三山島金礦快速施工天井的新措施

王元魁，李 陽，張國棟，陳 卓

(山東黃金集團三山島金礦， 山東萊州市 261442)

三山島金礦快速施工天井的新措施

王元魁，李 陽，張國棟，陳 卓

(山東黃金集團三山島金礦， 山東萊州市 261442)

在礦山生產和建設中，天井掘進有著十分重要的作用，特別對于機械化程度高的礦山顯得尤為重要。針對礦山天井掘進速度慢、功效低、成本高、三級礦量不平衡，制約采礦等問題，對傳統(tǒng)的天井掘進方法進行改進，并取得良好的效果。

天井;普通掘進法;改進措施

在礦山的生產和建設中，井巷工程量很大，尤其是天井、溜井，不僅工程量占有很大比例，而且機械化程度低、施工難度大、速度低、危險性高。其掘進速度快慢直接影響生產礦山的三級礦量平衡和建設礦山的投產。因此，提高天井的掘進速度，對縮短礦山建設時間，保證生產礦山穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展，降低礦山成本具有十分重要的意義。

1 生產概況

山東黃金集團三山島金礦有直屬、新立、平里店3個礦區(qū)。由于平里店礦區(qū)礦體薄、儲量小、礦體賦存條件不同、開采工藝不同，故不贅述。

該礦是一個現代化的大型黃金礦山，直屬和新立礦區(qū)是主要的生產礦區(qū)，采礦方法均為上向機械化點柱全尾充填采礦法和上向盤區(qū)采礦法。直屬采礦車間用瑞典產Mercary－F鑿巖臺車打眼;ST－2D(1.5 m3)、ST－3.5(2.7 m3)、ST－710 和 ST－6C(4.0 m3)、芬蘭產 TORO301P(2.7 m3)，金興 JXCY－2A(1.5 m3)鏟運機裝礦;瑞典K635E(35 t)電卡，MT－413(11.8 t)柴卡，美國AsjK－12(12 t)柴卡運礦;法國產Mercary－B錨桿臺車施工錨桿支護。平巷掘進采用瑞典產Mercary－F鑿巖臺車打眼，天井掘進用7655鉆機打眼;分別采用ST－2D，ST－3.5，ST－6C，ST－710和金興 JXCY－2A鏟運機裝巖(礦);瑞典產MT－413和美國產Asjk－12柴卡運巖(礦)。新立礦區(qū)采掘打眼均為7655鉆機，采場裝礦為WJD－0.75(0.75 m3)鏟運機，采掘運輸為ZK－6/250和 ZK3－6/250－2架線電機車運礦(巖)，平巷掘進裝礦(巖)用0.9 m3扒斗裝巖機，采場及掘進錨桿支護用7655鉆機，采場長錨索支護用YZG－90鉆機打眼。以上兩礦區(qū)采場掘進均采用7655鉆機打眼，人工裝礦。

由以上可知:采場和平巷工作面的機械化程度高，而天井掘進機械化程度低，掘進速度慢，制約了采掘平衡。因此，急需采取措施，加快天井掘進速度，以達到三級礦量平衡。

2 普通法掘進天井技術的改進

天井掘進速度主要取決于合適的循環(huán)進度、排煙的速度、支護的快慢和出渣的速度，而鑿巖爆破和運渣工作基本相同［1］。我礦普通法掘進天井的改進方法如下。

如圖1所示［2］，可設巖面間和梯子間，在天井兩幫鉆成對稱的兩組炮眼。炮眼與水平眼的夾角為10°，用Φ32×600 mm螺紋鋼插入，圓鋼外焊上帽，然后在天井四壁放4根直徑大于150 mm的圓木，在靠近工作面的地方搭兩層平臺，間距2 m。一個作為工作平臺，另一個作為安全平臺，防止工作臺塌落;每掘進3 m移動一次平臺。梯子綁在緊靠井壁的橫木上，梯子橫梁緊靠巖壁一面，以免放炮帶下的巖石砸折，風水管用鋼管綁在橫木上。

圖1 改進的普通法掘進天井示意

支護工負責支護平臺、吊鑿巖機、安裝風水管、綁扎梯子。支護用的木料都要去皮。運料的工具是滑輪，滑輪按在工作平臺上，人在安全平臺上吊材料、工具。以上工作在半小時內完成。

鑿巖工負責打眼、放炮，一般打3.2 m深的眼，裝藥后，用非電導爆管秒雷管引爆，之所以不用毫秒雷管引爆，主要是毫秒雷管間隔時間太短，炮響集中，崩落的礦巖集中下落，容易砸壞梯子，橫木風水管等。而用秒延期雷管起爆，除掏槽眼同時起爆外，其余多炮孔起爆時間間隔較長，對梯子、橫木、風水管破壞極小。爆破前，把工作臺和安全臺的木板放在緊靠兩側天井井壁上，以免被破壞［3］。

鑿巖、爆破、通風共用9 h，天井掘進在20 m以內時，用壓入式通風，天井掘進大于20 m時，通風人員佩帶氧氣呼吸器，以縮短通風時間，提高通風效率。由于炮煙往下排時，幾乎無平臺之類的阻擋，改進后的通風，比傳統(tǒng)的通風速度快3倍以上。另外，將原來人工扒渣改為采用z－20W 0.3 m3裝巖機，提高裝巖速度4.5倍。將原來循環(huán)進尺1.8 m提高到3.0 m，并提高了炮眼利用率，相對縮短了生產準備、通風、爆破時間，提高了有效作業(yè)時間和單位時間進尺率。

跟傳統(tǒng)的普通法相比，改進后的天井掘進法有如下優(yōu)點。

(1)通風速度快。由于沒有障礙物阻擋炮煙，半小時內可排完炮煙［4］。

(2)支護時間短，節(jié)約支護材料。除了工作臺、安全平臺用木板外，其他沒有用木板的地方。而傳統(tǒng)的普通法掘進天井，要用大量的木板，把人行間與巖石間隔開。橫木由于緊靠井壁，消耗少，并可多次循環(huán)使用，鐵橛子也可循環(huán)使用。由于這種方法不設巖石間與人行間，木材節(jié)約2/3以上。由于循環(huán)進尺加大，支護工作少，因此節(jié)省支護時間。

(3)掘進速度快。由于支護、排煙、裝渣時間短，每天可保證兩個循環(huán)，每循環(huán)進尺由1.8 m提高到3 m，每天由一個循環(huán)提高到兩個循環(huán)，每天平均進尺由1.8 m提高到6 m，月平均進尺由54 m提高到180 m，提高效率3.33倍。

(4)降低了掘進成本。由于縮短了通風時間，降低了通風費用;由于加大了循環(huán)進尺，降低了炸藥、導爆管單耗和支護材料用量。由于使用了裝巖機，提高了裝巖效率，降低了掘進工人工資，降低了單位進尺成本。經過對29條天井的核算統(tǒng)計，平均成本比傳統(tǒng)的普通法節(jié)約48.01%［5］。

(5)安全可靠。改進的掘進法與傳統(tǒng)掘進法一樣安全。在29條天井掘進過程中沒有發(fā)生過一起重傷事故，千人輕傷率控制在國家規(guī)定的7‰以內，無人失手從梯子墜落，工作臺和安全臺也從未塌落。

3 結論

改進后的天井掘進法是成功的。在保證安全的前提下，其通風速度快、支護時間短、節(jié)省支護材料、掘進速度快，而且成本低，解決了三級礦量不平衡問題，值得同類礦山借鑒。

［1］ 中國礦業(yè)學院，等.井巷工程［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1980.

［2］ 齊廣金，李少榮，王根法.改進的普通法掘進天井技術［J］.黃金，1992，13(10):30－31.

［3］ 崔德文，等.黃金礦山實用手冊［M］.北京:中國工人出版社，1990.

［4］ 賽云秀，馬寶彥，王根龍.千米斜井快速施工［J］.建井技術，2000，13(3):5－7.

［5］ 秦法彩，李文生.暴雨山礦斜井井筒快速施工［J］.建井技術，2000，21(4):10－12.

2011－06－21)

王元魁(1983－)，男，山東萊州人，助理工程師，主要從事礦山地質技術的研究，Email:wyk08@foxmail.com。