无轨设备采矿其斜坡道的设计原则.pdf

第 2 l卷 2 0 0 I正 第 4期 8 月 矿 业 研 究 与 开 发 M l NI NG R＆D vd． 2 1 No 4 Au g 2 0 0 1 文章编 号 [ 0 0 5 一Z 7 6 3 Z O O l 1 0 4 一O 0 t 9 0 2 无轨设备采矿其斜坡道 的设计原则 汪 照 流 安庆铜矿 ， 安徽 怀 宁县2 4 6 1 3 1 摘要 文章在介绍无轨设备采旷其斜坡道分类的基础上， 就斜坡道的开拓位置、 线路布置形成、 坡 度、 道路铺设及巷道规格等方面， 详细论述了其设计原则， 并结合安庆铜矿的实际， 说明了无轨设备 采矿的斜坡道合理设计 的重要性。 关键词 采矿； 无轨设备 ； 斜坡道； 设计 中图分类号 T D 8 5 3 ． 1 2 文献标识码 A De s i g n i n g P r i n c i p l e s f o r I n c l i n es i n a T r a c k l e s s Mi n i n g S y s e m WANG Z h a ot i u A n q i n g C o p p e r Mi n e ， Hu a i n i n g C o u n t y ， A n h u i 2 4 6 1 3 1 ， C h i n a Ab s t r a c t C l a s s i f i c a t i o n i s ma d e i n t o t h e i n c l i n e s i n t r a c k l e s s mi n i n g s y s t e ms ．Ba s e d o n t h i s dass i f i ca t i o n ，a d e t a i l ed d e s c r i p t i o n i s g i v e n o f t h e d e s i g n i n g p r i n c i p l e s f o r t h e i n di n es ，wh i c h c o v e r s the d e v e l o p me n t p o s i t io n ，e l e c t r i c wi r e s l a y o u t ， g r a d i e n t ，r o a d p a v e me n t ，i f t d i me n s i o n s e r e I t i s e o n du d ed t h a t r e a s o n a b l e d esi g n i n g o f i n c l i n e s i s v e r y i mp o r t a n t t o t r a c k l e s s mi n i n g ，a s s h o wn h y t h e p r a c t i c e i n An q i n g C o p p e r M i n e ． Ke y Wo r d s Mi n i n g；Tr a ckl e ss mi n i n g e q u i p me n t ；I n c l i n e ；D e s i g n 在采用无轨设备采 矿的地下矿 山， 如何合理地 设计斜坡道， 对提高无轨设备的生产能力、 降低生产 成本 、 改善作业环境具有十分重要的意义。 1 斜坡道的分类 按照斜坡道连通方式的不同可将其分为连通地 表的主斜坡道和中段间辅 助斜坡道 ； 按线路布置方 式的不 同可分为折返式斜坡道和螺旋式斜坡道 ； 按 斜坡道与矿体的相对位 置的不同可分 为下盘斜坡 道、 上盘斜坡道 、 端部斜坡道和 内部斜坡道； 按其作 用的不 同可分为起主井作用的斜坡道和起副井作用 的斜坡道。 中段问的辅助斜坡道对用无轨设备开采的地下 矿 山是必不可少的， 它不仅能起到转移无轨设备的 作用， 同时也是井下作业的通风道 ， 而且还可用于矿 岩运搬或深部探矿。 2 斜坡道的设计原则 设计斜坡道时， 必须对其开拓位置、 线路布置形 式、 斜坡道掘进坡度等阐题进行综合考虑。 2 1 斜坡道的开拓位置 1 作主井使用的斜坡道， 一般设在矿体下盘， 并应考虑矿体开采崩落范围。如加拿大 的 Du m b a t 。 o n 铜镍矿 ， 布置皮带运输机 的主斜坡道位于花岗岩 中， 深部距矿体为 3 0 m， 其崩落角在 7 0 。 下。 2 作副井使用的斜坡道 ， 分两种情况 第一种 是平硐开拓的矿山， 斜坡道为平硐 上的矿体服务 ， 这种斜坡道应尽可能布置在矿体下盘 ， 可不考虑矿 体开采对它的影响。如果斜坡道为平硐 下矿体服 务 ， 应作为永久性设施 。第二种情况是竖井开拓， 斜 坡道起副井作用 ， 其作用时间与矿 山的服务年限一 样， 设计时应作为永久性的井巷工程考虑。 收稿 日期 2 0 0 1 0 30 9 作者简介 EN流 1 蚪8 一 ． 男， 安徽桐挑人 ， 采矿工程师 ， 主要从事无轨采矿技术研究 维普资讯 矿 业 研 咒 与 开 发 第 2 1卷 3 平缓矿体采用斜坡道 与竖井联合开 坡道可设置于矿体一侧 ， 用于开拓、 采矿、 供 中 段问的连接 ， 竖井用于矿石提升。平缓矿体适台斜 坡道开拓， 设计的斜坡道按永久的井巷工程考虑。 4 中段 问辅助斜坡道。其服务年限较短 ， 根 据矿山的具体情况 ， 可设计在矿体上盘、 矿体下盘、 矿体端部或矿体 中。中段斜 坡道设 计在矿体两 端 时 ， 可采取从中间向两端后退的采矿顺序 ； 如果矿石 的稳固性差 ， 可设置于矿体上盘 ， 此时应选用螺旋式 斜坡道； 如果中段问辅助斜坡道设计在矿体下盘， 其 位置距矿体应有一定距离 ， 但这时的斜坡道不能完 全避开下部矿体开采对它 的影响。因此， 斜 坡道开 拓位置的确定， 应视具体情况而定 ， 其原则是要着重 考虑矿体和围岩的稳定性、 斜坡道服务年限和用途。 2 2 斜坡道线路布置形式 斜坡道的布置形式有两种 折返式斜坡道和螺 旋式斜坡道。 1 螺旋式斜坡道。螺旋式斜坡道的几何形状 分为圆柱螺线和圆锥螺线 ， 根据具体条件可 设计 成规则的螺旋线或不规则 的螺旋线。螺旋斜坡道具 有以下优点 投有缓坡段或平坡段， 同样高差下螺旋 式斜坡道线路短 ， 开拓工程量小； 与矿石溜井配合施 工时， 通风条件和 出渣条件好 ； 适用于圆柱形矿体的 开拓 。其不足之处是 掘进技术难度太， 并且要克服 定向测量和外侧超高难度； 无轨设备的操作者能见 距离短， 安全性受到影响； 设备的轮胎和差速器失效 较快 ， 道路维护困难。 2 折返式斜坡道。在折返式斜坡道的整个线 路中， 其直线段长 ， 折 返段短， 直线段变化高程， 折返 段改变方向。其优点是 掘进施工难度小 ； 无轨设备 操作者能见距离长 ， 且有缓坡和平坡段 ， 行车安全性 好 ； 行车速 度可加快 ， 设备排 出废气 的有害成分 降 低； 线路与矿体可保持固定距离； 道路维护方便 其 缺点是 开拓工程大 ； 掘进施工时通风和出渣条件差 。 2 ． 3 斜坡道线路设计原则 根据斜坡道 的用途及服务年限的不同， 设计 时 必须遵循 下原则 1 根据斜坡道 的用途。主斜坡道或矿石运输 量大时宜设计成折返式； 运输量较小或 中段问联络 道可设计为螺旋式。 2 考虑开拓工程量。开拓工程量除斜坡道 自 身的工程量外， 还要考虑掘进时井巷工程 如通风天 井、 钻孔等 和各中段的水平联络道的工程量。因 此 ， 应考虑尽量减少开拓工程量。 3 看服务年限。斜坡道服务年 限长的选择折 返式 ， 服务年限短的选择螺旋式 。 4 视岩层地质条件。根据岩层或地段 的稳定 性 ， 或层理和节理方向的有利性， 合理选择折返式或 螺旋式 5 考虑通风条件。斜坡道具 有通 风功能， 螺 旋式通风阻力大， 折返式阻力较小。 2 4 斜坡道坡度的确定 斜坡道的坡度通常根据其服务年 限、 运输类型 和运输量的大小来确定。若斜坡道作为维修运输和 下放设备 ， 其使用年 限较长 ， 则 最大 坡度不得超过 1 5 ％， 若同时又是矿石运输的通道 ， 则其最大坡度不 得超过 1 0 ％。作为短期使用的斜坡道 ， 如 中问联络 道 ， 其坡度可加大， 当作运输矿石用时 ， 其坡度可达 2 0 ％， 仅作运输设备用时 ， 其坡度可达 3 0 ％。就无 轨设备 的爬坡能力 而言， 一般最 大爬坡 能力 可达 4 0 ％～5 0 ％。但随着坡度 的加大， 其爬坡速度将减 慢 ， 机器损耗加剧， 轮胎磨损严重， 因此， 有的矿山把 小于 l 5 ％的坡度作为降低轮胎消耗的措施 。 2 ． 5 其它要求 1 斜坡道路面。无轨设备的行走路面通常有 碎石路面 、 混凝土路面、 钢筋混凝土路面和玲沥清路 面 ， 一般需根据矿山具体情况而定。运输平巷路面 普遍采用的是经济型碎石路面 ， 永久性的斜坡道则 采用混凝土路面或钢筋混凝土路 面。 2 斜坡道的规格。在 设计 中， 通 常根据斜坡 道的作用、 路面情况等 因素确定其最大外 形尺寸和 内外曲率半径。行车道宽度与车辆宽度 、 车辆速度 有关， 实际行车道宽度应在此基础上加上人员通行 宽度 8 0 0 -1 2 o o mm 。 3 应用实例 进行斜坡道设计时 ， 遵循有关原则是 必要的。 安庆铜矿为例 ， 该矿斜坡道的有关设计如下 开拓 位置在矿体下盘 ； 连通地表与各中段 ， 属于永久性折 返式斜坡道 ； 坡度为 1 5 ％， 采取 lr 从上 向下掘进 为主， 随着下部各中段联络道的形成和竖井开拓的 延伸， 上、 下 向同时掘进 的作业方式 ； 采用混凝土路 面， 宽度为 4 2m， 斜井高度为 3 7 5 m 实践表 明． 这一设计完全满足 了 ， 安庆铜矿的人员、 材料和无轨 设备的安全通行需要 ， 对矿山通风、 深部探矿和开拓 也发挥了重要作用。 维普资讯