有色金属竖井开拓技术及应用实践探究

林垂焕

摘 要：在我国国民经济的高速发展过程当中，对于有色金属的开拓领域也属于一个相当重要的领域，在有色金属的开拓领域当中，最重要的就是对竖井进行良好的延伸，因此在对竖井进行开挖的过程当中，要根据实际情况来有效提升竖井延伸速度的同时，也要确保对有色金属的开拓。文章首先对有色金属竖井开拓工程进行了概述；其次对于有色金属的竖井开拓技术的应用进行了详细的分析与探究。

关键词：有色金属；竖井；开拓技术；应用

中图分类号：TD175.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0039-02

在矿山建设的过程当中，竖井的开挖属于其中一项重要的工程，在整体工程当中，井筒的装备可以对矿井的高速安全运行产生极其重要的作用。近些年，随着采矿技术的不断发展和开采水平的不断提升，因此在对有色金属的竖井开挖方面，也需要在速度和容器方面进行全方位的提升。在此基础上，就需要对井筒装备的设备、计算以及安装工艺进行全方位的提升，从而全方位提升对有色金属的开拓技术。

1 有色金属竖井开拓工程

在现阶段，我国的矿山生产过程当中，一般都采用竖井延深的方式来进行开采，主要表现形式为井筒的方式。竖井开凿和竖井延深是有着本质意义上的不同的，在对有色金属的开凿方面也有着自身的特性。在竖井延深的过程当中，井下的岩石是相对较硬的，在稳定性方面是良好的，具有无瓦斯以及涌水量较小的特点，因此为施工提供了相对便利的条件。

与此同时，井型也是相对较小的，在井筒上的断面相对较小，因此在施工量方面也就变小了，有利于施工工期的缩短，从而有利于施工成本的节约。并且井筒的设备都已经是定型的，在设备的性能以及运行方面的特点都是具有一定的熟知度的，对于竖井的延深方面有着极其有利的条件。

值得注意的是，在进行矿山的竖井延深的时候，要避免和正常的采矿生产开挖产生冲突的情况。对于竖井延深的时间要进行科学的掌握，不可以提早，也不可以延后；如果提前就会影响正常的采矿生产；如果延后，则会影响对矿山整体的采矿。并且在技术方面也要进行科学合理的设计规划，在有效节约施工成本的同时，还要做到开采量的最大化。如果在进行延深的竖井当中出现了设备陈旧的情况，就需要进行拆除以及更换和检修，从而保证采矿过程的安全性能。

2 有色金属的竖井开拓技术

在我国的矿山开采的主要方式当中，竖井开采属于一种重要的开采方式，立井井筒的工程在施工方面较为复杂，作业场所也是相对狭小的。在我国的竖井井筒的施工当中，主要体现在传统的煤炭、冶金、有色和非金属矿山行业当中，在近些年当中其他行业也逐渐采用了竖井井筒的施工开拓方式。在竖井普通的凿井工艺方法当中，主要由单行平行法、平行作业法以及混合作业法这三种类别。竖井的开拓施工技术方面主要由冻结法、钻井法、沉井法、注浆技术以及混凝土帷幕法等各种方法。

在竖井的施工方案当中，如果利用竖井延伸的方案进行施工的话，一般情况下是在半停产的状态下进行的，也可以称之为反井期间的不停产施工，对其进行大喷砌和井筒装备的安装。在这个过程当中需要保证生产在不受到相关影响的同时，尽量将施工的周期缩短，并且还要保证施工方案的安全可靠性能。在此基础上，提出了4种施工方案，分别是自上而下开拓斜井、自下而上反井方框支架延伸法、自上而下竖井延伸法以及自下而上开拓斜井这几种方式方法。

在自上而下的开拓斜井方式当中，在本文当中利用一段400 m中段向下开拓并且角度呈25 °的斜井来进行分析，如图1所示。

竖井开拓也叫立井开拓。有两种方法，即明竖井和盲竖井。明井也叫明竖井，即井口在地表，盲竖井的井口是在平硐或平巷的某个位置，井口无直接露出地表，所以叫盲。两者单价及造价不同。反掘法是利用某个已掘的中段平巷，自下而上进反掘，以加快竖井的井筒掘砌进度，缩短工期。自下而上进行反掘。正掘即自上而下法，但井口锁口段，即表土层段又有几种掘砌方法，如大揭盖法等。

在对有色金属的竖井开拓技术方面，可以分为多种方面的技术来进行分析，分别是工程的技术效果、工程的使用情况以及工程的适用地区这三个方面来进行分析。

在工程的技术效果方面，也可以分为两种方式。第一种方法，反井当中的掘进和井筒的数较大，被广泛应用在有色金属的矿山开采过程当中，利用少量的采矿设备，就可以对竖井的深度进行高效延伸，对于反井掘进方面，在进行装车的时候需要依靠自身的重力来进行下溜装车。利用此种方式，可以达到省时省力的效果，并且在井筒的延深过程当中是不需要进行排水的。另外一种方法，在煤矿的竖井延深当中是经常使用的，需要进行延深辅助水平的开拓，也就是需要进行挖掘一条措施斜井、上下部的车场以及绞车房。并且还要进行通风设备硐室方面的开挖，在开挖辅助方面的设备硐室时是相对复杂的，因此大多用于煤矿竖井的延深当中。

值得注意的是利用此种方式进行采矿的时候，只有当井筒所穿过的岩层不稳定并且渗水量比较大的时候才可以使用。因此，为了克服其中的缺点，进行了改进。在混合井内安装了两套生产提升的设备，即单罐笼、平衡锤以及双箕斗。在生产过程中需要进行辅助水平的设置，在对平衡锤进行调整的时候，单罐笼必须能够下到辅助水平的方向上。在井筒的一侧掘进的位置就可以进行矿车的进入，以此来把矸石装入矿车当中，随后利用罐笼将其提升到地面上方。在井筒的工作面上方的矸石装入吊桶当中，利用在地面上设置的绞车提升到辅助水平位置上，泻入矸石仓上，并且将其装入到矿车当中，之后就可以牵引绞车来将装有矸石的重车拉入到过道岔当中，重车在下降的过程当中依靠自身的重力再加上坡度的作用，就会滑行至罐笼当中，最后将其提升到地面上方，完成采矿的整个过程。其整体的原理图，如图2所示。

在工程的使用情况方面，就我国的矿山开采方面来说，有色金属的使用是不多的，因此对于有色金属的矿山方面作业大多都是中段作业的方式，在一个出矿系统当中通常则是由几个中段来共同构成的，因此对矿山竖井进行一次延深的话需要进行3到4个中段的开挖，总深度可以达到180 ～240 m左右。

并且还可以利用从上到下的方式进行延深，在延深方面还有多种形式的，比如预留、利用梯子间以及利用生产提升间等。在现阶段我国国内的金属矿山方面的使用范围还是相对较少的，国内一般都采用梯子间的形式来进行延深。由于在国内的矿山井筒当中，属于永久性的设计，对于专用的延深间隙是不会进行专门的预留，并且用于生产提升间还没有被重视，因此广泛采用梯子间的方式。梯子间的断面是很小的，其断面只能允许一个0.3 ～0.5 m的小吊桶进行下设。利用此种技术，提升能力是相对较小的，并且由于断面过小井筒的延深速度也是不会很高的。

3 结 语

综上所述，在对有色金属进行开采的过程当中，需要根据实际情况来选择不同的方式进行开采。

与此同时，还要对竖井深部的温度保持足够高的重视度，选择合理的通风系统以及加强井下的通风管理，从而做到有效降温。在此基础上，由于地形地质以及性质不同的矿井在热负荷方面的差异也是相当大的，在对其进行降温治理的时候还需要因地制宜地选择不同方式的治理方式，从而加大对有色金属的开采量。

参考文献：

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