一、阶段运输巷道布置原则
阶段运输巷道的布置是矿山开采过程中至关重要的环节,其合理与否直接关系到矿山生产的安全、效率及经济效益。因此,在布置阶段运输巷道时,必须遵循一系列原则,以确保巷道的科学性和实用性。
首先,阶段运输巷道的布置应与采矿方法、生产能力相适应。不同的采矿方法和生产能力对巷道的要求不同,因此,在布置巷道时,必须充分考虑采矿方法的特点和生产能力的需求,确保巷道能够满足采矿作业的需要。
其次,巷道断面的确定应综合考虑通行设备、线路布置方式、通过能力及通风要求等因素。合理的巷道断面设计既能保证设备的通行顺畅,又能满足通风需求,确保作业环境的安全与舒适。
此外,在布置阶段运输巷道时,应尽量避开不利岩层部位,以减少巷道维护的难度和成本。同时,为避免对矿产资源的浪费,应尽量不压矿,确保矿产资源的充分利用。
在运输线路的纵坡设计方面,一般按3~5%的重车下坡设计,以满足排水要求。这样的设计既能保证运输效率,又能有效防止积水对巷道的影响。
在穿脉装车时,靠阶段运输巷道最近的一个溜井穿脉内直线段距离应满足一列车的长度,以确保装车的顺利进行。同时,巷道的布置还应兼顾探采要求,为矿山的勘探和开采提供便利。
二、阶段运输巷道的布置形式
阶段运输巷道的布置形式多种多样,常见的有脉内布置、沿脉布置和脉外布置等。不同的布置形式适用于不同的矿体条件和生产需求。
单一沿脉巷道布置是一种常见的布置形式,按线路会车方式或巷道位置可分为单线会让式和双线渡线式。单线会让式除会让站外运输巷道均为单线,重车通过,空车待避,或相反。这种布置形式通过能力较小,多用于薄或中厚矿体中。而双线渡线式则在运输巷道中设双线,在适当位置用渡线连接起来,通过能力大,可用于年产量20-60万吨的矿山。
下盘双巷加联络道布置是另一种有效的布置形式。在下盘围岩接触带和围岩中分别布置一条装车巷道和行车巷道,两者每隔一定距离用环形式或折返式联络道连接起来。这种布置形式行车线平直,利于行车、装矿与探矿;装车线和行车线分设,运输安全方便,巷道断面小,利于维护;适用于中厚和中厚以上矿体。
脉外平巷加横巷布置适用于厚矿体矿山。在下盘围岩中布置脉外双线行车平巷,沿平巷每隔一定距离布置单线装车横巷,平巷和横巷用单开道岔连接。这种布置形式装矿安全,阶段运输能力大,横向探矿有利,但掘进量大。
对于厚和极厚矿体矿山,上下盘脉外平巷加横巷是一种更为合适的布置形式。在两盘围岩中布置脉外单线行车平巷,沿平巷每隔一定距离布置单线装车横巷。这种布置形式生产能力大,装车安全方便,探矿有利,但掘进量大。
此外,无轨设备巷道布置方式也是近年来矿山开采中常用的一种形式。一般采用出矿巷道+出矿进路的布置方式。铲运机自出矿进路铲取矿石,经出矿巷道运至附近的溜井卸矿,出矿进路与出矿巷道之间的夹角一般为45°,出矿进路长度不小于铲运机长度。这种布置方式灵活方便,适用于不同规模和条件的矿山。
三、回风巷道的设置与功能
回风巷道是矿山通风系统的重要组成部分,其主要功能是排出矿山生产过程中产生的污风,保证作业环境的空气质量。回风巷道的设置与布置方式直接影响到矿山的通风效果和安全生产。
对于单中段生产矿山,上阶段运输巷道一般作为下阶段的回风巷道。这种布置方式充分利用了现有巷道,减少了巷道掘进量,降低了生产成本。同时,由于运输巷道本身具有较好的通风条件,因此能够满足回风巷道的通风要求。
对于两个中段以上同时生产的矿山,需根据下阶段污风是否影响上中段生产设立专用回风道。专用回风道的设置能够有效隔离不同中段之间的污风,避免相互干扰,确保各中段生产的安全和稳定。同时,专用回风道的设计应考虑到通风阻力、风量分配等因素,以确保整个通风系统的效率和稳定性。
在回风巷道的布置过程中,还需注意以下几点:一是要确保回风巷道的畅通无阻,避免出现堵塞或积水现象;二是要合理设置风门、调节风窗等通风设施,以实现对风量的有效控制;三是要定期对回风巷道进行清理和维护,保持其良好的通风性能。
此外,回风巷道的断面形状和尺寸也是影响通风效果的重要因素。一般来说,回风巷道的断面形状应尽量选择矩形或拱形,以减小通风阻力。同时,巷道的尺寸也应根据通风需求和矿山生产规模进行合理确定,既要保证通风效果,又要避免不必要的浪费。
在实际生产过程中,回风巷道的设置还需结合矿山的实际情况进行灵活调整。例如,在矿体走向变化较大或矿体厚度不均的情况下,可以采取分段设置回风巷道的方式,以确保各区域的通风效果。同时,随着矿山开采深度的增加,地压和温度等条件也会发生变化,因此需要对回风巷道进行适时的调整和优化,以适应矿山生产的需求。
四、案例说明
以下是三个关于阶段运输巷道布置的实际案例:
案例一:某铁矿山的阶段运输巷道布置
该铁矿山采用单一沿脉巷道布置形式。由于矿体相对较薄,采用了单线会让式的布置方式。在这种方式下,除了会让站之外,运输巷道均为单线。重车通过时,空车需在合适地点待避,以确保运输的安全和顺畅。这种布置方式虽然通过能力相对较小,但非常适用于薄矿体的开采,有效提高了运输效率。
案例二:某金矿山的下盘双巷加联络道布置
在该金矿山的开采过程中,考虑到矿体较厚且围岩稳定性较好,采用了下盘双巷加联络道的布置形式。在下盘围岩接触带和围岩中分别布置了装车巷道和行车巷道,并通过环形式或折返式联络道将它们连接起来。这种布置方式使得行车线更加平直,有利于行车、装矿和探矿工作的进行。同时,装车线和行车线的分离也提高了运输的安全性。
案例三:某大型铜矿山的脉外平巷加横巷布置
该铜矿山由于矿体厚度大且生产能力要求高,采用了脉外平巷加横巷的布置方式。在下盘围岩中布置了脉外双线行车平巷,并沿平巷每隔一定距离设置了单线装车横巷。平巷和横巷之间通过单开道岔进行连接。这种布置方式不仅确保了装矿的安全性,还大大提高了阶段运输能力,有利于横向探矿工作的开展。同时,虽然掘进量较大,但考虑到矿山的高生产能力和长期效益,这种布置方式是非常合理的选择。
五、结论
阶段运输巷道的布置和回风巷道的设置是矿山开采过程中的重要环节,对矿山的安全生产、效率及经济效益具有重要影响。通过科学合理的布置原则、形式选择和调整优化,可以确保巷道的通行效率和通风效果,为矿山的持续高效生产提供有力保障。同时,随着采矿技术的不断进步和矿山生产条件的不断变化,我们还应不断探索和创新巷道布置和通风系统设计的理念和方法,以适应矿山发展的需求,推动矿山开采事业的不断进步。
在未来的矿山开采过程中,我们应继续关注和研究阶段运输巷道布置和回风巷道设置的新技术、新方法,不断提高巷道的科学性和实用性。同时,还应加强矿山通风系统的监测和管理,及时发现和解决通风问题,确保矿山生产的安全和稳定。通过这些措施的实施,我们可以为矿山的可持续发展奠定坚实基础,为矿产资源的合理开发和利用提供有力支持。
参考教材:
中南大学《地下采矿法》,黄仁东、高峰、胡建华
华北理工大学《地下矿山开采设计技术》 甘德清、孙光华、李占金 编著