单主溜井矿山中段转换过程矿石溜放技术改进

牛金廷 张执强 尹占辉 白永刚

(中国华冶科工集团天津第三分公司)

单主溜井矿山中段转换过程矿石溜放技术改进

牛金廷 张执强 尹占辉 白永刚

(中国华冶科工集团天津第三分公司)

保国铁矿黑山矿采用单主溜井提升矿石，在中段转换过程中，上下中段同时出矿，粉尘较大，作业环境恶劣，同时矿石对上一中段井壁冲击较大，易破坏井壁，造成堵井。为了改善作业环境，保证矿石产量，黑山矿区在180～120 m中段转化过程中增加措施溜井，封堵原溜井，促进了中段平稳转化，保证了中段转化过程中企业效益，为同类工程施工积累了宝贵经验。

单主溜井 中段转化 措施溜井 反井钻机

目前，相当数量的中小型矿山企业为了节省基建投资，设计单条主溜井(矿石溜井)作为整个矿山(采区)矿石溜放的唯一通道，各中段矿石卸载站通过一段分支斜溜井(斜脖子)与主矿石溜井联通，作为该中段矿石溜放通道。这种设计的优点是节省基建主溜井的投资；缺点是上、下中段过渡时期同是出矿溜矿期间，为解决下中段顺利卸载溜矿，须将主矿石溜井井位放至下中段分支斜溜井与主溜井联通以下位置(下中段卸载矿石溜放缓慢，甚至溜放不动)，形成一个中段以上高度空井段高差，造成上中段下放矿石对主溜井井壁的巨大冲击破坏(岩石不稳条件下破坏情况更为严重)，同时高落差放矿产生强大气流冲击，造成粉尘污染。因此，需要采取措施改进上述矿石溜放工艺，解决单主溜井矿山中段转换期间的溜矿问题。

1 工程概况

保国铁矿黑山矿矿体赋存条件复杂，围岩较差，采用分段空场法，中段高60 m，采用单条主溜井作为整个矿山矿石溜放的唯一通道，废石由副井提升，目前处于+180～+120 m中段过渡转换时期，存在以下问题：①由于岩石较差，+180 m中段在出矿过程中主溜井已经出现塌落，为了防止继续塌落一直将主溜井井位控制在+180 m水平以下10 m 左右的位置；②+180，+120 m中段同时出矿，共用主溜井，需要把主溜井井位降至+120 m水平以下，则+180 m中段出矿过程中主溜井井壁会受到严重破坏，主溜井大面积塌落，会堵井；③高空段主溜井卸矿产生的气流造成+120 m水平卸载站粉尘增加，作业环境恶劣；④主溜井距主井较近，如不采取有效的措施，任其塌落，可能会破坏主井提升系统。

2 解决方案

根据黑山矿三级矿量的保有情况，要保证+180 m 中段能够顺利向+120 m中段过渡，且持续稳定的生产，需要在120～180 m水平增加一条措施溜井，这样120～180 m中段原主溜井井壁将完全暴露，由于溜井井壁岩石较差，将会继续塌落，而且主溜井距主井净距离仅为7.5 m。为防止主溜井与主井塌通及大块废石堵井，对120～180 m水平原主溜井进行充填封堵。

根据现场地质条件新措施溜井布置在2#穿脉矿体中，溜井直径为2.5 m,井深60 m,井口采用C20混凝土浇筑，原120～180 m水平主溜井在119～129 m用C20混凝土浇筑，129 m水平以上用矿石将主溜井充填。见图1。

3 施工过程

3.1 卸载硐室施工

为了保证溜井施工时采用的反井钻机能够正常安设及施工安全，先采用小断面施工一措施硐室为反井钻机安设提供便利条件，待溜井工程施工完毕后，再将措施硐室刷大至卸载硐室设计要求，施工过程中根据围岩条件及时支护。见图2。

3.2 溜井施工

采用AT1500型反井钻机施工溜井[1]，速度快，安全性高。该机反井最大可达120 m，导向孔直径为250 mm，扩孔直径为1 200 mm。利用措施硐室，安设反井钻机，进行导向孔和扩孔作业，然后自上而下正向刷大，渣石落到下一水平。采用1根φ18 mm×130 000 mm提升线，1根φ1 mm×120 000 mm测量垂线，2根φ26 mm×130 000 mm吊盘线，24 m I25a工字钢封口盘梁，2根I32a悬吊钢梁，1台5 t提升绞车，2台10 t吊盘绞车,1付吊篮，1座吊盘。见图3。

图1 溜井封堵示意(单位：mm)

图2 卸矿硐室设计(单位：mm)

图3 反井钻机施工示意

3.3 卸载站安装

在卸载站安装前，要将电动葫芦安装好，以备卸载设备的吊装。为了保证坑内曲轨施工安全和安装需要，在坑内将其封闭。利用电动葫芦下放4根φ150 mm圆钢，圆钢两端焊于两侧坑壁的钢板上。用3.2 m长I14a槽钢铺设在工字钢上，槽钢间距为1 m，用5 mm花纹钢板铺满槽钢；将曲轨基础验收后，用电动葫芦将其吊装在基础上，用垫铁找平找正，用连接板将四周焊接牢固；固定地脚螺栓，灌浆时应振动捣实，地脚螺栓不得歪斜。

3.4 振动放矿机安装

在振动放矿机上方注吊装锚杆，分段吊装振动放矿机机架、台板。

4 劳动组织及主要施工设备

本项工程工序复杂，技术质量要求较高，在生产中需要各工种和各部门的密切配合，方能保证施工的顺利进行，人员配置见表1，主要施工设备见表2。

表1 人员配置 人

凿岩工爆破工装岩机司机推车工支护工拌料工钳工电工技术员测量员质量员42265261221

5 技术保障措施

5.1 溜井封堵技术要求

在封堵溜井前，先将矿石溜放到需要封堵的位置，即180 m水平卸载站联巷底板位置，为防止浇筑混凝土时矿石结块，混凝土浇筑前先在矿石上垫一层500 mm厚的中砂，浇筑500 mm厚时再铺设钢轨，钢轨超出井筒2 m。待混凝土强度达到设计要求后再充填矿石。

5.2 测量放线

在安装前要找出巷道中心线、纵向中心线、轨面标高及设备安装轴线和标高，对基础螺栓孔、标高等尺寸进行校核。

表2 主要施工设备

5.3 光面爆破

在硐室开挖过程中，将掘进工作面超前一茬炮的距离，然后光爆层再与掘进工作面同时向前推进[2]，使光面层始终落后掘进面两茬炮的距离。光爆层厚度可取700～1 000 mm，在轮廓线上布置加密的周边孔，炮眼间距确保400～600 mm，从而减弱爆破对原岩体的破坏作用。拱顶浮石及时检撬，保证施工安全。

5.4 喷混凝土支护

施工前，先用高压水冲洗受喷面，对岩面及时喷混凝土封闭，使其能快速提供连续支撑力，改变围岩的受力状态，阻止变形的发展，避免围岩松散，减少围岩风化冒落。在岩石破碎或不稳定地段，采取锚喷或锚网喷支护形式，大大降低了潮湿空气及地下水对岩体的侵蚀和由此伴生的潮解、膨胀和矿物变质，有利于保持岩体的固有强度。

6 结 语

在黑山矿区180～120 m中段过渡转换中，采用传统施工方法，中段溜井会受到破坏，需要进行整体支护，在井筒中支护安全系数不高且作业效率低，支护期间会造成整个黑山矿停产，预计减产20万t以上。通过中段转化过程矿石溜放技术改进，有效保证了矿石产量，增加了企业效益，同时也为单主溜井中段转化施工积累了宝贵的经验。

[1] 赵兴东.井巷工程[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2] 王运敏.现代采矿手册[M].北京：冶金工业出版社，2011.

2015-06-10)

牛金廷(1983—)，男，助理工程师，122104 辽宁省北票市保国佬镇。