設(shè)，也沒另行更改施工設(shè)計。這次堵塞發(fā)生后，檢查天井沒布置在兩者中間，在-400m中段現(xiàn)場選擇巖性較好的地段，在廢石主溜井東部與其距離8m處施工一條檢查天井，高度70m。在設(shè)計施工的檢查天井-370m、-350m、-330m標(biāo)高處各施工一條聯(lián)絡(luò)道，施工檢查天井時兼作臨時通風(fēng)道。-400m至-280m中段達(dá)120m，天井鉆機施工高度只有70～75m，在-280m中段卸載站不能采用天井鉆機；因-340m處施工了馬頭門，沒施工卸載站，天井鉆機無法進(jìn)入現(xiàn)場，只能采用普通法掘進(jìn)。

3) -310～-255m堵塞疏通方法

此段屬于硬化體，結(jié)塊有較高強度，應(yīng)采用鉆孔法疏通。在-280m卸載站內(nèi)，采用配有直徑80mm鉆頭的地下潛孔鉆機鉆孔，立柱固定在巷道底板、頂板，向下、向上傾斜鉆孔，最大孔深為40m。 每層布置三個扇形斜孔，層間距在3.5～4m，卷筒粉狀銨油炸藥，非導(dǎo)爆管起爆，在井筒內(nèi)炮孔段內(nèi)裝藥，孔內(nèi)堵塞長度2.5～3m。每次爆破一層，每天二個班循環(huán)鑿巖爆破作業(yè)。爆破時進(jìn)行警戒，鄰近作業(yè)人員停止作業(yè)，撤離在安全地點后起爆，保持通信聯(lián)絡(luò)，禁止主副井提升，爆破后加強通風(fēng)。

4) -255～-220m堵塞疏通方法

此段屬于混合體、膠漿狀體、松散體，采用竹桿捆綁炸藥便可疏通。至2016年1月上旬，廢石主溜井疏通。材料費、檢查天井掘進(jìn)費、提升費、運輸費含南緣斜坡道運輸廢石費、人工費共計271萬元。這次廢石主溜井處理堵塞時間長達(dá)半年，耗時多、費用大。

4 廢石主溜井的預(yù)防堵塞措施

主溜井是礦廢石轉(zhuǎn)運咽喉通道，必須保持暢通，否則嚴(yán)重影響生產(chǎn)。為杜絕此類事件再次發(fā)生，貫徹以預(yù)防為主原則[3]，防患于未然，銅山口銅礦在管理主溜井過程中采取以下預(yù)防堵塞措施[4]。

(1) 主溜井周圍不得溶洞、斷層、破碎帶、裂隙的等地質(zhì)構(gòu)造水、水溝的水。

(2) 斜溜道口上方安裝工字鋼和實心圓鋼制作的500mm方形格篩，嚴(yán)禁大塊進(jìn)入主溜井，造成主溜井的堵塞和砸壞井筒內(nèi)壁。

(3) 嚴(yán)禁鋼鐵制品、電線電纜等廢棄物料倒入主溜井；清理噴砼支護(hù)的回彈料；清理水溝和水倉淤泥；清理采場充填跑漏砂漿。將回收的廢棄物料，清理的回彈料、淤泥、砂漿裝入翻斗礦車，利用副井提升至地面。若發(fā)現(xiàn)倒入以上物料者一次罰款500～1 000元。

(4) 卸載站安裝視頻監(jiān)控和聯(lián)系電話,現(xiàn)場保持照明良好。

(5) 在-480m放料口、-400m檢查天井是否有水、泥漿出現(xiàn)。

(6) 每天至少提升一次廢石，及時放廢，防止廢棄物料、回彈料、淤泥、砂漿、大塊在溜井內(nèi)結(jié)塊成拱。

(7) -480m廢石倉內(nèi)不得放空，留有3m高的廢石作為緩沖層，以免砸壞振動臺板。

(8) 建設(shè)采區(qū)沉淀池，減少水倉清理工作量。

(9) 安裝溜井料位自動檢測系統(tǒng)[5]。利用激光和微波雷達(dá)測距原理，能自動實現(xiàn)跟蹤檢測、動態(tài)觀察溜井中料位所處位置，避免了堵塞類的生產(chǎn)安全事故發(fā)生。

5 結(jié)論

銅山口銅礦廢石主溜井堵塞高度達(dá)240m，采用聯(lián)合方法雖成功疏通了，但付出了較大的代價。通過制定主溜井使用制度，采取預(yù)防堵塞措施，安裝視頻監(jiān)控等手段，未發(fā)生主溜井堵塞的事故，為保證深部工程早日達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。