淺談溜井管理方法與應(yīng)用技術(shù)

張小飛

摘 要：溜井在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會發(fā)生堵塞情況，本文對溜井礦石的移動規(guī)律和儲存方法進(jìn)行了分析，提出了以控制大塊率、避免粘結(jié)平衡拱的形成來解決溜井堵塞的難題，將已有的溜井管理方法和技術(shù)進(jìn)一步完善，對提高生產(chǎn)效率、節(jié)約礦石開采成本具有很大的改進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：溜井堵塞；管理方法；提高效率

很多礦山的礦石都埋藏在高山上，礦石運送較為頻繁，為提高礦石運送效率節(jié)約成本，會打通一些垂直方向的巷道（溜井），由上而下直接傾倒礦石，之后讓運送工具直接在溜井下接運即可。溜井作業(yè)合理利用了礦石的垂直重力，一方面讓礦石運送效率極大提升，另一方面也一定程度上起到粉碎礦石的效果。本文基于這一背景，以溜井管理為主線，現(xiàn)做如下報告：

一、溜井內(nèi)礦石的移動儲存特點分析

在礦山開采過程中，溜井是運輸?shù)V石的主要通道，被稱為“礦山咽喉”工程，在礦山開采過程中占據(jù)重要地位，但溜井易發(fā)生堵塞和跑礦，引發(fā)安全事故。首先對溜井的內(nèi)部情況作分析，溜井通常分為五個區(qū)域，溜井口至溜井底部依次：空井段（第一區(qū)）、儲礦段（第二區(qū)）和其他三個區(qū)。礦石在溜井內(nèi)運動規(guī)律不是固定的，移動過程中形成一個動態(tài)拱，隨著礦石的移動有拱再生成，也有拱遭到破壞。在空井段中礦石進(jìn)入時速度視為零，速度增加時即為重力加速度，由于受到水平初速度影響，礦石會對溜井內(nèi)的一側(cè)產(chǎn)生沖擊，這個過程是礦石在溜井內(nèi)作自由落體運動，造成了溜井的井壁沖擊破壞。

溜井的第二區(qū)主要功能是儲存礦石，儲存段礦石的下落屬于垂直等速運動，此時礦石在礦井內(nèi)移動不是相對的，而是全斷面運動，礦石移動位置是在溜井的周邊，在礦石移動的過程中，接觸礦石的井壁受到了磨損，磨損的情況較為均勻，放礦和不放礦的情況下，松散體重均保持不變，而且卸礦時的夯實狀況受到礦石松散體重的影響，當(dāng)空井區(qū)的井段較長，礦石到達(dá)儲礦段時下落速度越快，對儲礦區(qū)的沖擊也越大，夯實度和緊密度也越高，若空井段較短，礦石自由落體到達(dá)第二區(qū)速度小，對于儲礦段的沖量也相對較弱，夯實程度和礦石的緊密度也受到影響小，呈現(xiàn)松散特征。

溜井的第三段位于儲礦段下面，礦石在儲礦段被夯實，提高了礦石的抗剪強(qiáng)度，到達(dá)第三區(qū)域時，礦石松散性開始恢復(fù)，松散性對于溜井的堵塞有著重要影響。在儲礦段和第三區(qū)的交界處，礦石在垂直方向的移動，伴隨著加速度移動方向也發(fā)生變化，呈現(xiàn)水平方向移動，此時出現(xiàn)凹點。第三區(qū)在排空過程中，礦石表面伴隨滾動、滑落和陷落的現(xiàn)象，礦石體積較大的開始落在坑底，堵塞住第四區(qū)，當(dāng)溜井?dāng)嗝嬖酱?，礦石的尺寸越大，第四區(qū)堵塞情況越嚴(yán)重。

溜井第四段處于過渡區(qū)，具體在振動放礦機(jī)上口和全斷面之間，礦石在這區(qū)域內(nèi)移動時，移動的范圍從溜井有效斷面縮小到溜井口有效斷面，排空時大塊礦石集中后出現(xiàn)自動分級現(xiàn)象，大塊礦石集中在額槽，粉礦則聚集在溜井底部，當(dāng)風(fēng)吹過溜井內(nèi)第四區(qū)時，礦石表面噴出礦塵。

溜井的第五區(qū)和前面的四個區(qū)域不同，礦石在此區(qū)不會產(chǎn)生移動，在井壁不受礦石摩擦的情況下，井壁的加固環(huán)節(jié)可以免去。第五區(qū)的穩(wěn)定情況受到溜井整體儲礦的影響，第四區(qū)開始儲礦時，第五區(qū)的穩(wěn)定情況較好，主要表現(xiàn)在高度、形狀和流動角上，第四區(qū)開始排空時，第五區(qū)表面的礦石滑到底部，礦石堆角變緩，礦石堆趨于穩(wěn)定。

二、溜井堵塞原因分析

（一）大塊平衡拱

大塊平衡拱是造成溜井堵塞的主要原因之一，它的形成主要是較大快礦石在沒有篩選的情況下直接進(jìn)入溜井，由于相互咬合作用，礦石和礦石結(jié)合出現(xiàn)平衡拱，針對這種堵塞情況，需要控制大塊平衡拱的形成，從根本上解決堵塞的源頭。

（二）粘結(jié)平衡拱

礦石在溜井中移動會形成動態(tài)拱，也會有靜態(tài)拱產(chǎn)生，靜態(tài)拱是溜井堵塞的主要原因。礦石由于各種因素，會出現(xiàn)粘結(jié)平衡拱現(xiàn)象，它的形成主要有三個原因：第一，礦石的粘結(jié)力較大，溜井涌水量不是一定的，有的礦井涌水量較多，增加了礦石的粘著力，最終產(chǎn)生了粉礦平衡拱。粉礦平衡拱通常附著于溜井的井壁上，在重力、內(nèi)外摩擦力和粘著力這三種力的作用下，溜井內(nèi)一部分礦石和粉礦發(fā)生相互咬合，形成粘性拱。第二，導(dǎo)致粘結(jié)平衡拱的另一個因素是混凝土噴射后產(chǎn)生的回彈料、導(dǎo)爆管爆炸后的物質(zhì)與礦石混合在一起，直接進(jìn)入了溜井。第三，由于生產(chǎn)期間的分配問題，不平衡的分配導(dǎo)致了溜井使用系數(shù)較低，粘結(jié)平衡拱也逐漸產(chǎn)生。

三、溜井管理辦法

（一）控制大塊率

大塊礦石的咬合是礦井堵塞的主要原因之一，為了緩解堵塞，保持溜井的通暢，必須避免大塊拱的形成。首先，對礦石的規(guī)格進(jìn)行篩選，在溜井口設(shè)置固定的尺寸，并利用沖擊式碎石機(jī)，將大塊礦石碎成符合的大小，當(dāng)篩選后的礦石進(jìn)入溜井后，不會造成拱的形成，同時又能不采用炸藥對礦石塊度進(jìn)行處理，減少對礦井通風(fēng)系統(tǒng)的污染。其次，要確定恰當(dāng)?shù)谋茀?shù)，爆破參數(shù)對影響爆破質(zhì)量，合理參數(shù)能有效提高爆破率，降低成本，改進(jìn)巷道掘進(jìn)和中深孔的爆破系統(tǒng)，最終達(dá)到控制礦石大塊率的目的，解決溜井堵塞。

（二）減少粘結(jié)平衡拱

礦山溜井發(fā)生堵塞80%是由于粘結(jié)平衡拱造成，處理粘結(jié)平衡拱也較為復(fù)雜。首先要注意配礦的操作方式，溜井在不同品位配礦的情況下增加塊度配礦，這樣一定程度上減少了溜井內(nèi)的粉礦，避免粘結(jié)的產(chǎn)生。其次，將噴漿回彈料、廢鋼筋和導(dǎo)爆管產(chǎn)生的雜物，如果進(jìn)入溜井，會造成粘結(jié)平衡拱的產(chǎn)生，所以要避免這些物質(zhì)倒入。最后，溜井內(nèi)儲存的礦石含水率要盡量減小。當(dāng)?shù)V石的含水率較高時，通常會是巷道集水，集水進(jìn)入溜井后，造成了堵塞。通過實驗我們得出結(jié)論：溜井內(nèi)儲存的礦石，當(dāng)?shù)V石含水率等于11.9%時，粘結(jié)力為1t/m2，此時最易形成粘結(jié)平衡拱；當(dāng)?shù)V石的含水率超過11.9%時，流動性增加但粘結(jié)力相對減弱。為了減少溜井堵塞，需將集水控制在一定安全范圍內(nèi)，儲存礦石的含水率不能超過10%。

（三）放礦流程統(tǒng)一規(guī)范管理

放礦需要制定詳細(xì)的計劃，將采場內(nèi)的礦石資料集中起來管理，記錄礦石的品位、開采量、性質(zhì)以及粉礦率等。首先，礦石在溜井內(nèi)的儲存時間要嚴(yán)格控制。礦石儲存的時間較長會造成重力、內(nèi)外摩擦力、粘著力下重新排列松散巖石，排列后的結(jié)構(gòu)和之前的不同，造成礦石的壓實度增加，進(jìn)一步加大粘著力和內(nèi)摩擦值，這個值若超過一定的界限，松散的巖石的性能會逐漸消失，最終形成結(jié)拱堵塞。

結(jié)束語

總的來說，通過對溜井內(nèi)礦石移動特點進(jìn)行分析，對溜井產(chǎn)生堵塞的原因制定相應(yīng)的管理辦法，充分考慮影響堵塞發(fā)生的各種情況，采取措施使礦石級配與溜井井壁達(dá)到一個理想狀態(tài)，從而減少溜井堵塞，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約運營成本。

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