地下矿山开拓方案比选浅谈

薛江波

（山西省第三地质工程勘察院， 山西 晋中 030600）

地下矿山开拓方案比选浅谈

薛江波

（山西省第三地质工程勘察院， 山西 晋中 030600）

矿床开拓方案比选是在矿山建设过程中需要完成的一项重要工作，合理选择开拓方法，在满足技术可行条件下，有利于缩短建井工期，减少投资。以实际开拓方案比选为例，介绍分析开拓比选方案重点和要点。

开拓方案 竖井开拓 斜坡道开拓

矿山开拓系统为矿山基本建设工程，其投资及施工期均占有相当大的比重，它是一项对矿山生产具有长远影响的矿山总体布置。按照井巷形式的不同，常用的开拓方法有：平硐开拓、斜井开拓、竖井开拓、斜坡道开拓及联合开拓。

在条件允许下，优选选择平硐开拓方案。其施工方法、设备简单，投资小，见效快，通风、排水、运输容易。

斜井开拓适用于缓倾斜或者倾斜矿床的开拓。优点：开拓方式较简单，投资小，基建速度快，阶段石门短。缺点：提升能力小，扩产潜力小，提升事故多，运营成本高，管理复杂。

竖井开拓适用于埋藏较深矿床的开拓。优点：提升速度快，扩大潜力大，运营费、维修费用低，便于管理。缺点：基建投资大、时间长，施工工艺较复杂，设备较多，井筒装备施工难度大，井筒下部阶段石门长（尤其是下盘竖井开拓）[1]。

斜坡道开拓有较强的适应性，其施工方便，巷道布置灵活，速度快，施工设备少，硐口位置选择余地大，无轨设备运输机动灵活，运输潜力大。

1 开拓方案

笔者所在矿山，矿体埋藏深度将近230 m。根据矿体赋存情况，可选方案有竖井开拓、斜坡道开拓和竖井+斜坡道联合开拓方案。下面将几种方案进行技术、经济分析比较，以确定合适的开拓方案。

1.1 竖井开拓

竖井开拓系统包括1个主竖井、1个副竖井。阶段高30 m，从上到下分为7个中段。主竖井布置在工业场地附近，主要用于生产提升矿石。规格为圆形，内设单箕斗或双箕斗，提升矿石。副竖井布置在工业场地，主要用于提升人员、设备、材料，兼作进风井。

确定井筒位置后，施工工程探测钻孔，了解工程地质和水文地质情况，为施工收集第一手资料。风井布置在矿体南翼下盘平坦处。主要用于矿井内通风，兼做安全出口。采用单翼对角式通风方式[2]。

井下排水：要求巷道坡度为3‰～5‰，同时砌筑水沟，将水收集到临时水仓内或者收集到副井水仓内。各中段涌水收集至中段临时水仓后，经沉淀净化后用于凿岩、降尘等。涌水收集到副井水仓内，集中排到地表。在开采过程中要注意和加强水文地质工作，随工程进展开展水文地质观测，归纳总结坑内涌水规律，指导将来的井下排水工作。

1.2 斜坡道开拓

斜坡道开拓系统包括1个主斜坡道、1个辅助斜坡道。阶段高30 m，从上到下分为7个中段。

主斜坡道、辅助斜坡道分别布置在矿体东西下盘合适位置。主斜坡道主要作用是从井下运送矿石到地面，主斜坡道不能作为进风口；辅助斜坡道，主要作为无轨采掘设备出入井下的通道，并可运送人员、材料设备，兼做入风井。

由于矿体沿走向方向延伸较长，矿体平均倾角在30°左右，斜坡道采用折反式斜坡道。

主斜坡道的路面，推荐使用块石、石子路面或者混凝土硬化路面。根据施工中揭露的岩层情况和斜坡道使用年限，综合考虑确定斜坡道的支护形式。

风井布置在矿体南翼下盘平坦处。主要用于矿井内通风，兼做安全出口。采用单翼对角式通风方式。

斜坡道开拓的地下运输属分散运输，不宜在井下设破碎系统，直接通过斜坡道用无轨设备将矿、毛石运到地表堆放场，也可以直接运送至选厂储料间。

井下排水要求巷道坡度为3‰～5‰，同时砌筑水沟，将水收集到临时水仓内或者收集到中段水仓内。涌水收集至临时水仓后，经沉淀净化后用于凿岩、降尘等。收集中段水仓内，集中排到地表。

为了保持道路的良好条件，水沟一般采用开敞式，并要定期进行清理，保证通畅，为避免水沟内的水向路基渗透，水沟底板应比路基岩面超深200 mm。

1.3 竖井＋斜坡道联合开拓

竖井—斜坡道联合开拓系统包括1个主斜坡道、1个副竖井或者1个主竖井、1个辅助斜坡道。阶段高30 m，从上到下分为7个中段。

主斜坡道布置在矿体东部下盘合适位置。主斜坡道主要作用是从井下运送矿石到地面,兼运送材料、设备；由于矿体沿走向方向延伸较长，矿体平均倾角在30°左右，斜坡道采用折反式斜坡道。

斜坡道断面采用三心拱形式。斜坡道的坡度取i=15%（坡度8.5°），过渡段减小。为提高行车稳定性，确保行车安全，在斜坡道弯道处应加宽，外侧应加高。每隔100～200 m设置一个会车道，会车道长度为15 m，断面加宽并保证安全间隙。尽量将中段、分段石门入口等处兼作会车道，以减少工程量。

主斜坡道的路面，推荐使用块石、石子路面或者混凝土硬化路面。根据施工中揭露的岩层情况和斜坡道使用年限，综合考虑确定斜坡道的支护形式。

副竖井布置在工业场地，主要用于提升人员、设备、材料，兼做进风井。确定井筒位置后，施工工程探测钻孔，了解工程地质和水文地质情况，为施工收集第一手资料。

风井布置在矿体上盘平坦处，主要用于矿井内通风，兼做安全出口。采用单翼对角式通风方式，风井为斜井。通风网路为新鲜风流从副竖井进入，经各中段石门、运输平巷、穿脉巷、采场天井到达各采场作业点，污风通过天井汇集至回风巷，最终由回风斜井排出地表。

此开拓方式由主斜坡道完成矿石、毛石的运输任务，通过斜坡道用无轨设备将矿、毛石运到地表堆放场，也可以直接运送至选厂储料间。

井下排水要求巷道坡度为3‰～5‰，同时砌筑水沟，将水收集到临时水仓内或者收集到中段水仓内。涌水收集至临时水仓后，经沉淀净化后用于凿岩、降尘等。收集中段水仓内，集中排到地表。为了保持道路的良好条件，水沟一般采用开敞式，并要定期进行清理，保证通畅，为避免水沟内的水向路基渗透，水沟底板应比路基岩面超深200 mm。

1.4 开拓方案比选

根据备选的开拓方案进行技术比较：

竖井开拓的主要优点是投产后运营成本低，生产能力大而可靠；主要缺点是设备、设施复杂，前期投资大，施工难度大，要求有稳定可靠的电源供电，耗电量大。斜坡道开拓的主要优点是施工灵活机动，可边开拓边探矿边组织生产，生产能力接续快，运输工作不依赖电力供应；主要缺点是开拓工程量大，通风困难，运营成本高。竖井—斜坡道联合开拓兼具以上二者的优缺点，机动灵活，适应性强，但投资较大。

考虑到矿山的实际情况，再从井巷工程量和投资方面对三个方案进行比较。竖井开拓井巷工程投资较少，斜坡道开拓次之，竖井—斜坡道联合开拓井巷工程投资最大。但是竖井的井筒支护、装备和配套设备的费用远比斜坡道大，这样最终的投资可能是竖井开拓和竖井—斜坡道联合开拓投资相当，斜坡道开拓相对较少。本方案建议首选竖井+斜坡道联合开拓方案。

2 结论

1）竖井开拓。运输系统集中，提升能力大，生产期运营成本低，但施工难度大，地表工业场地大、配套设备、设施多，井口选址困难，若井口位置向下盘移动，则要加大工程量和投资，延后工期。属一次投资、一步到位的投资形式，在基建期生产性工程无法启动，总工期较长。

2）斜坡道开拓。地表设施较少，施工简单，灵活机动，可边开拓边探矿，容易形成早期生产能力，井巷工程可以根据需要分批次投入。但由于主要使用无轨设备，油烟污染严重，通风效果较差。

3）竖井＋斜坡道联合开拓。兼具以上二者的优缺点，机动灵活，适应性强，竖井系统和斜坡道系统能够分开独立组织施工，最后进行贯通，对测量工作要求较高。

[1] 吴统顺.采矿手册[M].北京:冶金工业出版社，2008.

[2] 张成祥.地下矿山斜井与竖井开拓及提升方式的比较分析[J].采矿技术，2003（9）：23.

（编辑：苗运平）

Discussion on Selection and Comparison of Underground Mine Development Scheme

Xue Jiangbo
（Shanxi Third Geological Engineering Exploration Institute,Jinzhong Shanxi 030600）

The selection and comparison of deposit development scheme is an important work in mine construction process.In meeting technical feasibility conditions,reasonable choice of development methods shortens construction period and reduces the investment.Takingthe actual selection and comparison ofdevelopment scheme as an example,the key points of it are introduced and analyzed.

development scheme,shaft development,ramp development

TD856.1

A

1672-1152（2017）04-0136-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.04.50

2017-04-25

薛江波（1982—），男，毕业于武汉理工大学，硕士研究生，工程师，从事采矿专业的研究。