有色金屬豎井開拓技術及應用實踐探究

林垂煥

摘 要：在我國國民經濟的高速發展過程當中，對于有色金屬的開拓領域也屬于一個相當重要的領域，在有色金屬的開拓領域當中，最重要的就是對豎井進行良好的延伸，因此在對豎井進行開挖的過程當中，要根據實際情況來有效提升豎井延伸速度的同時，也要確保對有色金屬的開拓。文章首先對有色金屬豎井開拓工程進行了概述；其次對于有色金屬的豎井開拓技術的應用進行了詳細的分析與探究。

關鍵詞：有色金屬；豎井；開拓技術；應用

中圖分類號：TD175.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0039-02

在礦山建設的過程當中，豎井的開挖屬于其中一項重要的工程，在整體工程當中，井筒的裝備可以對礦井的高速安全運行產生極其重要的作用。近些年，隨著采礦技術的不斷發展和開采水平的不斷提升，因此在對有色金屬的豎井開挖方面，也需要在速度和容器方面進行全方位的提升。在此基礎上，就需要對井筒裝備的設備、計算以及安裝工藝進行全方位的提升，從而全方位提升對有色金屬的開拓技術。

1 有色金屬豎井開拓工程

在現階段，我國的礦山生產過程當中，一般都采用豎井延深的方式來進行開采，主要表現形式為井筒的方式。豎井開鑿和豎井延深是有著本質意義上的不同的，在對有色金屬的開鑿方面也有著自身的特性。在豎井延深的過程當中，井下的巖石是相對較硬的，在穩定性方面是良好的，具有無瓦斯以及涌水量較小的特點，因此為施工提供了相對便利的條件。

與此同時，井型也是相對較小的，在井筒上的斷面相對較小，因此在施工量方面也就變小了，有利于施工工期的縮短，從而有利于施工成本的節約。并且井筒的設備都已經是定型的，在設備的性能以及運行方面的特點都是具有一定的熟知度的，對于豎井的延深方面有著極其有利的條件。

值得注意的是，在進行礦山的豎井延深的時候，要避免和正常的采礦生產開挖產生沖突的情況。對于豎井延深的時間要進行科學的掌握，不可以提早，也不可以延后；如果提前就會影響正常的采礦生產；如果延后，則會影響對礦山整體的采礦。并且在技術方面也要進行科學合理的設計規劃，在有效節約施工成本的同時，還要做到開采量的最大化。如果在進行延深的豎井當中出現了設備陳舊的情況，就需要進行拆除以及更換和檢修，從而保證采礦過程的安全性能。

2 有色金屬的豎井開拓技術

在我國的礦山開采的主要方式當中，豎井開采屬于一種重要的開采方式，立井井筒的工程在施工方面較為復雜，作業場所也是相對狹小的。在我國的豎井井筒的施工當中，主要體現在傳統的煤炭、冶金、有色和非金屬礦山行業當中，在近些年當中其他行業也逐漸采用了豎井井筒的施工開拓方式。在豎井普通的鑿井工藝方法當中，主要由單行平行法、平行作業法以及混合作業法這三種類別。豎井的開拓施工技術方面主要由凍結法、鉆井法、沉井法、注漿技術以及混凝土帷幕法等各種方法。

在豎井的施工方案當中，如果利用豎井延伸的方案進行施工的話，一般情況下是在半停產的狀態下進行的，也可以稱之為反井期間的不停產施工，對其進行大噴砌和井筒裝備的安裝。在這個過程當中需要保證生產在不受到相關影響的同時，盡量將施工的周期縮短，并且還要保證施工方案的安全可靠性能。在此基礎上，提出了4種施工方案，分別是自上而下開拓斜井、自下而上反井方框支架延伸法、自上而下豎井延伸法以及自下而上開拓斜井這幾種方式方法。

在自上而下的開拓斜井方式當中，在本文當中利用一段400 m中段向下開拓并且角度呈25 °的斜井來進行分析，如圖1所示。

豎井開拓也叫立井開拓。有兩種方法，即明豎井和盲豎井。明井也叫明豎井，即井口在地表，盲豎井的井口是在平硐或平巷的某個位置，井口無直接露出地表，所以叫盲。兩者單價及造價不同。反掘法是利用某個已掘的中段平巷，自下而上進反掘，以加快豎井的井筒掘砌進度，縮短工期。自下而上進行反掘。正掘即自上而下法，但井口鎖口段，即表土層段又有幾種掘砌方法，如大揭蓋法等。

在對有色金屬的豎井開拓技術方面，可以分為多種方面的技術來進行分析，分別是工程的技術效果、工程的使用情況以及工程的適用地區這三個方面來進行分析。

在工程的技術效果方面，也可以分為兩種方式。第一種方法，反井當中的掘進和井筒的數較大，被廣泛應用在有色金屬的礦山開采過程當中，利用少量的采礦設備，就可以對豎井的深度進行高效延伸，對于反井掘進方面，在進行裝車的時候需要依靠自身的重力來進行下溜裝車。利用此種方式，可以達到省時省力的效果，并且在井筒的延深過程當中是不需要進行排水的。另外一種方法，在煤礦的豎井延深當中是經常使用的，需要進行延深輔助水平的開拓，也就是需要進行挖掘一條措施斜井、上下部的車場以及絞車房。并且還要進行通風設備硐室方面的開挖，在開挖輔助方面的設備硐室時是相對復雜的，因此大多用于煤礦豎井的延深當中。

值得注意的是利用此種方式進行采礦的時候，只有當井筒所穿過的巖層不穩定并且滲水量比較大的時候才可以使用。因此，為了克服其中的缺點，進行了改進。在混合井內安裝了兩套生產提升的設備，即單罐籠、平衡錘以及雙箕斗。在生產過程中需要進行輔助水平的設置，在對平衡錘進行調整的時候，單罐籠必須能夠下到輔助水平的方向上。在井筒的一側掘進的位置就可以進行礦車的進入，以此來把矸石裝入礦車當中，隨后利用罐籠將其提升到地面上方。在井筒的工作面上方的矸石裝入吊桶當中，利用在地面上設置的絞車提升到輔助水平位置上，瀉入矸石倉上，并且將其裝入到礦車當中，之后就可以牽引絞車來將裝有矸石的重車拉入到過道岔當中，重車在下降的過程當中依靠自身的重力再加上坡度的作用，就會滑行至罐籠當中，最后將其提升到地面上方，完成采礦的整個過程。其整體的原理圖，如圖2所示。

在工程的使用情況方面，就我國的礦山開采方面來說，有色金屬的使用是不多的，因此對于有色金屬的礦山方面作業大多都是中段作業的方式，在一個出礦系統當中通常則是由幾個中段來共同構成的，因此對礦山豎井進行一次延深的話需要進行3到4個中段的開挖，總深度可以達到180 ～240 m左右。

并且還可以利用從上到下的方式進行延深，在延深方面還有多種形式的，比如預留、利用梯子間以及利用生產提升間等。在現階段我國國內的金屬礦山方面的使用范圍還是相對較少的，國內一般都采用梯子間的形式來進行延深。由于在國內的礦山井筒當中，屬于永久性的設計，對于專用的延深間隙是不會進行專門的預留，并且用于生產提升間還沒有被重視，因此廣泛采用梯子間的方式。梯子間的斷面是很小的，其斷面只能允許一個0.3 ～0.5 m的小吊桶進行下設。利用此種技術，提升能力是相對較小的，并且由于斷面過小井筒的延深速度也是不會很高的。

3 結 語

綜上所述，在對有色金屬進行開采的過程當中，需要根據實際情況來選擇不同的方式進行開采。

與此同時，還要對豎井深部的溫度保持足夠高的重視度，選擇合理的通風系統以及加強井下的通風管理，從而做到有效降溫。在此基礎上，由于地形地質以及性質不同的礦井在熱負荷方面的差異也是相當大的，在對其進行降溫治理的時候還需要因地制宜地選擇不同方式的治理方式，從而加大對有色金屬的開采量。

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