一、溜井概念
溜井是矿山生产中用于矿石或废石运输的重要设施，其基本原理是利用矿石或废石自身的重力，通过斜向或垂直的井道，实现物料从高处向低处的自然流动。溜井在矿山开采中扮演着关键角色，它不仅能够有效提高矿石运输效率，降低运输成本，还能在一定程度上减少人工搬运的劳动强度，提高矿山生产的安全性。
二、溜井分类
根据溜井在矿山生产中的不同用途和位置，可以将其分为以下几类：
采场溜井：主要设置于采矿工作面的附近，用于将开采出的矿石直接转运至下一生产环节。这类溜井通常规模较小，但数量较多，分布广泛，对于提高采矿效率具有重要意义。
主溜井：作为矿山生产中的主干运输通道，主溜井一般规模较大，贯穿整个矿山生产区域。它负责将各采场或生产区域的矿石集中转运至地面或指定的处理场所，是矿山生产物流体系的重要组成部分。
溜破系统溜井：在采用箕斗提升的矿井中，溜破系统溜井起到了关键的作用。它连接着采矿工作面与提升设备，通过溜井将矿石转运至破碎机进行破碎处理，然后再通过提升设备将破碎后的矿石提升至地面。
此外，还有一些辅助溜井，如通风溜井、排水溜井等，它们虽然不直接参与矿石的运输，但对于保障矿山生产的安全和顺利进行同样具有重要意义。
三、溜井位置确定
溜井位置的确定对于矿山生产的安全和效率至关重要。在确定溜井位置时，需要考虑以下因素：
运距优化：溜井的位置应尽量缩短上下阶段的运距，减少矿石或废石的转运次数，提高运输效率。
工程量控制：在满足运输需求的前提下，应尽量减小开拓工程量，降低建设成本。
施工方便性：溜井位置的选择应考虑施工条件，确保施工过程中的安全和便捷。
生产安全性：溜井应布置于坚硬稳固、整体性好、节理不发育的岩层中，避开断层、破碎层、流砂层及岩溶、构造发育和涌水大的地层，以确保生产过程中的安全稳定。
避免反向运输：溜井卸矿口的位置应避免布置在主要运输巷内，以减少运输干扰和矿尘污染，避免矿石的反向运输。
综合考虑以上因素，可以确定合理的溜井位置，为矿山生产的顺利进行提供保障。
四、溜井形式
溜井的形式多种多样，根据矿山生产的具体需求和条件，可以选择适合的溜井形式。以下是一些常见的溜井形式：
垂直式溜井：从上至下呈垂直的溜井，各阶段的矿石由分支斜溜道放入溜井。这种形式的溜井结构简单，不易堵塞，使用方便，开掘相对容易。但贮矿高度受到一定限制，放矿冲击力大，矿石容易粉碎，对井壁的冲击磨损较大。
a)优点：主要是结构简单，使用方便，开掘和维护相对容易。此外，由于矿石在溜井内的下落路径短，所以放矿效率高。
b)缺点：首先，垂直溜井的贮矿阶段高度受限制，放矿冲击力大，这可能导致矿石易粉碎，井壁冲击磨损大。其次，当溜井深度大时，维护会变得困难。最后，对于分支溜井，如果上下中段同时生产，卸矿作业可能会受到影响。
倾斜式溜井:其设计原理主要是利用矿石自身的重力，通过倾斜的井道，将矿石从高处运输至低处。倾斜式溜井的主要形式通常为矩型或拱型，这种设计既便于施工，又能够保证井道的稳定性。
a)优点：首先，其结构简单，施工方便，可以在较短的时间内完成建设，提高矿山的生产效率。其次，倾斜式溜井运输量大，连续性强，能够有效地满足矿山大量矿石的运输需求。再者，由于矿石在溜井内依靠重力自由下落，无需额外的动力设备，因此能大大降低运输成本。
b)缺点：首先，倾斜式溜井的设计和建设需要考虑地层的稳定性和岩性，对于地质条件较差的区域，可能会增加建设难度和成本。其次，矿石在溜井内下落时，可能会产生较大的冲击力，对井壁造成磨损，需要定期进行维护和检修。此外，如果矿石湿度较大或者含有较多的粘土成分，可能会产生堵塞现象，影响溜井的正常运行。
分段式直溜井：将各阶段溜井的上下口错开一定的距离，分为瀑布式溜井和接力式溜井。瀑布式溜井中，矿石经其下部斜溜道转放到下阶段溜井，逐段转放下落。接力式溜井中，上阶段溜井中的矿石经溜口闸门转放到下阶段溜井，用闸门控制各阶段矿石的溜放。这种形式的溜井优点是当某一阶段溜井发生事故时不致影响其他阶段的生产；缺点是每段溜井下部均要设溜口闸门，生产管理、维护、检修较复杂。
a)优点：能够分段控制矿石的流动，降低堵塞的风险。同时，由于可以控制各段的放矿量，所以可以更均匀地分配矿石的冲击力，减少对井壁的磨损。
b)缺点：结构相对复杂，需要更多的控制设施，这增加了建设和维护的成本。此外，由于矿石在溜井内的下落路径被分段，可能降低了放矿的效率。
阶梯式溜井：上下阶段溜井错开较大距离，上中段矿石需要水平巷道和电机车等运输设备转运至下段。这种形式的溜井适用于矿石运输距离较长、需要分阶段转运的矿山。
a)优点：能够减小放矿时的冲击力，降低矿石的粉碎率和井壁的磨损。同时，由于矿石在溜井内有一定的堆积，可以起到一定的缓冲作用，减少堵塞的发生。
b)缺点：结构相对复杂，开掘和维护难度较大。此外，由于矿石在溜井内的下落路径被延长，可能降低了放矿的效率。同时，如果管理不善，可能会导致矿石在溜井内的分布不均，影响放矿的稳定性。
除了以上几种常见的溜井形式外，还有一些特殊的溜井形式，如曲线溜井、螺旋溜 井等，它们适用于特定的矿山生产条件和需求。
五、溜井结构参数
溜井的结构参数对于其使用效果和安全性具有重要影响。在确定溜井结构参数时，需要考虑以下因素：
形状：溜井的形状应便于施工方便，稳定性好。垂直溜井通常采用圆形或矩形，倾斜溜井则多采用矩形或拱形。
尺寸：溜井的尺寸应根据通过系数和允许通过块度来确定。通过系数通常取3-5倍允许通过块度，以确保矿石能够顺利通过溜井。
倾角：溜井的倾角对于矿石的流动性和运输效率具有重要影响。一般来说，倾角应大于60°，以保证矿石能够自然流动。
数量：溜井的数量取决于矿山生产能力、溜井通过能力、矿岩性质及矿石分采情况。在确定溜井数量时，需要综合考虑以上因素，确保溜井系统能够满足矿山生产的需求。
井壁厚度：溜井井壁的厚度应根据岩石的稳定性、矿石的冲击力和磨损性来确定。井壁需要具有足够的厚度，以承受矿石的冲击和磨损，确保溜井的稳定性和使用寿命。
支护结构：对于稳定性较差的溜井，需要设置支护结构来增强其稳定性。支护结构可以采用钢筋混凝土、锚杆支护等形式，具体应根据溜井的实际情况和岩石性质来选择。
六、溜井的应用与注意事项
在矿山生产中，溜井的应用广泛且重要。为了确保溜井的安全和有效运行，以下是一些建议和注意事项：
定期检查与维护：定期对溜井进行检查和维护是至关重要的。这包括检查井壁的稳定性、支护结构的完好性、溜口和溜道的磨损情况等。发现问题应及时处理，如清理堵塞物、修补破损部位等，以确保溜井的正常运行。
安全防护措施：在溜井周围应设置明显的安全警示标志，防止人员误入危险区域。同时，应确保溜井口的安全防护设施完善，如设置安全门、防护栏等，以防止人员坠落。
合理控制矿石块度：为了避免溜井堵塞和减少对井壁的冲击磨损，应合理控制进入溜井的矿石块度。对于大块矿石，应进行破碎处理后再放入溜井。此外，还可以采用振动放矿机等设备，以提高矿石的流动性，减少堵塞现象的发生。
应急预案制定：针对溜井可能出现的各种故障和事故，应制定相应的应急预案。这包括溜井堵塞、井壁坍塌、设备故障等情况的处理措施和人员疏散方案。通过定期的应急演练和培训，提高人员的应急处理能力，确保在紧急情况下能够迅速有效地应对。
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
