地面下料孔在礦井中的應用

摘要：通過從地面直接施工下料孔，并在井下和地面配套相應的工程，解決了礦井建設和生產過程中的輔助運輸問題，為礦井建設和生產帶來了便利，保證礦井安全生產。

關鍵詞：下料孔 礦井 應用

中圖分類號：TD26 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0073-01

礦井輔助運輸從地面至井下一般為罐籠、軌道運輸和無軌膠輪車運輸，井下一般采用軌道或無軌膠輪車運輸。無論采用哪種形式，均不能實現材料的連續下放，直接影響到井下生產的連續性。目前，井下巷道多采用錨噴支護，噴漿材料中使用的石子、砂子的量非常大，從地面運送到井下，需幾公里或幾十公里路程，給礦井輔助運輸帶來很大壓力，當工作面安裝、回收期間，大量設備要下放或回收，更顯現出輔助運輸的緊張，給礦井安全生產帶來更大壓力。

1 工程概況

礦井位于寧夏東部靈武市境內，礦井設計生產能力800萬t/年，井田的總體構造形態為一走向近NS的東西兩端為逆斷層所限的斷裂構造較發育的向背斜構造。先期開采地段，背斜軸部地層較平緩，沿走向為一寬緩的背斜，地層傾角一般小于10°，只是在靠近斷層附近，受斷層影響，地層傾角變大，一般20°左右。主要可采煤層為4-1、4-2、4-4、6、10、12、17，劃分為四個煤組開采，一組煤為4-1、4-2、4-4煤，二煤組為6煤，三煤組為10、12煤，四煤組為17煤。首采煤層為4-1煤，煤層最大厚度5.52m，最小厚度1.21m，平均厚度3.80m。礦井采用斜井開拓方式，輔助運輸為膠輪車運輸。

東11采區在4-1煤布置有三條大巷，分別為回風大巷、運輸大巷、輔助運輸大巷，設計掘進斷面20.9m2，凈斷面17.3m2，均為錨網噴支護。共設計下料孔2個，承擔噴漿和地坪施工材料的下放任務，主要下放噴漿混凝土和地坪混凝土所使用的干料，主要是石子和砂子的分類材料和混凝土使用的混合干料。地面標高+1360m，1號下料孔落底標高為+1250m，孔深110m，2號下料孔落底標高為+1046m，孔深314m。

2 地面下料孔建設

2.1 下料孔施工

下料孔施工采用MWD無線隨鉆跟蹤測量，邊鉆進邊測量，采用三徑逐級擴孔鉆進方式。采用二次開孔成井的方法，一開采用人工開挖至第三系紅土層以下0.5m，下入￠800mm護孔管，水泥砂漿固井，二開采用￠215.9mm鉆頭定向施工，然后逐級擴孔，共分三次，分別為￠311.15mm、￠444.5mm、￠558.8mm。擴孔完成后，下入￠377mm×14mm陶瓷內襯耐磨無縫鋼管，套管連接方式為對焊加拉筋片焊接加固，采用固井車進行水泥封固。

2.2 井下下料硐室施工

根據工程建設需要，1號下料孔硐室布置在4-1煤水平（+1235m），為1號下料孔向4-1煤集中大巷下料服務。2號下料孔硐室、3號下料孔硐室分別布置在4-1煤水平（+1235m）和+1046m水平井底車場，為2號下料孔分別向4-1煤水平（+1235m）和+1046m水平井底車場下料服務。同時2號下料孔滿足6煤、10煤、17煤施工集中大巷及開采時下料需要，在二、三、四組煤集中大巷布置下料孔硐室。下料孔硐室與巷道布置關系圖見圖2。

下料孔距設計巷道一幫距離為3m，保證設計巷道與下料孔采用下料孔硐室貫通。下料孔硐室斷面為21m2，凈寬5m，凈高4m，深6m，采用錨網噴漿支護。

為解決下料孔堵塞的問題，需在下料孔內穿入一根￠18mm的鋼絲繩，地面采用JH-8型絞車牽引，在下料孔硐室端掛溜子刮板或其它替代物體，在發生堵塞時，采用絞車牽引疏通。為滿足2號下料孔在中部（+1235m）能夠卸料，需在2號下料孔硐室位置將下料管切斷，并安裝一個連通裝置，在下放至2號下料孔硐室時打開，在下放至3號下料孔硐室時連通。

2.3 地面下料場地建設

為滿足地面各種下放料的存放，還需在地面建設下料場，主要設施為拌料區、料場（5～10mm碎石、2.3～3.7mm碎石、砂子分類存放）、水泥庫、庫房、值班室、鍋爐房、圍墻。安裝設備主要有PLD1600混凝土配料機、JD-8型絞車、小型鍋爐。為防止冬季材料凍結，料場區搭投保溫棚。

3 經濟比較

3.1 地面下料孔建設費用

（1）1號下料孔120萬元，2號下料孔180萬元。

（2）下料孔場地建設每個65萬元。

（3）設備投入每個8.5萬元。

（4）共計投入447萬元。

3.2 經濟效益分析

按每年掘進巷道8000m，平均斷面積15m2計算，每米巷道噴漿量為1.3m3，地坪1.8m3，每年需要下放材料2.48萬m3。采用膠輪車運輸到井下運距5.5km（只計算地面至井下下料孔的運距），每年節約油料約60萬元。維修費用估算為80萬元。合計140萬元。

按節約人員投入30人，節約人工工資約20萬元。

按此計算，地面下料孔建設費用2.8年即可收回，如果從建井初期就開始建設，在礦井建設期間，所節約的直接費用即可收回，在礦井生產后，每年可節約成本160萬元。

4 結語

（1）下料孔的建設徹底解決了礦井輔助運輸的壓力，減緩了礦井安全生產的壓力，使礦井在提高生產能力時，有足夠的輔助運輸能力。

（2）下料孔的使用，節約了生產成本，提高了經濟效益。

（3）在實際使用過程中，可能發生下料孔堵塞事故，需制定相應的防止堵塞的專項安全技術措施，來保證正常使用。

（4）下料孔適用于下放混凝土混合干料和分類材料，但不能下放混合濕料，是下料孔使用的一個缺陷。

目前，下料孔的使用已在寧東礦區全面推廣使用，緩解了礦井輔助運輸的壓力，為礦井建設和生產帶來了便利，給礦井安全生產帶來了強有力的保障，也創造了很好的經濟效益。