用斜井开拓开采矿层的限制和可能性

[摘 要]伴随着我国社会经济的快速发展下，采矿企业得到前所未有的进步。其中，在矿产开采中，采矿技术与采矿设备是提高采矿质量与效率的重要保证。其中，斜井开拓与开采矿层作为矿业开采的技术之一，在实际实行中会有多种选择，并且会从根本上改变整个矿山的结构。本文深刻阐述斜井开拓开采矿层的限制与可能性，进而为我国矿业企业在开拓与开采矿层中提供基础保障。

[关键词]斜井开拓；开采矿层；限制；可能性

中图分类号：TD821 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01

从整体性角度而言，斜井开拓与开采矿层有着非常多的选择，它能够矿山的组织结构进行改变，而立井与水平巷道的明确概念是对斜井进行范围内的竖固支柱，使其在缓倾斜、倾斜以及急倾斜的基础上进行矿产开采。[1]从煤矿的发展历程中，很多矿业企业对斜井的斜角进行探讨与实践，在经过长时间实践与努力中，找到适合的斜井开拓与开采矿产的基本方式。

一 矿层开拓的可能性

在受到安全要求的基础上，开拓矿层需要两条单独的地面通道，使其形成组合的可能性，一般是两个斜井、一个斜井和立井。[2]通常情况下，对于规模比较小，矿层比较浅的矿层需要利用两个斜井对其进行开拓与开采，通过笔者经验得知，利用该方法能够提高经济效益，矿产的运输量也会有所提高，但是该技术在通风技术上受到一定的阻碍。而对于使用规模比较大的矿层则需要利用斜井与立井组合，其中斜井在依赖钢丝绳的基础上对资源进行运输，对人员进行输送，其通风设施主要分布在主路。在根据斜井的基本功能上，要想从根本上完整立井任务，满足通风要求，那么需设立两个立井。

二 斜井掘进

（一）勘探

立井范围之内的超前钻孔以及地球物理与水文的数据，是立井勘探中不可获取的重要组成部分，并由此对支护的方式、支护的轻度以及凿井法进行确定。相反斜井的准备工作是对倾角进行准备，虽然在掘进中受到地质问题的影响，但已经确定的岩层受到完全特殊的设计特征。

（二）倾角

现代胶带运输机要求倾角的倾斜度为33%，但是越来越多的工程师会选择将倾角控制在25%，其优点主要通过倾角以及深度进行结合，使其能够达到相应的深度。[3]（表1），除此之外，斜井的轻度在被认为是有点的同时，也包含着一定的缺点，便是在注浆之后残留的水会以自然的方式流入到潜水泵滞洪，会给矿层造成浸润现象，进而为矿层开采造成大规模的修理工作。

表1 斜井长度在倾斜25%时的可达深度

（三）入口

将井筒口可以建设在矿层之中，一般矿层是由厚度不厚且不见影的岩石与坚岩组成，在对井筒口与入口进行建设的时候，需要穿过不坚硬的矿层，如果在建设中遇到风化比较严重的岩石，则需要浪费大量的经济费用。通常情况下，技术人员会将入口建设在由石子、细砂以及黏土层的矿层内，并且会对侧壁崩坍现象进行考虑，从地下水水位下降的角度而言，在受到自然边坡角的影响下，挖基坑的距离会变大。另外，延伸可以采用钢板撞墙进行保护，使最终支护得到防护的作用，而基坑需要利用加固混凝土墙进行防护，将其放置在已经充填浸润土的基坑之内，利用垂直混凝土墙内进行横撑支柱，但是值得注意的是在相切的圆形混凝土的土墙内，在沿着隔水层的接触面的两侧加固是没有必要的。[4]

除此之外，在隧道掘进的时候，不坚硬的岩石中需要采用常规支架，该类支架主要是由混凝土、铸钢进行组成的拱形架，可与其它的方式进行配合使用，比如像注浆水、地下水位下降进行密封处理，但是，在对其进行斜井开拓的时候，需要考虑到相关因素：岩石的叠加种类、斜井的端面、地下水的回流、支护对负荷所造成的影响等。

三 斜井的限制

（一）深度

在矿产开采中，如果不考虑倾角、岩石的基本状态以及涌水量、通风，那么便无法对斜井所到达的深度进行确定。但是改现象只能根据相应情况进行确定，需根据胶带运输机的允许倾角范围，使其选择最大的倾角。

从运输与通风的发展狂热以推断出断面情况，断面必须与地质学与支护的可行性有所关联，并且在长时间实践中得知，地质与通风是斜井开拓与开采工作中的主要限制因素。

（二）地质

地质条件是斜井开拓与开采工作中最为重要的组成部分，在根据资料得知，对于深度为430m左右的侏罗纪以及三叠纪层，需采用注浆但是不能隔绝间隙水的浸入，尽管在浸入水之后粘度有所增高，但是其抗压强度会有所降低，容易被地下水挤出。[5]另外，如果具备比较充足的凝固强度，在进行贯通之后则不需要在岩石区域上进行负荷的加重，但是需要具有承受力的支护方式。并且在立井内实验中得知，在斜井内使用支护方式是非常具有必要的。

（三）通风

对矿层而言，通风是极其重要的，并且在斜井与立井的连接上起到非常重要的作用，比2百万吨矿产而言，不仅要对其极限进行考虑，并且需要对通风情况进行分析与研究，一般情况下，2百万吨只需要两个斜井是无法达到的，需要与立井进行连接。因此，需要设计断面面积大的斜井与进风立井、通风立井进行配合，才能从根本上解决这一问题。

四 斜井与立井的对比

（一）生产方面

在生产方面，斜井有着诸多优点，其中包括：

（1）在遇到紧急情况的时候，斜井可以继续使用，并且不用机械装置对其进行辅助；

（2）在相应的极限之内，或者是在运输条件不间断的情况下，斜井仍然可以进行升降与检修；

（3）在胶带运输机连续运行的时候，斜井的运用指挥消耗掉运输设备80%的额定功率；

（4）斜井的安全柱在与立井安全柱的比较重，其材料损耗比较高，安全性能高；

（5）斜井的气动阻力系数要比立井的气动阻力系数高于40%左右；

（6）在斜井斜角倾斜度数超过25%的时候，斜井的长度要与4.12倍深度相符合。[6]

（二）费用方面

在费用方面，矿业企业在对矿产资源进行开采的过程中，无论是开拓费用、设备费用还是机器费用、运输费用，斜井所需要的费用要低于立井所需费用。另外，如果一个矿产企业要开采5亿吨的矿层，那么需要采用立井与斜井的组合，一般以两个斜井一个立井，或者三个斜井，在立井与斜井的组合中，如果开采的深度比较浅，那么会使用至少一个通风井，该通风井的直径面积不会太大，并且井筒的设备比较少，所使用的费用比较少。而相反，如果在开采中选取三个立井，则使用的费用会得到明显提高。

五 结语

在科技的发展， 社会的进步中，矿业资源成为了当前社会中最具影响力的行业之一，其中，在矿产资源的开采中，其采矿技术与设备是影响采矿质量、效率的基础，并且也是从根本上保障采矿人员安全性的重要保障。其中，斜井开拓与开采矿层对矿产资源的开采起到极其重要的作用，在诸多有优点之余也受到地质、通风等方面的限制，因此，在设计与施工中，需根据当地地质条件，针对性的利用斜井开拓与开采，提高其可能性与安全性。

参考文献

[1] 刘梦秋，谷新建，郑剑洪.多级倒段反斜井矿仓连接技术在板溪锑矿的应用[J].黄金，2011，08：35-37.

[2] 芦世俊.缓倾斜薄矿脉分条推进连续出矿高效采矿工艺[J].金属矿山，2010，10：17-19+23.

[3] 尹幸忠，徐从贵.德兴罗家墩金矿斜井开拓方案的探讨[J].采矿技术，2010，06：11-13+44.

[4] 南世卿.露天转地下开采过渡期采矿方法及安全问题研究[J].现代矿业，2009，01：27-32.

[5] 李学东，王文书.千树塔煤矿工业场地位置及开拓方式选择[J].山西煤炭，2014，02：70-72.

[6] 南世卿.露天转地下开采境界顶柱稳定性分析及采矿技术研究[D].东北大学，2008.