钢制溜矿井破坏机理研究.pdf

第5 5 卷第4 期有色金属 矿山部分2 0 0 3 年7 月 钢制溜矿井破坏机理研究 望儿山金矿聂培强’ 摘要术文通过对望儿山金矿钢制溜矿井破坏彤式的分析，搽讨总结出溜井破坏的机理与原固，并提出了 一些解决的对策和建议。 关键词钢制溜井破坏机理研究 1 D 8A 望儿山金矿 以下简称我矿 自9 0 年代初期采 用上向分层充填法以来，一直使用钢板卷制而成的 溜矿井，其规格为】0 0 0 m m 9 8 0 m m 1 0 0 0 r a m 大 头直径小头直径长度 ，钢板厚度4 ～6 r a m 不 等。这种形式的溜矿井为我矿的发展作出了巨大的 贡献。但是，随着使用年限的增长，钢制溜井破坏的 频率也呈逐步加快的趋势，特别是近一年来，由于我 矿生产能力的增加，对损坏溜井的维护工作愈加繁 重，在某种程度上已影响了正常生产。为了从源头 上解决这个问题，本文就其破坏机理进行了探讨和 研究。 1 钢制溜井的破坏机理 1 ．1 钢割溜井破坏形式分类 从我矿使用的情况来看，溜井的破坏形式大体 上可以分为以下5 种 1 靠近采场底部的溜井与溜井问开焊、脱落。 此种破坏形式多见于溜井下部。 2 靠近采场下盘溜井的半圆井壁上出现孔洞， 此孔洞多出现于采场高度的1 ／2 以下。此种破坏形 式多出现在矿体倾角较缓的采场中。 3 在溜井的下部靠近采场上盘的半圆井壁上 出现孔洞。此种破坏形式多出现在矿体倾角较陡的 采场中。 4 溜井卷制时的焊接缝裂开。此种破坏形式 多出现在矿体倾角较缓的采场中。 5 其他形式的破坏，包括出矿漏斗损坏或处理 堵塞溜井的炮击等。 以上几种破坏形式中，第 2 、 3 、 5 比较多 见，对我矿的生产影响较大，值得引起我们的重视和 研究。 1 ．2 溜井破坏机理分析 * 聂培强助理工程师山东莱州2 6 1 4 4 I 以上所列几种破坏形式，它的产生机理和原因 各不相同，要对它们分别进行探讨研究。现在结合 图示一一分析说明 对于第 1 类情形，如图】 a 所示，在我矿部分 采场中采用了用探矿天井作为溜井使用。将钢制溜 井直接架设在天井中，溜井与天井间利用如6 m m 的圆钢焊接。这种施工形式节约了钢制溜井，降低 了成本。但是溜井与 t 3 6 m m 的圆钢之间的焊接是 点与点接触，不能承受太大的动载荷，溜井在出矿过 程中容易发生振动位移变形．溜井与 3 6 r a m 的圆 钢之间就会发生焊接松动，直接导致溜井脱落不能 使用。在我矿一1 9 1 0 北溜井就属于此种。 对于第 2 类情形，如图1 b 所示，由于矿体的 倾角较小，使得溜井沿矿体倾角架设，矿石在溜井的 下滑运动中，与溜井的下沿半圆井壁产生摩擦力，而 摩擦力表示为 { G C o S a ” 式中，f 一溜井所受矿石的摩擦力； G 一单位矿石的重力； n 矿体的倾角； p 一摩擦系数。 从公式可以看出，矿体的倾角越小．井壁所受的 摩擦力就越大，破坏程度就越大。特别是溜井长期 处于矿石高速的摩擦和冲击作用下，溜井便会出现 孔洞损坏。在我矿一1 9 0 5 、一1 5 1 4 等溜井就属于此 种。 对于第 3 类情形，如图1 c 所示，在我矿溜井 架设时。有这样～个习惯，我们将最初几节溜井垂直 架设在漏斗[ _ i 上．这样便形成了溜井的最下段是竖 直的．在由竖直段转向倾斜时就会形成弯角。其实 这也是由我矿穿脉出矿形式造成的。大家知道，我 矿的漏斗在与溜井连接时，不太容易倾斜架设，如采 用沿脉架设则很容易解决。由上面公式知道，矿体 倾角大，矿石对井壁的摩擦会减轻，但是矿石由倾斜 万方数据 第4 期 聂培强 } } 9 制涸矿井破坏机理研究 2 9 段高速下滑进人紧直段时．就会商接撞击作用在弯 角下的井壁上A 点，在A 点会发生反弹撞击到B 点，由B 点到C 点．直到矿石的势能消耗减少为止。 这样会在A 点B 点C 点出现孔洞破坏。在我矿 1 9 0 4 、一2 3 0 2 V 2 、一2 3 0 8 V 2 溜井就属于此种。 对于第 4 类情形，是由于在溜井架设时，施工 人员将溜井卷制时的焊缝放在下沿，在采场淋帮水 的长期冲刷腐蚀下．发生化学作用，导致焊接缝涨裂 破坏。在我矿一1 9 1 0 南溜井就属于此种。 对于第 5 类情形，主要是以下几种情况其一 由于在溜井施工中，溜井在矿体走向上发生偏斜，导 致溜井堵塞用爆破方法处理时炮击破坏；其二是由 于漏斗口上额墙施工质量差被矿石撞击破坏；其三 钢板质量较差，强度耐磨度较小等等。在我矿一 l5 1 4 、一2 3 0 4 V 1 南溜井就属于此种。 2 解决的对策和建议 鉴于以上分析．我们初步了解了我矿钢制溜井 的破坏机理，通过对破坏机理的进一步研究．不难发 现，尽管它们的机理各不相同，但是造成破坏结果的 原因归结起来有两点其一，溜井放空，带来矿石的 势能转化为动能，撞击、摩擦溜井破坏；其二，溜井架 a 设技术、施工质量的影响。为此提出如F 建议 1 在今后，应对溜井放矿作出严格要求禁止放 空溜井。 2 对出矿漏斗【_ _ 1 的架设进行改革，变穿脉出矿 为沿脉出矿。在我矿2 7 0 6 v 1 北溜井从未发生 堵塞就是个成功的例子。 3 在采场第一分层架设溜井时，就建立溜井的 技术参数台帐，其内容包含溜井的倾角、方位角，与 采场内固定参照物的原始距离等，由采矿、测量人员 进行严格监督施工，防止架设偏差。 4 对溜井的下部1 ／2 段采用高强度钢板．并 对易发生损坏部位增加辅助钢板。 5 积极开展新材料实验工作，寻求耐磨、耐腐 的溜井新材料。 3 结语 望儿山金矿在2 0 0 2 年中，对溜井的维修量是很 大的，几乎在每个采场每分层都要对溜井进行修补 维护，其花费的人力和物力都是很大的。如果彻底 解决好溜井架设问题，将对降低生产成本提高生产 效率有举足轻重的作用，同时也为解决类似问题提 供借鉴作用。 c b 图l 溜井破坏机理分析 卜矿体Iz 一四采牵问；3 钢板溜井；4 尾砂体； 5 直径3 6 m m 圆钢} 6 一探矿天井l7 出矿漏斗；8 一出矿穿脉口 万方数据