豎井上部中段粉礦回收平臺設計與施工

莊永曉 周新勍

（中國瑞林工程技術股份有限公司）

在礦山豎井箕斗提升中，粉礦撒落不可避免，需要設置合理的粉礦回收設施［1］。對于采用箕斗提升的豎井，必須在井底設粉礦回收裝置，做到及時清理回收［2］。某大型黃金礦山主井采用雙箕斗提升，井下設計2套獨立的箕斗裝載系統，在井底粉礦回收系統建成之前，上部中段箕斗裝載系統先投入使用，因此，需要在上部中段設置1套粉礦回收系統。粉礦回收系統由粉礦回收平臺、粉礦回收中段巷道及電梯井組成，由于粉礦量較大，粉礦不能大量堆積在平臺上。所以，粉礦回收平臺需確保結構安全可靠，能截住上部裝載系統掉落的粉礦，且滿足耐久性、適用性的要求。粉礦回收平臺的設計與施工影響粉礦回收系統的工作效率，同時也確保了上部中段箕斗裝載系統的正常運行［3-5］。當前，粉礦回收系統一般設置在井底，在上部中段設置的情況較少。

1 工程概況

某黃金礦山設計生產規模為8 000 t/d，采用豎井+斜坡道開拓方式，設立主井、副井、回風井及斜坡道。主井凈直徑為6.7 m，采用雙箕斗提升，井筒內設置交通罐作為人員上下的出入口，井下設置2套箕斗裝載系統，前期為服務上部中段，在-980 m 中段設置箕斗裝載硐室；后期為服務下部中段，在-1 330 m 中段設置箕斗裝載硐室，在井底設置粉礦回收系統。為縮短建井工期，主井采用一次建設到底的方案，在-980 m 中段箕斗裝載系統率先投入使用時，井底粉礦回收系統暫未建成，所以計劃在上部中段設置1套粉礦回收系統。-980 m 中段箕斗運行時，粉礦量約30～40 t/d，井筒內粉礦回收平臺的設計與施工成為影響-980 m 箕斗裝載系統正常運行的關鍵。根據井筒布置，在-1 060 m 粉礦回收水平設雙面馬頭門，靠近箕斗側馬頭門回收粉礦，靠近交通罐側馬頭門作為井下人員進出通道?；放c交通罐之間全程采用封閉板隔開，防止箕斗提升時粉礦掉落至交通罐內傷人。

2 粉礦回收平臺設計

粉礦回收平臺采用鋼梁、鋼板與橡膠襯板制作，鋼梁采用礦用工字鋼，鋼板采用耐磨鋼板，鋼梁與鋼板均需進行防腐處理，且在后期生產中豎井井筒內水面保持低于平臺底部，防止水浸泡鋼梁與鋼板，降低平臺使用壽命。粉礦回收平臺需截住上部掉落的粉礦，且保證交通罐能運行至-1 060 m安全通道馬頭門。平臺具體設計如下。

2.1 粉礦回收平臺布置

本礦山礦石安息角為35°～40°，為方便粉礦掉落至平臺后能自行滾落至-1 060 m 馬頭門內，設計平臺與豎直方向夾角為60°。為使交通罐能順利下放至-1 060 m水平馬頭門位置，靠近交通罐一側不設置平臺封閉。在交通罐側-1 060 m 馬頭門下設置臨時水泵，井壁上敷設排水管，及時將水排入上部中段排水系統，確保井筒內水面高度低于交通罐底部運行的安全空間，且能保證井筒內水面低于粉礦回收馬頭門底板，防止水浸泡粉礦影響清理效率。粉礦回收平臺具體布置如圖1所示。

2.2 平臺固定鋼梁設計

L-1～L-6 采用45a 工字鋼，均采用在井壁開鑿梁窩法固定，鋼梁埋入井壁深度不小于鋼梁高度，L-7、L-8 采用28a 工字鋼，在-1 060 m 粉礦回收側馬頭門內預埋鋼板與L-7、L-8底部焊接固定，上部與L-1之間采用連接鋼板焊接固定。在L-1～L-6 與L-7、L-8連接位置均采用螺栓連接固定，采用C級4.8級螺栓。梁加工時繪制詳細的梁加工圖，準確定位開孔位置，指導施工。

2.3 平臺鋼板1、鋼板2設計

平臺鋼板1、鋼板2鋪設在L-7、L-8上，作為粉礦回收承載平臺，采用布氏硬度400 級的耐磨鋼板，厚度為20 mm，平臺鋼板1 傾斜鋪設在鋼梁上，為橢圓形截面，長軸為13 400 mm，短軸為6 700 mm，具體設計如圖2所示。

圖2中左側虛線部位為與鋼板2連接位置，由鋼板2加工，右側虛線部分為交通罐上下通道。平臺鋼板2連接井筒內與粉礦回收側馬頭門之間的空隙，鋼板2 為長4 000 mm、寬2 938 mm 的矩形截面，鋼板2具體設計如圖3所示。

3 粉礦回收平臺施工

井筒施工到底后，將吊盤下部中心回轉抓巖機與中轉抓頭全部拆除，對吊盤進行簡易改造，然后提升至-1 060 m水平施工粉礦回收平臺，具體施工步驟如下。

（1）施工L-1～L-6 梁窩。利用改造后吊盤作為工作平臺，根據設計準確定位梁窩位置，梁窩均采用風鎬開鑿，實際開鑿尺寸可適當增大，以方便鋼梁安裝。

（2）L-1～L-8 的加工與安裝。L-1 與L-8 在地面加工，按設計開孔，開孔直徑為22 mm，L-1～L-8 采用地面臨時鑿井井架運輸至-1 060 m水平附近，按照設計梁窩布置安裝，L-1～L-6 采取從上至下的安裝方法，由于L-1～L-6 均呈傾斜布置，安裝難度較大，在安裝完畢后需及時進行復核，梁安裝到位并檢查無誤后，所有梁窩均采用C30 混凝土搗固密實。L-1～L-6安裝完畢且梁窩回填混凝土養護達到強度后，安裝L-7 與L-8，L-7 與L-8 斜鋪在L-1～L-6 上，在重合位置采用直徑20 mm螺栓連接固定。

（3）鋼板1、鋼板2安裝。鋼板可按施工要求分割成小塊分塊安裝，每塊安裝到位后與鋼梁焊接固定，與井壁連接位置局部有空隙時，可及時切割鋼板以焊接填補。

（4）防沖擊橡膠襯板安裝。橡膠襯板具有高耐磨、耐沖擊、低噪音、易安裝、耐腐蝕的優點，能延長粉礦回收平臺的使用壽命。在鋼板1、鋼板2 安裝到位后再安裝防沖擊橡膠襯板，主要采用長1 500 mm、寬1 000 mm、厚50 mm 的橡膠板，與井壁連接位置根據現場情況進行切割，橡膠襯板鋪設在鋼板上以后現場開螺栓孔與鋼板固定。

4 粉礦回收平臺的應用

在上部-980 m 中段箕斗裝載系統投入使用后，在-1 060 m 馬頭門內配置1 臺小型鏟運機及時清理粉礦，粉礦掉落到粉礦回收平臺后滑落至-1 060 m馬頭門內，極少部分細顆粒狀粉礦通過井壁與鋼板連接處縫隙掉落至井底，可在后期集中清理。在使用期間，粉礦回收平臺結構安全可靠，粉礦掉落至平臺上噪音較小。由于將井筒內水位控制在-1 060 m 馬頭門底板以下，粉礦未受到大量井壁淋水的浸泡，清理時產生的淤泥較少，粉礦回收工作得到了很好的解決。粉礦回收平臺的設計與施工對豎井提升系統起到了關鍵性的作用。

5 結 論

（1）豎井采取多中段裝載設計時，在上部裝載中段率先投入使用后，可在井筒內布置粉礦回收平臺，構成前期粉礦回收系統。

（2）粉礦回收平臺在豎井井筒內呈傾斜布置，有利于粉礦的高效清理，在大型金屬礦山提升豎井中粉礦量較大時可借鑒使用。

（3）粉礦回收平臺上布置防沖擊橡膠襯板，能有效降低粉礦對平臺的沖擊，延長平臺使用壽命，對于礦井建設施工有卸矸需要的溜槽可借鑒使用。