無軌設(shè)備采礦斜坡道的設(shè)計原則7頁

1、無軌設(shè)備采礦斜坡道的設(shè)計原則摘要：本文在簡要介紹無軌設(shè)備采礦的斜坡道分類的基礎(chǔ)上，從斜坡道開拓位置、線路布置形式、坡度及掘進施工、道路鋪設(shè)及巷道規(guī)格等角度，詳細論述了斜坡道設(shè)計原則并結(jié)合了安慶銅礦斜坡道設(shè)計，闡述了無軌設(shè)備斜坡道合理設(shè)計的重要性。關(guān)鍵詞：采礦 無軌設(shè)備 斜坡道 設(shè)計Design principle of inclined tunnel of trackless vehiclesAnqing Copper Mining Abstract :Based on instruction to the classification to inclined tunnel of trackl

2、ess vehicles, the author expounded on the design principle of inclined tunnel from angles of its development position, route arrangement, slope degrees, road paving and tunnel specifications. It is of importance for inclined tunnel to be designed reasonably.Keywords: mining，trackless vehicles，inclin

3、ed tunnel，design  隨著現(xiàn)代采礦工藝的發(fā)展，地下礦山在推廣使用無軌設(shè)備采礦的工藝設(shè)計時都必須設(shè)計提供設(shè)備上下通行的斜坡道。如何合理的設(shè)計斜坡道，對提高采礦效率和無軌設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低生產(chǎn)成本、改善作業(yè)環(huán)境具有十分重要意義。1、      斜坡道的分類 按照斜坡道連通方式可分為連通地表的主斜坡道和中段間輔助斜坡道；按線路布置可分為折返式斜坡道和螺旋式斜坡道；按斜坡道與礦體位置可分為礦體下盤斜坡道、礦體上盤斜坡道、礦體端部斜坡道和礦體內(nèi)部斜坡道；按作用分為起主井作用斜坡道和起付井作用的斜坡道。 中段間的輔助斜坡道對無軌設(shè)

4、備開采的礦山必不可少。不僅起到轉(zhuǎn)移無軌設(shè)備的作用，同時也是鑿巖、支護、爆破、車輛運行等井下作業(yè)的通風(fēng)道，而且還可以作為礦巖運搬或深部探礦等用途；連通地表的主斜坡道，其開鑿的必要性得根據(jù)具體情況來確定；在布置了提升井筒的礦山，主斜坡道主要用途是提供無軌設(shè)備的出坑大修、人員的安全出口，兼作通風(fēng)巷道和輔助運輸?shù)?；在沒有提升井筒的礦山，主斜坡道主要作為運礦坑道，兼作車輛出入、通風(fēng)，此時運礦設(shè)備是皮帶運輸機或無軌設(shè)備車輛。2、    斜坡道的設(shè)計原則 無軌設(shè)備巷道除了平巷式之外，大量使用斜坡道。斜坡道設(shè)計時，必須對其開拓位置、線路布置形式、斜坡道掘進坡度等問題進行綜合考慮，

5、合理配置。2.1斜坡道開拓的位置 與一般開拓原則一樣，斜坡道應(yīng)盡可能開拓在礦體下盤。由于斜坡道本身的作用不同以及受具體條件影響，斜坡道位置也可能有所不同。（1）            斜坡道作主井使用的礦山，一般設(shè)在礦體下盤，并應(yīng)考慮礦體開采崩落范圍的影響。如加拿大的Dumbaton銅鎳礦，布置了皮帶運輸機的主斜坡道，位于花崗巖中，深部距礦體為30米，其崩落角在700以下。（2）         

6、   斜坡道作付井使用時，有兩種情況，一種是平峒開拓的礦山，斜坡道為平峒以上的礦體服務(wù)，這種斜坡道應(yīng)盡可能布置在礦體下盤，可不需考慮礦體開采對它的影響，隨著礦體開采深度的下降，斜坡道從上向下逐步失去作用。如果斜坡道服務(wù)平峒以下礦體，應(yīng)作為永久性設(shè)施。第二種情況是豎井開拓，斜坡道起付井作用，其發(fā)揮的作用要貫穿于礦山的整個服務(wù)年限，設(shè)計時應(yīng)作為永久性的井巷工程考慮。（3）            平緩礦體采用斜坡道，與豎井聯(lián)合開拓，斜坡道可設(shè)置于礦體一側(cè)，用于開拓、采礦、

7、供風(fēng)和中段間的連接，豎井用于礦石提升。平緩礦體埋藏條件適合斜坡道開拓，設(shè)計的斜坡道按永久的井巷工程考慮。（4）            中段間輔助斜坡道。其服務(wù)年限較短，應(yīng)根據(jù)礦山的具體情況，可設(shè)計在礦體上盤、礦體下盤、礦體端部或礦體中。中段斜坡道設(shè)計在礦體兩端時可采取從中間向兩端后退的采礦順序（如西南非的OAMI TES銅礦）；如果礦石的穩(wěn)固性差，可設(shè)置于礦體上盤，此時應(yīng)選用螺旋式斜坡道（如贊比亞的ROKANA礦的Mindona礦井）；如果中段間輔助斜坡道設(shè)計在礦體下盤，其位置距礦體應(yīng)

8、有一定距離。但這時的斜坡道不能完全避開下部礦體開采對它的影響。因此，我認為：斜坡道開拓位置如何確定，應(yīng)視具體情況而定。其設(shè)計的原則，要著重考慮礦體和圍巖的穩(wěn)定性、斜坡道服務(wù)年限和用途。 根據(jù)安慶銅礦的具體情況，其斜坡道布置在礦體下盤。2.2斜坡道線路布置形式 斜坡道的布置形式有兩種：即折返式斜坡道和螺旋式斜坡道。2.2.1螺旋式斜坡道 螺旋式斜坡道的幾何形式分為圓柱螺線和圓錐螺線，根據(jù)具體條件可以設(shè)計成規(guī)則的螺旋線或不規(guī)則的螺旋線（曲率半徑和坡度都會有所變化或不同）。螺旋斜坡道具有以下優(yōu)點：螺旋式斜坡道沒有緩坡段或平坡段，同樣高差下螺旋式斜坡道線路短，開拓工程量小；與礦石溜井配合施工時，通風(fēng)條

9、件和出渣條件好；適合對圓柱形礦體開拓。但存在著不足之處是：掘進技術(shù)難度大，并且要克服定向測量和外側(cè)超高難度；無軌設(shè)備的操作者能見距離短，安全性受到局限；設(shè)備的輪胎和差速器失效較快，道路維護困難。（見圖2）2.2.2折返式斜坡道在整個線路中，直線段長，折返段短，折返式斜坡道直線段變化高程，折返段改變方向，因而，具有獨特的優(yōu)點：掘進施工技術(shù)難度??；無軌設(shè)備操作者能見距離長，且有緩坡和平坡段，行車安全性好；行車速度加快，設(shè)備排除廢氣有害成分降低；線路與礦體可保持固定距離；道路維護方便。其缺點是：開拓工程大；掘進施工時，通風(fēng)和出渣條件差。（見圖1）2.2.3斜坡道線路設(shè)計原則 必須考慮以下原則：（1）

10、        斜坡道用途：主斜坡道或礦石運輸量大時宜設(shè)計成折返式；運輸量較小或中段間聯(lián)絡(luò)道可設(shè)計為螺旋式；（2）        開拓工程量：開拓工程量除斜坡道自身的工程量外，還要考慮掘進時井巷工程（如通風(fēng)天井、鉆孔等）和各中段的水平聯(lián)絡(luò)道的工程量。因此，應(yīng)考慮盡量減少開拓工程量；（3）        服務(wù)年限：斜坡道服務(wù)年限長的選擇折返式，服務(wù)年限短的選擇螺旋式；（4） &#

11、160;      巖層地質(zhì)條件：根據(jù)巖層或地段的穩(wěn)定性，或?qū)永砗凸?jié)理方向的有利性，合理選擇折返式或螺旋式；（5）        通風(fēng)條件：斜坡道具有通風(fēng)功能，螺旋式通風(fēng)阻力大，折返式阻力較??；（6）        其它條件：斜坡道與中段接口位置（螺旋式斜坡道與上下中段接口位置易布置在同一剖面）、運行安全性及道路維護等；據(jù)外刊介紹：折返式在國外礦山應(yīng)用時具有較多的優(yōu)點，年限較短的輔助斜坡道多采用螺旋式，隨著

12、掘進技術(shù)的提高，圓錐螺旋式斜坡道因其掘進工程量小將會在越來越多地礦山推廣。安慶銅礦的礦體屬于以矽卡巖、閃長巖、磁鐵礦含銅、銅鐵礦含銅為主的礦體，礦體周圍是大理巖結(jié)構(gòu)。根據(jù)安慶銅礦的特點和采礦工藝要求，斜坡道設(shè)計成折返式。作為永久性的設(shè)施，它將延用到東馬鞍山單鐵礦體的開采。2.3斜坡道的坡度及掘進 斜坡道的坡度根據(jù)其使用年限、運輸類型和運輸量的大小來確定。 如果斜坡道作為維修運輸和下放設(shè)備，使用年限長，其最大坡度不宜超過15%；若同時作為運輸?shù)V石的通道，最大坡度為10%；斜坡道若作為短期使用，如中段間聯(lián)絡(luò)道，則坡度可加大，運輸?shù)V石時可以達20%，僅運輸設(shè)備可達30%。 以上的坡度的設(shè)計原則在我國

13、的地下無軌礦山得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國斜坡道的坡度在10%27%（60150）。 就無軌設(shè)備爬坡能力而言，一般最大爬坡能力可達40%50%以上。但隨著坡度加大，爬坡速度減慢，機器損耗大，輪胎磨損加劇，有的礦山把小于15%作為降低輪胎消耗措施。進行斜坡道掘進時要按照設(shè)計的坡度施工，一般選用雙機或三機無軌輪胎式掘進鉆車以提高鑿巖效率和設(shè)備移動的靈活性，出渣采用與斜坡道規(guī)格相應(yīng)的鏟運機，同時要權(quán)衡通風(fēng)和出渣問題，當運距小于100米時，最好選用電動鏟運機。掘進斜坡道采用鏟運機出渣，宜采用下坡掘進。在無軌開采中，礦石溜井是不可少的，把礦石溜井和斜坡道巧妙地結(jié)合起來，則大大有利于施工。 掘進折返

14、式斜坡道時，利用天井鉆機的導(dǎo)向孔，先把斜坡道的設(shè)計折返地段連通起來，隨著斜坡道的下掘天井鉆機逐段地把導(dǎo)向孔擴大到所需斷面。出渣則選用各中段的卸載站，這樣可解決通風(fēng)和出渣的問題。折返式斜坡道的理想布置如圖1。 對于螺旋式斜坡道，溜井可布置在螺旋的幾何中心；目前，國外地下無軌礦山普遍采用15%坡度。隨著回采工作由下向上進行，螺旋道逐漸向上延伸。在螺旋斜坡道中間開鑿一礦石溜井，對掘進施工和回采時出礦都有利。對兩條或更多斜坡道掘進時，宜采用平行掘進，逐漸連通，可改善通風(fēng)等施工條件。螺旋式斜坡道開拓布置如圖2。安慶銅礦的斜坡道坡度為15%。以從上向下掘進為主，隨著下部各中段聯(lián)絡(luò)道的形成和豎井開拓的延伸，

15、采用了上、下向同時掘進的工序。2.4、其它設(shè)計要求2.4.1斜坡道路面無軌設(shè)備斜坡道的路面鋪設(shè)沒有規(guī)定要求，需根據(jù)礦山具體情況定。無軌設(shè)備路面有：碎石路面、混凝土路面、鋼筋混凝土路面和冷瀝清路面。無軌設(shè)備運輸平巷路面普遍采用的經(jīng)濟型路面是碎石路面；作為無軌設(shè)備永久性的斜坡道的路面，宜鋪設(shè)混凝土路面或鋼筋混凝土路面。安慶銅礦無軌設(shè)備斜坡道的路面全部以混凝土鋪設(shè)。2.4.2無軌斜坡道規(guī)格 應(yīng)根據(jù)斜坡道作用、路面鋪設(shè)情況、所有無軌設(shè)備的最大外形尺寸和內(nèi)外回轉(zhuǎn)半徑來確定其規(guī)格。行車道寬度與車輛寬度、車輛速度有關(guān)，斜坡道寬度在此基礎(chǔ)上要加大人員自由通行寬度8001200mm，車輛邊緣與巷道壁最小距離200mm。人行道凈空高度一般為800mm，在確定斜坡道高度時要考慮設(shè)備行走時的波動，機械外形與懸掛突出部分最小間距為300600mm人行道路面應(yīng)高出行車道路面，同時考慮風(fēng)水管、照明及通風(fēng)管的所占位置。 安慶銅礦斜坡道規(guī)格設(shè)計為斷面寬4.2米、高3.75米。3.