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(tuán)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(tuán)三山島金礦， 山東萊州市 261442)

在礦山生產(chǎn)和建設(shè)中，天井掘進(jìn)有著十分重要的作用，特別對于機(jī)械化程度高的礦山顯得尤為重要。針對礦山天井掘進(jìn)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(jìn)方法進(jìn)行改進(jìn)，并取得良好的效果。

天井;普通掘進(jìn)法;改進(jìn)措施

在礦山的生產(chǎn)和建設(shè)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(jī)械化程度低、施工難度大、速度低、危險(xiǎn)性高。其掘進(jìn)速度快慢直接影響生產(chǎn)礦山的三級礦量平衡和建設(shè)礦山的投產(chǎn)。因此，提高天井的掘進(jìn)速度，對縮短礦山建設(shè)時(shí)間，保證生產(chǎn)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(chǎn)概況

山東黃金集團(tuán)三山島金礦有直屬、新立、平里店3個(gè)礦區(qū)。由于平里店礦區(qū)礦體薄、儲(chǔ)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(gè)現(xiàn)代化的大型黃金礦山，直屬和新立礦區(qū)是主要的生產(chǎn)礦區(qū)，采礦方法均為上向機(jī)械化點(diǎn)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(chǎn)Mercary－F鑿巖臺(tái)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(chǎn) TORO301P(2.7 m3)，金興 JXCY－2A(1.5 m3)鏟運(yùn)機(jī)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(yùn)礦;法國產(chǎn)Mercary－B錨桿臺(tái)車施工錨桿支護(hù)。平巷掘進(jìn)采用瑞典產(chǎn)Mercary－F鑿巖臺(tái)車打眼，天井掘進(jìn)用7655鉆機(jī)打眼;分別采用ST－2D，ST－3.5，ST－6C，ST－710和金興 JXCY－2A鏟運(yùn)機(jī)裝巖(礦);瑞典產(chǎn)MT－413和美國產(chǎn)Asjk－12柴卡運(yùn)巖(礦)。新立礦區(qū)采掘打眼均為7655鉆機(jī)，采場裝礦為WJD－0.75(0.75 m3)鏟運(yùn)機(jī)，采掘運(yùn)輸為ZK－6/250和 ZK3－6/250－2架線電機(jī)車運(yùn)礦(巖)，平巷掘進(jìn)裝礦(巖)用0.9 m3扒斗裝巖機(jī)，采場及掘進(jìn)錨桿支護(hù)用7655鉆機(jī)，采場長錨索支護(hù)用YZG－90鉆機(jī)打眼。以上兩礦區(qū)采場掘進(jìn)均采用7655鉆機(jī)打眼，人工裝礦。

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

2 普通法掘進(jìn)天井技術(shù)的改進(jìn)

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

如圖1所示［2］，可設(shè)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(tái)，間距2 m。一個(gè)作為工作平臺(tái)，另一個(gè)作為安全平臺(tái)，防止工作臺(tái)塌落;每掘進(jìn)3 m移動(dòng)一次平臺(tái)。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(fēng)水管用鋼管綁在橫木上。

圖1 改進(jìn)的普通法掘進(jìn)天井示意

支護(hù)工負(fù)責(zé)支護(hù)平臺(tái)、吊鑿巖機(jī)、安裝風(fēng)水管、綁扎梯子。支護(hù)用的木料都要去皮。運(yùn)料的工具是滑輪，滑輪按在工作平臺(tái)上，人在安全平臺(tái)上吊材料、工具。以上工作在半小時(shí)內(nèi)完成。

鑿巖工負(fù)責(zé)打眼、放炮，一般打3.2 m深的眼，裝藥后，用非電導(dǎo)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(shí)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(fēng)水管等。而用秒延期雷管起爆，除掏槽眼同時(shí)起爆外，其余多炮孔起爆時(shí)間間隔較長，對梯子、橫木、風(fēng)水管破壞極小。爆破前，把工作臺(tái)和安全臺(tái)的木板放在緊靠兩側(cè)天井井壁上，以免被破壞［3］。

鑿巖、爆破、通風(fēng)共用9 h，天井掘進(jìn)在20 m以內(nèi)時(shí)，用壓入式通風(fēng)，天井掘進(jìn)大于20 m時(shí)，通風(fēng)人員佩帶氧氣呼吸器，以縮短通風(fēng)時(shí)間，提高通風(fēng)效率。由于炮煙往下排時(shí)，幾乎無平臺(tái)之類的阻擋，改進(jìn)后的通風(fēng)，比傳統(tǒng)的通風(fēng)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(jī)，提高裝巖速度4.5倍。將原來循環(huán)進(jìn)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(chǎn)準(zhǔn)備、通風(fēng)、爆破時(shí)間，提高了有效作業(yè)時(shí)間和單位時(shí)間進(jìn)尺率。

跟傳統(tǒng)的普通法相比，改進(jìn)后的天井掘進(jìn)法有如下優(yōu)點(diǎn)。

(1)通風(fēng)速度快。由于沒有障礙物阻擋炮煙，半小時(shí)內(nèi)可排完炮煙［4］。

(2)支護(hù)時(shí)間短，節(jié)約支護(hù)材料。除了工作臺(tái)、安全平臺(tái)用木板外，其他沒有用木板的地方。而傳統(tǒng)的普通法掘進(jìn)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(shè)巖石間與人行間，木材節(jié)約2/3以上。由于循環(huán)進(jìn)尺加大，支護(hù)工作少，因此節(jié)省支護(hù)時(shí)間。

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

(4)降低了掘進(jìn)成本。由于縮短了通風(fēng)時(shí)間，降低了通風(fēng)費(fèi)用;由于加大了循環(huán)進(jìn)尺，降低了炸藥、導(dǎo)爆管單耗和支護(hù)材料用量。由于使用了裝巖機(jī)，提高了裝巖效率，降低了掘進(jìn)工人工資，降低了單位進(jìn)尺成本。經(jīng)過對29條天井的核算統(tǒng)計(jì)，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(jìn)的掘進(jìn)法與傳統(tǒng)掘進(jìn)法一樣安全。在29條天井掘進(jìn)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(nèi)，無人失手從梯子墜落，工作臺(tái)和安全臺(tái)也從未塌落。

3 結(jié)論

改進(jìn)后的天井掘進(jìn)法是成功的。在保證安全的前提下，其通風(fēng)速度快、支護(hù)時(shí)間短、節(jié)省支護(hù)材料、掘進(jìn)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(xué)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(jìn)的普通法掘進(jìn)天井技術(shù)［J］.黃金，1992，13(10):30－31.

［3］ 崔德文，等.黃金礦山實(shí)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(shù)，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(shù)，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(zhì)技術(shù)的研究，Email:wyk08@foxmail.com。