姚澤春
(湖南辰州礦業(yè)股份有限公司, 湖南懷化市 419607)
中小型非煤礦山主要采用斜井開拓方式,斜井在礦山的生產(chǎn)運行中擔負著重要的任務。由于斜井在礦山中的重點地位,從而使得斜井施工速度很大程度上影響了礦山的發(fā)展。
斜井開拓方式適用于緩傾斜礦體,特別是用于開采礦體埋藏深度不大而且礦體傾角為20°~40°的礦床。其特點是施工簡單、中段石門短、基建工程量少、基建期短、見效快,但斜井生產(chǎn)能力低。
根據(jù)斜井與礦體的相對位置,可分為下盤斜井開拓方案和脈內(nèi)斜井開拓方案。下盤斜井開拓方案是將斜井布置在礦體下盤圍巖中,掘進若干個石門使之與礦體相通,然后掘進沿脈巷道或是脈外巷道。這種開拓方式不需要留設礦柱,井筒位于圍巖當中,一般情況下,井筒的維護工程量較少。
脈內(nèi)斜井開拓方案是將斜井布置在礦體內(nèi),斜井靠近礦體下盤的位置,其傾角最好與礦體相同。這種開拓的優(yōu)點是不需要掘進石門,開拓時間短,投產(chǎn)快;開拓過程中可以付產(chǎn)礦石,抵消部分掘進費用;脈內(nèi)斜井掘進有助于進一步探礦。其缺點是:礦體傾角不規(guī)則,尤其是礦體下盤不規(guī)則,井筒難于保持平直,不利于提升和維護;為維護斜井安全,要留設礦柱。只有那些儲量較豐富且礦石價值不高的礦山,才可考慮這種方案。
斜井按其用途可分為主斜井、副井、探礦斜井等。主斜井主要擔負井下的礦石提升、材料下放,是上部主進風井及供風、供電、供水、排水管路通道。副井主要擔負人員運輸、材料下放、主進風井的任務。探礦斜井是井下的最深作業(yè)面,擔負井下的深部探礦工程,直接影響礦山的服務年限。
由于斜井的作用重大,因此斜井的掘進速度很大程度上影響到礦山的任務與發(fā)展前景。
在以斜井開拓為主的礦山中,斜井工程常成為礦山的重點工程,所有其他工程都得以斜井為主,斜井掘進中出現(xiàn)的各種困難成為制約礦山生產(chǎn)的主要問題。
(1)對于同一斜井既要擔負上部的礦石提升,保證上部的正常生產(chǎn),又需加快下延速度,保證探礦進度,延長礦山服務年限,從而出現(xiàn)相互之間的沖突。
(2)處于基建階段的礦山,卷揚房的掘進安裝與井筒的掘進相互影響,從而使得基建工程時間加長,影響投產(chǎn)速度。
(3)部分符合條件,不是最深部探礦斜井單一向下掘進速度緩慢,影響工程建設工期。
(4)斜井井筒掘進過程中與上部中段的掘進相互影響,制約井筒下掘進度。
(5)有的施工隊伍組織不利,斜井下延速度慢,很大程度制約斜井掘進速度,對探礦工程造成一定影響。
面對斜井施工過程中出現(xiàn)的各種問題,可以采取以下方法進行解決。
(1)斜井掘進與提升的沖突。如在斜井向下延深施工的同時,同一斜井的上部需擔負提升任務,在斜井底部最近的一個中段,沿斜井向上15 m左右的位置掘進一小卷揚機房,安裝1.0 m的卷揚,負責提升斜井掘進過程中的廢石。在中段內(nèi)掘進雙車道車場,用于放置斜井提升廢石的存放,礦車數(shù)量保障可裝完斜井掘進一輪炮的廢石量。待斜井井筒掘進廢石提升完畢后,再由斜井上部的大卷揚集中提升車場內(nèi)的廢石。這樣可解決斜井掘進與提升之間的沖突,如圖1所示。

圖1 斜井掘進中布置臨時小卷揚房及下部雙車道車場
(2)卷揚房擴刷安裝工程與斜井井筒掘進的沖突。在卷揚房的上部車場先安裝一臺施工小卷揚,可有效解決兩者之間的沖突。由于小卷揚的提升速度慢,剛開始掘進井筒時,提升的矩離短,不會影響提升速度。在小卷揚的后方,掘進斜井設計的卷揚房。這樣斜井的掘進與卷揚的安裝不會出現(xiàn)沖突,大大縮短了斜井的建設工期,如圖2所示。

圖2 車場上部施工小卷揚的設計
(3)部分符合條件的斜井,向下掘進速度慢。由最深部探礦斜井掘進施工斜井的聯(lián)絡道,多中段施工,先掘進下部的車場,然后由下向上掘進斜井井筒,從而大大提高斜井的下延速度,很大程度上節(jié)約了斜井的建設工期。
(4)斜井井筒掘進與上部中段的巷道掘進相互影響。在兩個相鄰中段的車場附近掘進中段溜井,上部中段的掘進巖石可通過溜井進行存放,斜井提升完井筒掘進的廢石后,在斜井打鉆的空隙集中提升上部溜井的廢石,從而可有效解決同一斜井井筒掘進與上部中段探礦的相互制約,如圖3所示。

圖3 上部中段施工溜井的設計
(5)斜井施工隊伍組織不利,斜井下延緩慢,影響斜井進度。合理組織施工隊伍,實行斜井施工循環(huán)作業(yè),由兩班掘進隊組作業(yè)。斜井中的出渣與打鉆進行分工,每班人員通過井下電話聯(lián)系,一班作業(yè)完成后,另一班人員立即進入現(xiàn)場進行作業(yè)。通過積極的溝通,合理的安排,可大大加快斜井井筒的掘進速度。另外,采取合理的激勵措施,也可大大提高作業(yè)人員的工作積極性,提高作業(yè)效率。
(1)同一斜井在向下延深施工的同時,若又需擔負其他提升任務,可通過增加小卷揚房解決相互的沖突;施工過程中小卷揚房上部一定要安裝擋車裝置,保證斜井掘進過程中的安全。
(2)盡量創(chuàng)造條件進行斜井的上掘,斜井上掘的掘進速度要明顯大于下掘進斜井的速度。
(3)斜井上掘時,可安排多中段同時向上掘進,可大大縮短斜井的建設工期。
(4)斜井施工中,要安排專職的管理人員,負責施工過程的協(xié)調(diào),減少不同工種之間的影響。
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