1. 课程导入与溜井堵塞问题认知

在地下矿山中,溜井是连接上部采场与下部运输水平的关键垂直或倾斜通道,承担着矿石从采场向中段运输系统转运的任务。它看似只是“一个放矿的竖井”,实际上却是整个矿山物流链中最容易形成瓶颈的环节之一。采场爆破后的矿石经铲装设备倒入溜井,依靠自重下落,再通过底部放矿口装入矿车或带式输送机。一旦溜井发生堵塞,矿石流在某个断面被“卡住”,上游采场出矿被迫中断,下游运输系统空转待料,整个生产节奏随之被打乱。

溜井堵塞的危害远不止“暂时放不出矿”这么简单。轻则放矿口棚拱、矿石时断时续,需要人工捅矿处理;重则井筒中段形成稳定拱结构,处理时间长达数小时甚至数天,期间采场存矿无法放出,铲运机被迫停摆。更严重的是,处理堵塞过程中存在高处坠落、矿石突然塌落、有害气体涌出、二次堵塞伤人等安全风险,历史上不少矿山的人身伤害事故就发生在捅矿、爆破处理堵塞的环节。此外,长时间堵塞还会造成井壁磨损加剧、底部结构受力异常、放矿口闸门变形等问题,形成“堵塞—处理—再堵塞”的恶性循环。

要理解堵塞为什么发生,需要先看清溜井系统的基本构成与矿石流动路径。下图展示了从采场到运输水平的典型溜井系统结构,以及堵塞最常发生的几个关键位置。

围岩 / 矿体 上部采场 铲装 → 倒矿 矿石经格筛入井 溜井井筒 放矿口 下部运输水平(矿车 / 带式输送机) 1 ① 井口格筛堵塞 大块矿石卡筛、杂物挂堵 2 ② 井筒中段棚拱 粉矿黏结、块度级配失衡成拱 3 ③ 放矿口卡堵 闸门卡石、口部结拱、大块架桥 堵塞高发位置 矿石流动方向

从图中可以看出,堵塞并非只发生在某一个固定点,而是分布在“井口—井筒—放矿口”这条完整链路上。井口格筛处常见大块矿石或废旧支护材料卡挂;井筒中段容易因粉矿含水黏结、块度级配不合理而形成稳定棚拱;放矿口则是闸门卡石、口部结拱的高发区。三个位置的堵塞机理不同,处理手段和预防措施也各不相同,这正是本课程后续要逐一展开的内容。

那么,为什么溜井会堵?从力学角度看,矿石在溜井中的流动并不是“越往下越顺畅”,而是受到块度组成、含水量、井壁摩擦、放矿口尺寸、放矿制度等多重因素共同影响。当大块矿石的比例偏高、粉矿含水率上升、放矿速度控制不当,或者井筒出现变径、错台、磨损凹坑时,矿石流的连续性就会被破坏,局部形成“拱”或“黏结层”,最终发展为堵塞。需要强调的是,堵塞往往是多种因素叠加的结果,单一因素很少独立致堵,这也决定了防堵措施必须是系统性的,而不是“哪里堵了捅哪里”。

本课程的目标,是帮助学习者建立一套从“认知—诊断—处理—预防”的完整能力链条。具体来说,学完本课程应当能够:识别溜井系统各部位的堵塞类型与成因;根据放矿表现、矿石特征和井筒条件判断堵塞位置与严重程度;选择安全、合理的疏通处理方法并掌握关键操作要点;从块度控制、水分管理、放矿制度、井筒维护等方面制定防堵措施。课程的学习路径如下图所示,从问题认知出发,逐步深入到诊断、处理与预防。

学习路径概览:问题认知(本章)→ 堵塞类型与成因分析 → 堵塞位置诊断方法 → 疏通处理技术与安全要点 → 防堵设计与运行管理 → 案例复盘与综合应用。各环节前后衔接,诊断是处理的前提,预防是诊断经验的固化。

对于初学者,建议先建立“系统观”:把溜井看成采场—溜井—运输三段物流链中的一环,任何一段的参数变化都会影响另外两段。例如,采场爆破块度控制不严,大块率上升,井口格筛和放矿口的卡堵概率就会明显增加;而放矿口尺寸设计偏小,即使块度合格,也可能频繁结拱。对于有一定现场经验的从业人员,则可以带着自己矿山的具体问题来学习,比如“我们矿的溜井为什么在雨季堵得更频繁”“放矿口结拱后到底该用哪种方式处理”,把课程内容与现场现象对应起来,学习效果会更好。