地下斜坡道開拓

地下斜坡道開拓形式是在露天采場境界外設(shè)置地下斜坡道，并在相應(yīng)的標(biāo)高處設(shè)置出入口通往各開采水平，汽車經(jīng)出入口和斜坡道在采礦場與地面之間運行。出入口處底板應(yīng)朝向采礦場傾斜，以防止雨水進(jìn)入運輸通道。地下斜坡道中的運輸坑線可采用螺旋式或折返式，螺旋式斜坡道是在露天采場境界外圍繞四周邊幫呈螺旋式向下延深，折返式斜坡道設(shè)在露天礦場邊幫的一側(cè)。由于地下斜坡道不設(shè)在露天的邊幫上，免除了因設(shè)置露天開拓坑線而引起的附加剝巖量和由于邊坡穩(wěn)定性差給運輸工作造成不良影響。同時，由于斜坡道隱匿于地下，避免了氣候條件的變化給運輸工作帶來的不良影響。但地下斜坡道單位體積掘進(jìn)費用高，掘進(jìn)速度慢，生產(chǎn)能力受到一定限制，故僅適用于中小型礦山。

根據(jù)斜坡道的作用可以將斜坡道分為主斜坡道和斜坡聯(lián)絡(luò)道兩種形式。主斜坡道像豎井一樣是礦山溝通地表和井下的主要通道，擔(dān)負(fù)著運輸設(shè)備、材料和人員以及通風(fēng)等任務(wù)。而斜坡聯(lián)絡(luò)道則溝通井下各中段和分段水平，用以調(diào)配井下的設(shè)備、材料和人員。根據(jù)斜坡道的形狀，又可分為螺旋型和折返式兩種。

斜坡道型式受許多因素影響，主要是掘進(jìn)、運行條件、設(shè)備維修、礦體幾何形狀、礦石和圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)以及環(huán)境因素等等。從一般使用情況看，主斜坡道通常采用折返式，而斜坡聯(lián)絡(luò)道通常采用螺旋式。因為折返式斜坡道比較平直、彎道少、視野好，這就提高了安全性，有利于道路的維修，并且最終因車速高，正面交會順利而能改善經(jīng)濟(jì)效果。相反，螺旋斜坡道的視野有限，道路自始至終都處在拐彎狀態(tài)，內(nèi)外側(cè)坡度不同。因而運輸設(shè)備的差速器在整個運行時間內(nèi)都在工作，不利于設(shè)備和道路的維修保養(yǎng)。但采用螺旋型斜坡道可以減少掘進(jìn)工程量。如贊比亞魯卡那地區(qū)的明杜拉礦，為了克服測量和開鑿上的困難以及有利于中間水平的開口，第一條斜坡道就開鑿成折返式的。事實上，以后開鑿螺旋形斜坡道并沒有什么困難，可是掘進(jìn)工程量卻從第一條折返式斜坡道的大約3400呎減少到目前這種形式的2500呎左右。

在運輸量大的礦山可以使用雙斜坡道，一條重載上坡，一條空載下坡，這樣生產(chǎn)力就直接取決于所使用的卡車數(shù)目。已經(jīng)證實，開掘第二條平行斜坡道的費用只相當(dāng)?shù)谝粭l的60%。采用雙斜坡道開拓，所有的運輸向題，諸如卡車排長隊、正面交會、速度改變頻繁等都消除了，不但提高了運輸效率和安全性，也改善了通風(fēng)。扎伊爾共和國的卡蒙托銅礦就是采用雙斜坡道開拓的一個例子。

該礦的主斜坡道坡度為10%，二條平行的斜坡道由一個10米的礦柱隔開，隔一定距離用6.3米寬，4.5米高的巷道貫通，底板上鋪一層30--50厘米的混凝土，頂板和兩幫用噴漿支護(hù)，必要的地方用錨桿支護(hù)。

在埃坦礦體部分，由于最終的年產(chǎn)量只有100萬噸，所以布置了一條單斜坡道。而主礦體和卡蒙托東翼礦體，年產(chǎn)量達(dá)300萬噸，而且以后還要逐年擴(kuò)大，故采用了雙斜坡道運輸。目前，斜坡道延深到836水平，等到延深至2030水平時，斜坡道的總長度大約為17.7公里 。2100433B

在六十年代柴油無軌設(shè)備推廣應(yīng)用的同時，很快就出現(xiàn)了斜坡道的開拓方式。瑞典基魯那鐵礦首次采用了無軌斜坡道的開拓方式。此后，北美、澳大利亞的一些礦山都陸續(xù)設(shè)計并采用了斜坡道的開拓方式。有些老礦山，在引進(jìn)柴油無軌設(shè)備的同時，也補(bǔ)充開鑿了斜坡道。

值得指出，盡管礦山生產(chǎn)初期可以用斜坡道來運輸?shù)V巖，但斜坡道并不是專為提升礦石而設(shè)計的。在礦井深度較大時，一般都轉(zhuǎn)向普通的豎井提升，而斜坡道主要作通風(fēng)和輔助運輸之用。因此，一般不采用單一的斜坡道開拓，而是采用豎井—斜坡道聯(lián)合開拓 。

(一)礦體開拓快、投產(chǎn)早

采用斜坡道開拓系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮無軌設(shè)備的優(yōu)點，除斜坡道掘進(jìn)出碴本身可以利用斜坡道外，其他開拓巷道的出碴也可以利用斜坡道。一旦斜坡道掘進(jìn)到礦體，即使豎井沒有投入使用，也能利用斜坡道出礦。所以加快了礦體的開拓工作，提早了礦山的投產(chǎn)時間。

例如加拿大的基德克里克礦，采用斜坡道開拓后使井下探礦和礦塊采淮工作比豎井開拓提早了18個月。

(二)運輸設(shè)備和材料機(jī)動靈活、速度快

由于無軌自行設(shè)備可以直接從地面到達(dá)井下各中段和分段以及維修車間，這就省去了大直徑輔助井，也避免了拆卸設(shè)備以及在狹窄的天井中搬移時的笨重體力勞動，人員材料可由自行設(shè)備直接送到井下各工作面而無需幾經(jīng)轉(zhuǎn)載重復(fù)運輸。尤為重要的是斜坡道可以隨時分擔(dān)豎井提升礦石的任務(wù)，起到了調(diào)節(jié)運輸?shù)淖饔?。斜坡道運輸系統(tǒng)可以和任何一種采礦方法相結(jié)合，具有最大的靈活性。同時允許使用運輸機(jī)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的提升系統(tǒng)。例如加拿大達(dá)姆巴爾頓礦采用坡度為27%的斜平酮開拓，斷面2.4 x5.5米2，除布置運輸機(jī)外還可通行無軌設(shè)備。

(三)料坡道掘進(jìn)速度快，成本低

在各種開拓系統(tǒng)中，豎井掘進(jìn)成本高，速度慢。相比之下，斜坡道掘進(jìn)既快又省。舉例來說，美國幫克山鉛鋅礦為開拓“J”礦體掘進(jìn)了一條2.4 x 2.6米，，坡度為15°的斜坡道，二條中段平巷，總長度1824米。從時間上說，用一般的開拓方法需要30個月，而用無軌開拓方法僅需20個月。此外無軌開拓每進(jìn)一呢的成本可比一般有軌法節(jié)省10美元。在設(shè)備投資上，無軌開拓僅需裝載機(jī)和卡車，總投資費用較一般方法的電機(jī)車、礦車和裝巖機(jī)要少，還省去了提升絞車和輔助井等的費用。在勞動力方面，無軌運輸僅需二名司機(jī)，而一般方法則需三名電機(jī)車司機(jī)，一名紋車司機(jī)和一名箕斗工。

(四)斜坡道運輸可用于露天開采

露天開采法采用地下運輸有許多優(yōu)點:不必因開拓沿露天礦邊坡的運輸?shù)缆芬约翱紤]邊坡穩(wěn)定而排除大量巖石。消除了氣候?qū)\輸?shù)挠绊?還消除了露天運輸?shù)缆犯浇吰碌拇罅科瑤蛦栴}，并且為將來的地下開采提前作好淮備，具有極大的靈活性。

盡管掘進(jìn)地下斜坡道的成本要比開挖露天運輸?shù)缆飞愿?，但土石方工程量要少得多，因此，總成本還是低的，而且隨著露天礦深度的增加，總成本還將按比例下降。據(jù)估計，對于一個500米深的露天礦，地下運輸系統(tǒng)的成本只是普通露天運輸系統(tǒng)成本的2.8%。

露天礦用斜坡道的形式可以是環(huán)繞露天礦的盤旋道，也可以是礦體一側(cè)的螺旋道。根據(jù)礦體的幾何形狀、礦石和圍巖的力學(xué)性質(zhì)來選定。

(五)可以開拓裸部琳礦脈、盲礦體采用斜

坡道開拓的方案一般都用在厚大礦體，但1970-1971年，美國幫克山多金屬礦將它用于深部薄礦脈、盲礦體的開拓，該礦有20-25條薄礦脈和細(xì)脈帶，分布在走向長約1.6公里，寬0.6公里的區(qū)域內(nèi)，目前有1/3的礦石產(chǎn)自遠(yuǎn)離主井的盲礦體。這些礦脈一般傾斜45°，寬6米，礦量通常小于50萬噸。以前開發(fā)這些盲礦體是在兩個或兩個以上主要運輸水平之間掘進(jìn)人行斜井，垂直高120--300米，裝有25--50馬力電動單筒絞車，在主水平之間每隔30米掘中間水平并鋪設(shè)軌道，中間水平的礦石和廢石經(jīng)溜井放至最下一層主要運輸水平，然后再運出地表。顯然，這樣的開拓，儼然像一個大礦井內(nèi)有許多小型礦井。這樣，開拓費用大，總的開拓時間長以及生產(chǎn)材料和設(shè)備的運輸量大、費用高等問題，促使礦山考慮采用斜坡道無軌運輸?shù)拈_拓方案。先后在"J”礦體和弗朗西斯托尼礦體采用了這種設(shè)計。

斜坡拔開拓的優(yōu)點是明顯的，但與豎井相比，它的某些缺點也不可忽視。首先，斜坡道長度較大，設(shè)置在斜坡道中的各種管線就長，提升速度慢，其次，斜坡道的受力狀態(tài)沒有豎井好，維修工作量大;更主要的是采用柴油運輸設(shè)備的斜坡道通風(fēng)條件不好，坡度越大通風(fēng)越困難 。

應(yīng)用無軌自行設(shè)備通行的傾斜巷道進(jìn)行礦床開拓的方法。與斜井不同的是長軸方向經(jīng)常改變或盤旋而上或折返而下。承擔(dān)運礦任務(wù)直通地表的斜坡道稱主斜坡道。坡度一般在12%之內(nèi)；若不通地表，只作階段間運送人員、材料和無軌自行設(shè)備通行的通道稱輔助斜坡道，其坡度在15%～25%左右。

斜坡道設(shè)計型式有：螺旋式斜坡道和折返式斜坡道兩種。(1)螺旋式斜坡道。一般設(shè)計為圓柱螺旋線式、圓錐螺旋線式或不規(guī)則螺旋線式。(2)折返式斜坡道。由直線與曲線段組成，直線段變高程，曲線段變方向。

斜坡道開拓適用于礦床埋藏深度小于300m，生產(chǎn)能力為30～50萬t/a的礦山。當(dāng)淺部礦體需要提前投產(chǎn)或露天礦轉(zhuǎn)地下，且深部礦量不大時，采用斜坡道開拓可提高經(jīng)濟(jì)效益。

為加速長斜坡道的掘進(jìn)，在制定斜坡道開拓方案時，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可選用低成本、高效率、安全的雙斜坡道開拓。雙巷間距一般應(yīng)大于20m，沿斜坡道傾斜方向每隔100m左右設(shè)一聯(lián)絡(luò)道，以滿足通風(fēng)和施工需要。

主要開拓井巷位置選擇:設(shè)計時應(yīng)考慮：(1)主要開拓井巷及地表建(構(gòu))筑物等應(yīng)布置在開采后地表移動范圍之外。(2)主要開拓井巷須選擇在工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件較好的巖層，以避免在含水層、斷層、破碎帶、巖溶發(fā)育的地層或流砂層中開掘；(3)各井口和硐口的位置必須處在使其不受地面滾石、滑坡、山洪和雪崩危害的地段，其標(biāo)高必須高出歷年最高洪水位1m以上；(4)地面與地下運輸聯(lián)系方便，礦石運輸功力求在最小范圍內(nèi)；(5)改擴(kuò)建礦山應(yīng)盡量利用原有井巷和有關(guān)建(構(gòu))筑物，以節(jié)省投資。

斜坡道開拓是自上世紀(jì)60年代隨著無軌設(shè)備的廣泛應(yīng)用而出現(xiàn)的一種新的開拓方式，這種新的開拓方式是以斜坡道作為主要開拓巷道來溝通地表與礦體之間的聯(lián)系，礦廢石直接由無軌設(shè)備直接從采場經(jīng)斜坡道運往地表，中間沒有破碎等其他環(huán)節(jié)，因此，簡化了采裝運工序，提高了礦床的開采強(qiáng)度。長期以來，豎井提升系統(tǒng)一直被認(rèn)為是成本最低的開拓系統(tǒng)，但是隨著無軌設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，無軌斜坡道開拓已經(jīng)成為地下開拓的新選擇。

礦山地下開拓單一開拓法

用一種主要開拓巷道，如立井開拓法、斜井開拓法、平硐開拓法、斜坡道開拓法等（見礦山地下開拓方法）；

礦山地下開拓聯(lián)合開拓法

用兩種以上開拓巷道，如斜井與立井聯(lián)合開拓法，平硐與立井或盲立井聯(lián)合開拓法、平硐與斜井或盲斜井聯(lián)合開拓法、立井或斜井與盲立井或盲斜井聯(lián)合開拓法等。