ＩＳＳＮ １６７１—２９００ 采矿技术 第１１卷第６期 ２０１１年１１月 ＣＮ ４３—１３４７／ＴＤ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏ１．１１，Ｎｏ．６ ＮＯＶ．２０１ｌ 高深溜井在大红山无底柱分段崩落采矿法中的应用与改进 范有才，徐万寿，陈双云 （玉溪大红山矿业公司， 云南新平县６５３４００） 摘要：大红山４００万ｔ／ａ采矿工程用大结构参数无底柱分段崩落法开采，设计采用高深 溜井出矿。通过对系统生产中遇到的一系列技术问题进行分析，提出了高深溜井降段封 堵、技术改造、溜井上延、溜并管理与大修的技术改进方案。 关键词：高深溜井；无底柱分段崩落法；大红山；技术改造 在大红山铁矿４００万ｔ／ａ采矿工程中，为最大 量均衡配矿的要求。而各分段溜井为直通溜井，上 限度提升规模、降低成本，设计采用高深溜井出矿、 分段出矿时，矿石碰撞井壁，在下分段产生飞石，进 集中水平运输，溜井深达１８０～２４５ ｒｎ，因矿山投产２ 入下分段巷道内，对生产作业带来了较大的安全隐 年即超产（设计３年达产），生产任务繁重，溜井使 患。若不及时合理解决问题，将严重制约采矿生产 用频度过高，出现了一等系列技术问题，制约和影响 Ｊｕｂ￣．Ｎ进行及３年达产目标的实现。 了采矿生产。通过认真分析与改进，取得了显著的 经分析，须对溜井进行改造，以满足使用要求： 效果，同时也积累了较丰富的采矿生产管理、技术经 （１）为便于溜矿，在溜井与联道交叉处设置斜 验，本文予以总结，为同类矿山提供一些借鉴。 溜口； ｌ 溜井降段封堵 （２）为避免飞石伤及作业设备、人员，在溜井与 联道交叉处上部设置挡板； 随着生产规模的不断扩大，大红山４００万ｔ／ａ （３）为防止铲装设备滑入溜井，及防止水进入 采区各分段的快速回采，须通过各穿脉联道转入持 溜井，在溜井与联道交叉处设置车挡，如图１所示。 续生产，因此联道｝留井须进行降段封堵。由于各分 槽钢 段过联道的时间不同及溜井敞口过大，须在各分段 对各溜井分别进行横向封堵，而封堵方式的合理性 关系到生产的正常推进。 溜井封堵位置为溜井口下３．５ ｍ处，封堵方式 采用先锚固后浇灌混凝土较合理可行。封堵前为保 证施工安全可靠，在溜井内用矿石填充至指定高度， 并在矿堆上用细砂铺平，再用塑料袋等密封性材料 覆盖作为隔离层；然后在溜井口下２ ｍ处平行并以 ８５ ｃｍ的间距打１１根锚杆（ ２０ ｍｍ×２．５ ｍ螺纹锚 杆）；最后在隔离层上浇注厚度为３ Ｉｌｌ的Ｃ２０混凝 土。此方式解决了溜井降段封堵的技术问题，大大 改善了使用的安全性，满足了生产的需求，达到了生 产合理接替的预期效果。 ２ 溜井技术改造 图１溜井的改造 大红山井下４００万ｔ／ａ采区，因无底柱分段崩 具体实施上方法是：刷斜口，对需刷斜口位置进 落法大规模采矿的工艺特性及矿体品位分布的不均 行凿岩爆破，凿岩完成后将溜井内矿碴放至联道底 衡性，上下分段须长期共用溜井，以满足供矿量与质 板以下６～８ ｍ，使爆破后的矿碴进入溜井，斜口与 范有才： 高深溜并在大红山无底柱分段崩落采矿法中的应用与改进 ７ 溜井成４５。，长４．８ ｍ，高４．１ ｍ，靠溜井一侧宽６．６ ｍ，靠联道一侧宽４．４ ｒｎ，斜口成型后在两侧墙浇筑 细的网络计划，对主要溜井的平面工程提前施工，并 作为掘进重点。平面工程施工的同时，有步骤地组 混凝土，其中靠溜井端厚１．６ ｍ，另一端５００ ｍｍ。 混凝土浇筑后斜口净宽为３．４ ｍ；挡板施工，先在溜 井位置搭好脚手架并铺好木板，再在基岩上施工 ４５２０ ｍｍ×１．５ ｍ的螺纹钢锚杆，每根槽钢两侧两根 锚杆为一组（锚杆间距１５０ ｍｍ），各组锚杆间距 ４５０～６００ ｍｍ，锚杆施工结束后，采用槽钢与锚杆进 行焊接，焊接采用满焊，槽钢焊接结束后采用１０ ｍｍ 的钢板与槽钢焊接，下部与斜口混凝土浇筑时预埋 的３８ ｋｇ钢轨进行焊接；车挡施工，在联道内靠溜井 一端施工车挡，先在基岩中施工ｑｂ２０ ｍｍ螺纹钢锚 杆，间距为５００ ｍｍ，排距为４００ ｍｍ，锚杆长度为 １２００ ｍｍ，嵌入基岩９５０ ｍｍ，最后浇筑宽５００ ｍｍ、高 ３００ ｍｍ的混凝土形成车挡，长度根据各溜井情况有 所不同。 通过改造，满足了使用要求，为上下分段同时出 矿创造了较好的条件。 ３ 溜井上延 随着生产规模的不断扩大，大红山井下４００万 ｔ／ａ采区溜井数量、溜井直径已无法满足生产需求， 严重影响了生产任务的完成及产能的进一步升级。 根据采区每日需达产量，及各分段需出矿量 （回收率第一出矿分层按３０％、第二出矿分层９５％， 第三出矿分层１００％），结合溜井日出矿能力进行综 合考虑，需对不同分层的溜井上延至不同的分层。 以主采区为例，在大规模快速回采及上分段回采需 超前下分段的无底柱分段崩落法采矿工艺的要求 下，落顶分层需进行松动出碴，而落顶层缺少出碴溜 井，经分析，Ｋ６０３溜井上延至落顶分层较可行，能满 足使用要求。第一出矿分层回收率较低，经测算，溜 井数量能满足要求，不再上延。第二出矿分层需大 量出矿，需针对不同位置及条件将Ｋ１００２、Ｋ１００３、 Ｋ１００４、Ｋ８０４等溜井上延。为减少溜井上延过多增 加成本及高深溜井的管理维护难度，第三、第四出矿 分层通过充分利用已上延溜井，上下分层共同使用 来满足使用要求。但因溜井离运输分层距离较近， 生产组织难度大，需增加储矿量。经分析，对各溜井 从运输层至第三出矿层的直径扩刷至４．２ ｍ（原直 径３ ｍ）是可行的。但在实施过程中，各溜井下段平 面联道工程还有相当长的距离，部分溜井振机还未 安装，很难利用溜井系统进行排碴。由此制定了详 织振机安装。溜井上延因分段施工，采用普通法进 行掘进。为保证施工安全，采用“先下后上”的分段 施工原则，采用先导小井，再刷大成井的方法进行施 工，主要工序有搭设工作台、钻眼爆破、装岩，辅助工 序则有撬浮石、通风、接管线等。 ４ 溜井管理 大红山在高深溜井的使用过程中，为了提高溜 井的效率，避免对持续稳定的生产造成影响，采取了 一些管理措施，主要有： （１）设置溜井口车挡（采区内设置泄水孔），避 免积水流人溜井； （２）为减少对溜井振动放矿机和放矿口的破 坏，严格控制溜井存矿高度大于１０ ｍ； （３）下达溜井放矿指令后，应确保各溜井每班 放矿一列车以上，以防止溜井堵塞； （４）矿石尺寸≥８５０ ｍｍ的大块须铲到指定地 点集中进行二次爆破，不允许放人溜井； （５）出矿时溜井口原则上不予喷水，粉尘浓度 大时需作喷雾式洒水装置； （６）为确保出矿安全，溜井位置应配置照明、警 示灯、警示牌及安全护栏等。 ５ 溜井大修 盲溜井大修的安全措施是临时性的措施，待溜 井大修作业完毕后需拆除，以保证溜井的功能正常 使用。大红山通过施工工艺摸索、方案优化，安装可 行性研究，形成了一套可行的盲溜井大修操作法。 与传统的施工方法相比，该工艺在保证溜井大修工 程质量、安全、工期上有明显的优势，可使盲溜井大 修施工工效得到大幅提高，同时可大幅度节约成本。 盲溜井大修安全措施主要是在大修的溜井上部 两个分段高度处，先将矿石填满，然后在最上面的分 段高度处溜井井筒上方悬挂溜井专用安全气囊，利 用溜井里面的矿石作为支撑，按照一定的安全倾角 搭安全棚，安全棚用槽钢铺满整个溜井井筒断面，上 面用竹筏加铺。然后继续下放矿石到该安全平台的 下分段，在该分段浇注混凝土加锚杆平台，浇注的时 候预留ＰＶＣ管炮孑Ｌ和通风口，通风口兼做安全气囊 挂绳孔口。待混凝土平台养护凝固好后，下放溜井 井筒内矿石至放空。放空后在检修位置上方悬挂安 ８ 采矿技术 全气囊即可开始溜井的大修作业。 盲溜井大修安全措施主要由安全气囊、槽钢安 全棚、混凝土安全平台、通风散热系统组成。其中安 全气囊为专用安全气囊，从国内专业厂家定制。槽 钢安全棚由锚杆固定在分段口和井筒壁上，安全棚 的横担由工字钢组成。混凝土安全平台为Ｃ３０标 号混凝土加锚杆浇注在分段口井筒内。 如图２所示，实施过程中将整个盲｝留井安全措 施分成３段完成，即３８０～４００ １１３＿、４００～４２０ ｍ、 ４２０～４４０ ｍ。每一段的安全措施都起着不同的作 用。整个安全措施施工从上往下采用流水作业，先 在４２０～４４０ ｍ悬挂专用安全气囊，待安全气囊正常 发挥作用的时候，再在４２０ ｍ分段搭建槽钢安全棚， 待４２０ ｍ分段槽钢安全棚搭建好后，再在４００ ｍ分 段浇注混凝土安全平台，待到混凝土安全平台养护 好后将４２０～４４０ ｍ的专用安全气囊悬挂在３８０～ ４００ ｍ分段之间。 图２溜井大修工艺 在大修的溜井上部两个分段高度处分别作安全 措施，溜井上部更高处片帮等坠落物下落时通过第 一平台缓冲作用，对第二平台的冲击力大大减小，当 坠落物因块度大等各方面的原因，第二平台也不能 发挥作用时，溜井井筒上方悬挂的安全气囊进一步 起到缓冲作用，同时在听到冲击异响后，利用安全气 囊被异物打通后放气的时间现场维修人员能安全撤 离。将矿石填满至最上分段高度处，利用溜井里面 的矿石作为支撑，按照矿石自然堆积的安全倾角搭 建上分段安全棚，操作便利、可行。再向下分段继续 下放矿石到相应的操作平台，依次进行，操作有序、 合理。因浇注后上下完全封闭，在浇注混凝土加锚 杆安全平台时预留ＰＶＣ管通风口，通过预留孑Ｌ可形 成上下贯穿风流，有利于通风，同时因安全气囊上方 需要用绳索悬挂，预留孔可兼作悬挂绳道，另此预留 孑Ｌ也可作为大修完成后拆除安全平台的爆破自由 面。充分利用了操作平台的有限空间实现操作使用 功能上的完备性。混凝土平台凝固养护好后，放空 溜井井筒内矿石，并在维修工作面上方２—２．５ ｍ高 处用绳索悬挂安全气囊，此安全气囊采用高强度合 成纤维织物双面涂覆高性能橡胶经缝纫、粘合制成， 具有高强抗冲击性能、耐磨、可任意折叠等特点。安 全气囊除作为安全缓冲作用外，还可阻挡粘附在本 段溜井壁上的碎石堕落。 大红山２０１０年初主要对３个溜井实施大修，通 过对溜井大修工程实施过程的跟踪、分析与改进，共 节约１１３．２５万元，取得了良好的经济与社会效益。 参考文献： ［１］张阳荣．溜矿天井的防堵与疏通技术［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ． ｃｎｋｉ．ｎｅｔ，２００８． ［２］李雪明，范有才．大红山新模式采矿生产难点解析［Ｊ］．现代 矿业，２０１０，１２（Ｓ）：１４—１６． ［３］程治华，彭家斌，刘晓亮．丰山铜矿主溜井改造技术研究［Ｊ］． 采矿技术，２０１０，１０（２）：１９—２０． ［４］汪太成．狮子山铜矿主溜矿井系统的技术改造［Ｊ］．矿业研究 与开发，２０００，２０（５）：２２—２３． ［５］钟纪胜，黄小红．锡矿山南矿矿石溜井加固的应用实践［Ｊ］． 采矿技术，２００８，８（４）：８７—８８． （收稿日期：２０１１—０４—２１） 作者简介：范有才（１９７９一），男，云南丽江人，工程师，工商 管理硕士，主要从事采矿技术及生产管理工作，Ｅｍａｉｌ： ｆｙｃｌ２２０＠１６３．ｃｏｍ。