0 前言

紫金山金矿位于福建省上杭县境内的紫金山上。紫金山山势崎岖险峻, 地形复杂, 海拔1000多m。紫金山金矿是一个地采转露采的特大型黄金矿山。2003年采剥总量为1698多万m³。采矿总量为590多万m³, 年产黄金约9, 5t, 是全国最大单体黄金矿山。紫金山金矿采用平峒溜井开拓运输方式, 全矿共应用6条溜井溜放矿石, 溜井下口标高皆为520m.井深分别为250~380m。6条溜井自2001年12月至2003年3月陆续投入使用至2003年年底。全矿共发生溜井堵塞301次。一旦发生溜井堵塞, 如何安全快捷进行疏通, 及时恢复生产, 减少溜井堵塞带来的经济损失, 这是个重要问题。认真研究疏通技术, 寻求合理的疏通办法, 对于紫金山金矿生产安全和提高经济效益都有极其重要的意义。

1 溜井堵塞情况

紫金山金矿溜井堵塞, 按堵塞部位分为底部溜口堵塞和井筒堵塞, 井筒堵塞又分为上段和下段堵塞, 至2003年年底, 全矿共发生堵塞301次, 其中溜口、上段、下段堵塞次数分别为204次、51次、46次。所占比例分别为堵塞总次数的68%、17%、15%;按造成堵塞的原因, 可分为大块堵塞、粉矿结拱及其组合的粉矿堆积—大块堵塞三类。三类堵塞次数分别为48次、15次、238次, 所占比例分别为16%, 5%, 79%。

2 堵塞后疏通的工作程序

溜井一旦建成投产, 堵塞是不可避免的。溜井生产管理既要重视堵塞的预防, 更要研究堵塞后的疏通技术, 堵塞后须安全快捷进行疏通, 及时恢复生产。经过反复应用实践, 处理溜井堵塞的工作程序应按以下三个步骤进行。

(1) 摸准堵塞部位。要处理堵塞, 首先要弄清堵在哪里, 具体定位堵塞处的高程范围。弄清堵塞部位的方法主要有五类:①简易测算法—按入井与输出矿量调度记录及溜井断面进行计算, 可大致确定堵在哪里。②实际观察法—有检查天井、检查平巷, 实际进行查看。③测量法—包括井口吊绳线实测、溜井下部施放氢气球实测等。④推算判断法—按溜井有不合理结构处分析判断堵在哪里。⑤排除法—上述方法综合, 逐段排除上段、下段, 可判断得出在中段堵塞。总之, 可采取多种方法量测和确定溜井堵在哪里。

(2) 弄清堵塞原因。在摸准具体的堵塞部位后, 通过分析、判断和生产实际情况记录、气象与降雨记录等, 弄清属大块堵塞、粉矿结拱堵塞还是粉矿堆积一大块复合型堵塞, 不同的堵塞类型用不同的处理方法方可奏效。

(3) 因地制宜地确定处理方法。不同类型的堵塞适用不同的处理方法, 不同方法处理的效果差别很大。判断出堵塞部位后, 要因地制宜、针对性地选用安全、有效的处理方法。

3 堵塞后的疏通方法

国内同类矿山常用溜井堵塞的疏通方法主要有4种^[1], 见表 1。

紫金山金矿6条溜井井深分别为250-380m, 段高60~80m, 大都无疏通副井。参考国内同类矿山经验。结合不同堵塞情况, 运用以下几种方法疏通效果明显。

3.1 一般爆破法

用爆破法处理堵塞故障是最常用、最有效的方法。从爆炸力学原理分析, 炸药爆炸产生的地震应力波转化为空气中的冲击波、甚至在炸药本身内的爆轰波都得到不同程度的利用来处理堵塞、疏通溜井。广泛用于处理大块堵塞、粉矿堆积一大块复合型堵塞最有效, 对粉矿结拱类用爆破破坏拱脚亦有效。该矿有5条溜井多次在放矿口进行小药量爆破。对于井筒段堵塞.利用有些原地采时留下的平巷来运送炸药, 条件合适的开掘小段联络巷道运送炸药, 进行爆破处理, 都达到疏通目的。爆破法处理堵塞特别应注意的是防爆破震害, 严格控制用药量.特别是放矿溜15要保护振动放矿机、溜15上眉线和底板等设施不受危害; 同时, 该矿402^#, 403^#、801^#溜井770m标高以上井筒通过地段为软弱松散的工程地质岩组, 应控制药量防爆破引起井壁损坏导致井壁塌方。

3.2 接杆举药爆破法

接杆举药爆破法有3种提杆方式, 见表 2。

接杆举药爆破法是通过提杆将整体装置上升至爆破点进行固定, 然后用细钢丝通过滑轮将药包提送到位进行爆破。接杆举药爆破法主要运用于溜井中间部位堵塞的疏通。

该矿402^#、403^#溜井, 井深特别大, 溜井下15标高为520m.上口开始使用时标高分别为892m和900m, 井筒上段共发生26次堵塞, 基本上都是采用接杆举药爆破法进行疏通。如2002年5月上旬和11月下旬.402^#溜井730m至750m处及403^#溜井760m处, 由于井筒局部断面较小、天气连续降雨和某工程公司入井矿石块度超标等原因, 多次造成大块堵塞。为此, 利用720m巷道为操作平台, 根据堵塞点与720m的距离, 结合考虑安全性, 分别采用人工、机械、杠杆提杆方式举药进行爆破疏通, 都达到目的。

3.3 水冲法

溜井的底部溜口底板、振动给矿机台板因粘结性粉矿堆积而使流通断面减小, 遇到较大块度即产生堵塞。只要条件许可, 采用水冲法处理该部粉矿粘结、平衡拱和堆积死矿堆, 是处理堵塞最有效的方法。比爆破法更快捷、更经济。该矿6条溜井由于溜15设计不够合理, 在底部溜口部位共发生堵塞204次, 占总数68%。早期采用爆破法处理, 为防止溜口设施受爆破震动破坏, 必须控制药量进行爆破, 因此效果较差, 最多时一个班爆破4~5次。后全部改用水冲法进行处理, 效果更好。用高压水冲洗, 尤其是用水枪射流, 压力大, 流量小, 将粉矿堆积物和死矿堆冲洗下来, 跟着平衡拱也自然垮落, 水流直接流出, 效率高, 很干净, 也不会造成跑矿。

3.4 矿用火箭弹处理法

利用专门处理溜井堵塞的矿用火箭弹, 发射后在堵塞段下表面爆破, 达到疏通溜井的目的。该方法仅适用竖井井筒段高位堵塞, 而下方又有发射火箭弹的平巷时使用。该矿301^#溜井井筒下段600m左右处曾发生粉矿堆积—大块组合堵塞, 井筒堵塞段属完整坚硬的工程地质岩组。堵塞部位距最近巷道为520m平巷。后在520m平巷发射矿用火箭弹进行爆破处理, 达到疏通溜井目的。但矿用火箭弹单价1万多元, 成本太高。

3.5 压风吹处理堵塞法

用高压风处理结拱和粉矿堆积堵塞也是一种有效方法, 使用条件是粉矿含水率 < 7%, 干燥状态下有效。旱季可用。由于该矿地理位置处于南方多雨地区, 在秋天干燥时期, 对于溜lYl部位发生粉矿堆积堵塞可采用压风吹法进行处理。

4 结语

(1) 溜井建成投产后, 受矿岩物理力学性质和溜井结构先天因素影响^[2], 溜井堵塞是不可避免的, 堵塞后要快捷安全有效进行疏通, 就须结合矿山实际, 严格按照工作程序有条不紊进行处理。

(2) 溜井堵塞疏通方法很多, 不同类型堵塞适用不同的疏通方法。就紫金山金矿这类井深高、几乎无疏通副井、堵塞频率较高的溜井而言, 对于大块堵塞, 堵塞部位有送人炸药的通道, 一般爆破法最有效; 对于堵塞部位发生在溜井中间, 无良好送药通道, 采用接杆举药法爆破很有效:对于粉矿结拱堵塞, 用高压水冲法最有效, 也可采用矿用火箭弹和压风吹进行处理。总之, 要因地制宜、针对性地选用安全、有效的疏通方法。

(3) 各种类型的堵塞都有其有效处理办法, 但最好的办法是预防它出现。预防溜井堵塞是复杂的综合性的课题, 归根到底就是降低堵塞出现的概率, 将堵塞消灭于萌芽之中。