? ? ? 溜? ? 井

?1、簡介

? ? ? ?溜井，指利用自重從上往下溜放礦石的巷道，作為地下金屬礦山輔助開拓巷道之一，被普遍運用在地下金屬礦山放礦工作上。

? ? ? 溜井的應用范圍和溜井系統(tǒng)大致可分為兩種：

? ? ?（1）平硐溜井出礦系統(tǒng)。（2）豎井箕斗提升的集中出礦系統(tǒng)。

? ?1.1 溜井位置的選擇

? ? ? ?在設計開拓運輸系統(tǒng)時，如需采用溜井放礦，應確定溜井的位置，應注意以下基本原則：

? ? （1）根據(jù)礦體賦存條件使上下階段運輸距離最短，開拓工程量小，施工方便，安全可靠，避免礦石反向運輸；

? ? （2）溜井應布置在巖層堅硬穩(wěn)固、整體性好、巖層節(jié)理不發(fā)育的地帶，盡量避開斷層、破碎帶、流砂層、巖溶及涌水較大和構(gòu)造發(fā)育的地帶；

? ? （3）溜井一般布置在礦體下盤圍巖中，以免溜保安礦柱和影響生產(chǎn)。當圍巖破碎而礦體穩(wěn)固時，則可布置在礦體中，有時可利用采區(qū)天井放礦；

? ? （4）溜井裝卸口的位置應盡量避免放在主要運輸巷道內(nèi)，以減少對運輸干擾和礦塵對空氣的污染。

2、溜井放礦能力

? ? ? ?溜井放礦能力的波動范圍很大。它主要取決于卸礦能力、放礦口的裝礦能力及巷道的運輸能力。為了使溜井能持續(xù)出礦，保證礦山正常生產(chǎn)，溜井中必須貯存一定數(shù)量的礦石。此外，應使卸礦口能力大于出礦口的放礦能力。放礦口的裝礦能力主要取決于下部巷道的運輸能力；卸礦口的卸礦能力主要取決于上部水平的運輸能力和采場出礦能力。

? ? ? ?溜井放礦生產(chǎn)能力，可按下式估算：

W=3600 λFαγυη/K

? 式中? W——溜井放礦生產(chǎn)能力，t/h;

? ? ? ?λ——閘門完善程度系數(shù)，一般為0.7~0.8；

? ? ? ?F——放礦口的斷面積，m2

? ? ? ?α——礦流收縮系數(shù)，一般為0.5~0.7；

? ? ? ?γ——礦石實體重，t/m；

? ? ? ?υ——礦流速度，通常取0.2~0.4m/s；

? ? ? ?η——考慮到堵塞停歇時間等因素的放礦效率，通常取0.75~0.8；

? ? ? ?K——礦石松散系數(shù)，一般為1.4~1.6。

? ? ? ?國內(nèi)礦山生產(chǎn)實踐證明，當溜井中貯備一定數(shù)量的礦石，各運輸水平的運輸能力能滿足放礦口及卸礦口的能力時，則溜井的生產(chǎn)能力時很大的。正常情況下，每條溜井每天可放礦3000~5000t。

3、溜井的形式

? ? ? ?國內(nèi)金屬礦山的主溜井，按外形特征與轉(zhuǎn)運設施，有以下幾種主要形式：

? ? ? ? ?（1）垂直式? 從上至下呈垂直的溜井，如圖3.1所示。各階段的礦石由分支斜溜道放入溜井。這種溜井具有結(jié)構(gòu)簡單，不易堵塞，使用方便，開掘比較容易等優(yōu)點，故國內(nèi)金屬礦山應用比較廣泛。它的缺點是貯礦高度受限制，放礦沖擊大，巖石容易粉碎，對井壁沖擊磨損較大。因此，使用這種溜井時要求巖石堅硬。穩(wěn)固、整體性好，礦石不易粉碎；同時溜井內(nèi)應保留一定數(shù)量的礦石作為緩沖層。

? ? ? ? （2）傾斜式? 從上到下呈傾斜的溜井，如圖3.2所示。這種溜井長度較大，可緩和礦石滾動速度，減小對溜井底部的沖擊力。只要礦石堅硬不結(jié)塊，也不易發(fā)生堵塞皆可使用。溜井一般沿巖層傾斜布置可縮短運輸巷道長度，減小巷道掘進工程量。但傾斜式溜井中的礦石對溜井底板、兩幫和溜井貯礦段頂板、兩幫沖擊磨損較嚴重。因此，其位置應選擇在堅硬、穩(wěn)固、整體性好的巖層或礦體內(nèi)。為了有利于放礦，溜井傾角應大于60°。

? ? ? ? （3）分段垂直式 ?當?shù)V山多階段同時生產(chǎn)，且溜井穿過的圍巖不夠穩(wěn)固，為了降低礦石在溜井中的落差，減輕礦石對井壁的沖擊磨損與夯實溜井中的礦石，而將各階段的溜井的上下口錯開一定的距離。其布置形式又分為瀑布式溜井和接力式溜井兩種，分別見圖3.3及圖3.4示意圖。瀑布式溜井的特點是上階段溜井與下階段溜井用斜溜道相連，從上階段溜井溜下的礦石經(jīng)其下部斜溜道轉(zhuǎn)放到下階段溜井，礦石如此逐段轉(zhuǎn)放下落，形若瀑布。接力式溜井的特點是上階段溜井中的礦石經(jīng)溜口閘門轉(zhuǎn)放到下階段溜井，用閘門控制各階段礦石的溜放。因此當某一階段溜井發(fā)生事故時不致影響其他階段的生產(chǎn)；但每段溜井下部均要設溜口閘門，因此生產(chǎn)管理，維護檢修較復雜。

? ? ? ? （4）階梯垂直式 ?這種溜井的特點是上段溜井與下段溜井相互距離較大，故中間需要轉(zhuǎn)運，如圖3.5。這種溜井僅用于巖層條件較復雜的礦山。例如為避開不穩(wěn)固巖層而將溜井開成階梯式，或在緩傾斜礦體條件下，為縮短礦塊底部出礦至溜井的運輸距離時采用。

4、溜井的結(jié)構(gòu)參數(shù)

? ? ? ?為了保證溜井持續(xù)、可靠、安全地溜放礦石，需正確的選擇溜井的結(jié)構(gòu)參數(shù)。圖3.1是溜井的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖，它包括卸礦硐室、卸礦口、溜井井筒、貯礦倉、溜口（裝放礦閘門）、中間階段硐室和斜溜道、檢查天井和檢查平巷。

? ? ? ?垂直式溜井的斷面形狀有圓形、方形及矩形等。由于圓形斷面利用率高，穩(wěn)固性和受力狀況較好，礦石對溜井磨損程度小且均勻，故生產(chǎn)中使用較多。

? ? ? ?傾斜式溜井的斷面形狀有拱形、梯形、矩形、方形、圓形等。因拱形、矩形斷面施工方便，穩(wěn)固性較好，故使用較多。

? ? ? ?溜井的斷面尺寸主要取決于溜放礦石的最大塊度，并考慮礦石的黏結(jié)性、濕度及含粉礦量等因素。溜井的斷面直徑（或最小邊長）D=通過系數(shù)n*最大塊度d。通過系數(shù)一般取5~8為宜。

? ? ? ?垂直溜井中，礦石對溜井沖擊磨損均勻，在貯礦的情況下，具有比斜溜井堵塞的可能性小、穩(wěn)固性好等優(yōu)點，故主溜井多采用垂直式溜井，采用傾斜式溜井的較少。為了保證礦石在溜井中順利流動，不致堵塞，傾斜式溜井的溜礦段傾角應大于礦石自然安息角，一般應大于55°；貯礦段應等于或大于所溜放礦石粉礦堆積角，通常不小于65°~75°。溜井的分支斜溜道不作貯礦用，而且長度不大，溜道底板傾角可以采用大于礦石的自然安息角，可在45°~55°之間。

? ? ? ?在溜井最上一個卸礦口，一般是礦石從礦車中直接卸入溜井。為防止超過允許塊度的大塊礦石進入井筒造成堵塞，在卸礦口裝設格篩，格篩的網(wǎng)格大小按允許落入溜井的最大塊度而定。

重要說明

? ? ? ?全文轉(zhuǎn)載自王青、任鳳玉等．采礦學．北京：冶金工業(yè)出版社，2011年4月第二版：P180—P183

? ? ? ?文中插圖均由東北大學深采重點實驗室20級碩士李章超、張豪同學提供。