矿山井巷灾害治理：溜井加固技术的实际

一、引言：溜井 —— 矿山出产的咽喉与灾害沉灾区

1.1 溜井在矿山井巷系统中的主题作用

在矿山井巷工程重大而复杂的体下凤，溜井宛如一条关键的 “垂直动脉”，串联起矿山的各个中段采场与下部运输系统，肩负着矿石和废石垂直转运的沉任
。其运行的畅达水平，如同人体血液循环是否顺畅一样，直接决定着矿山出产效能的凹凸
。

以锡矿山南矿为例，其选取竖井启发，竖井为箕斗一罐笼混合井
。多阶段垂直溜井阐扬着主题纽带作用，9 - 25 中段之间，通过分歧中段的矿石溜井相互衔接，如 9 中段矿石溜井衔接 9 - 13 中段，13 中段矿石溜井衔接 13 - 19 中段等
。各阶段采下的矿石，经由这些溜井，汇聚至 25 中段装矿站，随后装入箕斗，经竖井提升至地面
。这套溜井系统是箕斗提升系统高效运作的前置主题设施，一旦溜井出现故障，无法正常转运矿石，采场开采出来的矿石就会大量积压，后续的运输、提升等环节也会被迫中断，进而导致全矿出产链陷入滞碍，经济损失不成估计
。

1.2 溜井粉碎的灾害性后果与加固治理必要性

溜井在持久的运行过程中，面对着诸多严格考验，极易受到多种成分的影响而遭逢粉碎
。从地质前提来看，若是溜井所穿越的岩层较为松软，节理裂隙发育宽泛，那么在矿石的冲击和地压作用下，就很容易呈显飕助、塌方等严沉病害
；而矿石自身的物理机械性质，如硬度大、块度大，在溜放过程中也会对溜井井壁造成强烈的冲击和磨损
。

锡矿山南矿的 13 中段矿石溜井就是一个典型案例，该溜井部门设计穿过长龙界页岩，岩石硬度系数仅为 f = 4 - 6
。持久受到溜放矿石的冲击，其磨损情况极为严沉
。1986 年资料统计显示，该矿石溜井均匀磨损率为 8.36mm / 万 t
。经过多年的运行，直径从最初设计的 3.6m，逐步扩大到均匀数 5.5m，在井口以下 32 - 48m 段，直径更是扩大到 7.18m
；井口下 48 - 80m，磨损扩大到 7.99m，最大直径甚至达 9.01m
。从 1980 年至 2002 年，该溜井先后进行过 6 次大建理，建理用度累计高达 238 万元
。

再看许昌铁矿，其主溜井于 2007 年建矿，一期设计出产能力 200 万 t/a
。主溜井高 120.3m，净直径 3.5m，其中上部矿仓高 13m，净直径 6m
。主溜井一 200、一 250、一 327m 水平段于 2012 年 6 月中旬投入使用，至 2013 年 5 月累计通过矿石 50 万 t
。然而，在出产过程中，由于受到多种不利成分的影响，如主溜井西北方向约 27m 处为 F 断层，受断层影响，井壁一 300m 地位节理发育且有渗水景象
；一 200、一 250m 两中段卸矿口格筛败坏后未能实时建补，以至矿块多大于 600mm，对井壁冲击较大
；处置梗塞变乱时爆破对井壁危险大等
。导致时时有钢纤维混凝土、钢筋网脱落，溜井梗塞频仍产生，主溜井井壁、上部矿仓壁塌落，至 2013 年 5 月，从上部矿仓下口向上垂直粉碎高度达 38m，矿仓直径由原来的 6m 扩大成下口 8m、中部 13m、上部 8m 的椭球体，断面积由圆形变为椭圆形，已粉碎至一 280m 水平，且还有持续向上塌落的迹象，严沉危及一 327m 破碎硐室及一 250m 水平卸矿站的安全，正常出产也受到极大影响
。

这些事俘充分批注，溜井一旦遭到粉碎，不仅会导致矿山出产中断，增长维建成本，还可能引发一系列安全变乱，危及人员和设备安全
。因而，溜井的加固治理工作至关沉要，是矿山灾害防治工作中的主题课题，直接关系到矿山的安全出产和经济效益
。

1.3 本文主题内容框架

本文将深刻探求矿山井巷工程灾害治理中的溜井加固治理问题
。首先，从溜井粉碎的诱因发展分析，具体分解地质前提、矿石个性、开采工艺等成分对溜井不变性的影响机造
。接着，系统梳理目前利用较为宽泛的柔性与刚性加固技术系统，蕴含各类加固资料的机能特点、加凝结构的设计道理等
。结合典型工程案例，如锡矿山南矿、许昌铁矿等，对加固技术的现实利用成效进行验证和分析
。

在论述过程中，沉点引入量化分析步骤，如通过磨损率推算，精确评估溜井在分歧工况下的磨损水平
；使用围岩不变性数值模仿，深刻钻研溜井周边岩体在加固前后的应力应变散布法规，为加固规划的优化设计提供科学凭据
。旨在为采矿现场提供一套拥有高度可操作性的溜井加固规划与推算凭据，助力矿山提升井巷工程的安全性和不变性，保险矿山出产的高效、持续进行
。

二、寻根究底：溜井粉碎的三大主题诱因

2.1 地质前提造约：围岩性质与机关缺点

地质前提是决定溜井不变性的先天成分，其影响深远且基础
。当溜井穿越的地层中存在脆弱岩层、断层破碎带或节理裂隙极为发育的区域时，溜井的不变性便会遭逢严沉威胁
。以锡矿山南矿 13 中段矿石溜井为例，该溜井设计高度达 108m ，其中井口仅有 15m 处于灰岩地层，其岩石硬度系数 f = 12 - 14 ，较为僵硬
。然而，其余大部门井段均处于长龙界页岩中，页岩的岩石硬度系数仅为 f = 4 - 6 ，且节理裂隙发育宽泛
。在这种地质前提下，溜井井壁难以接受矿石持久的冲击和地压作用，导致井壁岩石极易产生片助、剥落等景象，进而引发溜井的整体失稳
。

许昌铁矿主溜井同样受到地质前提的严沉造约
。该主溜井西北方向约 27m 处存在 F 断层，受此断层影响，井壁在 - 300m 地位节理发育显著，且伴有渗水景象
。水的存在进一步弱化了岩石的力学机能，降低了岩石的抗剪强度和抗拉强度，使得井壁岩石更容易在矿石的冲击和地压作用下产生粉碎，最终导致溜井片助和塌方
。据有关钻研批注，岩石的抗剪强度在鼓水状态下相较于干燥状态可降低 30% - 50% ，这充分说了然水对岩石力学机能的显著影响，也进一步凸显了地质前提在溜井不变性中的关键作用
。

2.2 矿石冲击磨损：物理个性与溜放工况的双沉作用

矿石的物理个性，蕴含硬度、块度等，以及溜放工况，如溜放高度、溜放速度等，共同决定了溜井所接受的冲击磨损水平
？笫捕仍酱蟆⒖槎仍酱，在溜放过程中对溜井井壁产生的冲击力就越大，磨损也就越严沉
。锡矿山南矿的矿石硬度普氏系数 f = 16 - 18 ，最大块度大于 0.4m ，在溜放过程中对矿石溜井造成了极大的磨损
。凭据 1986 年的资料统计，该矿石溜井的均匀磨损率高达 8.36mm / 万 t
。而废石的硬度相对较幼，普氏系数 f = 4 - 12 ，块度也常幼于 0.4m ，对废石溜井的均匀磨损率仅为 0.30mm / 万 t ，两者形成了鲜明的对比
。

此表，溜放工况对溜井磨损的影响也不容忽视
。对于多中段卸矿的垂直溜井，由于矿石着落的冲击点相对集中，导致井口以下肯定深度领域内的井壁磨损尤为严沉
。在锡矿山南矿 13 中段矿石溜井中，井口下 32 - 80m 段的磨损最为显著，直径从最初的 3.6m 别离扩大至 7.18 - 7.99m
。这是由于在该段领域内，矿石着落的速度和冲击力达到了较大值，对井壁的粉碎作用也最为强烈
。通过对溜井磨损法规的钻研，能够成立磨损模型，如基于冲击力和磨损量关系的经验模型，来预测溜井在分歧工况下的磨损情况，为溜井的守护和加固提供科学凭据
。

2.3 工程与治理成分：支护缺点与运维不当

工程设计与施工过程中的支护缺点，以及后期运维治理的不当，是导致溜井粉碎的沉要报答成分
。在工程设计方面，若是对溜井所穿越地层的地质前提评估不及，支护设计强度偏低，就无法有效招架矿石的冲击和地压作用
。许昌铁矿主溜井选取钢纤维混凝土筑支护，部门有钢筋网、锚杆、混凝土结合支护，支护厚度达 500mm ，但在现实出产过程中，由于多种不利成分的影响，依然出现了钢纤维混凝土、钢筋网脱落，井壁塌落等严沉问题，这充分说了然初始支护强度不及是导致溜井粉碎的一个沉要原因
。

在运维治理方面，梗塞处置时的爆破作业失控、格筛败坏后未实时建复导致大块矿石直接进入溜井等问题，城市加快溜井的粉碎
。在许昌铁矿主溜井的运行过程中， - 200、 - 250m 两中段卸矿口格筛败坏后未能实时建补，以至大量矿块大于 600mm ，这些大块矿石在进入溜井后，对井壁产生了巨大的冲击，加剧了井壁的粉碎
。处置梗塞变乱时，由于选取氢气球将火药送入溜井内，无法正确确定火药和氢气球的地位，导致爆破时对井壁的危险过大，进一步恶化了溜井的不变性
。

锡矿山南矿 13 中段矿石溜井从 1980 年至 2002 年先后进行过 6 次大建理，每次建理都耗费了大量的人力、物力和财力
。深刻分析这些建理案例能够发现，运维治理不当是导致溜井病害不休恶化的沉要推手
。若是可能加强运维治理，实时发现并处置溜井运行过程中出现的问题，如定期查抄格筛的无缺性、规范梗塞处置的爆破作业等，就能够有效耽搁溜井的使用寿命，降低维建成本，保险矿山的安全出产
。

三、技术系统：溜井加固的柔性与刚性双轨规划

3.1 柔性加固技术：应对冲击磨损的缓冲战术

3.1.1 橡胶衬板 + 垫层坑加固工艺

在矿山溜井的加固技术系统中，柔性加固技术以其怪异的缓冲机能，成为应对矿石直接冲击的有效伎俩，出格合用于矿石直接冲击的溜井段
。其中，橡胶衬板与垫层坑相结合的加固工艺，在现实利用中展示出了优良的成效
。

在卸矿口下方设置垫层坑，是这一工艺的关键环节
。垫层坑的作用是储集碎矿，随着碎矿的不休堆积，在溜井底部天然形成一层天然的缓冲层
。这层缓冲层就像一个巨大的 “海绵垫”，可能有效缓解矿石着落时的冲击力，削减对溜井井壁的直接冲击
。当大块矿石从高处落下时，首先接触到垫层坑内的碎矿，碎矿之间的相互挤压和摩擦，将矿石的动能转化为热能和碎矿的变形能，从而大大降低了对井壁的冲击作用
。

锡矿山南矿在多年的出产实际中，堆集了丰硕的溜井加固经验

；诙深部盲竖井工程前提的深刻分析，该矿建议选取橡胶衬板加固大局
。橡胶衬板拥有优良的弹性，这一个性使其在应对矿石冲击时阐扬着沉要作用
。当矿石冲击橡胶衬板时，橡胶的弹性变形可能吸收大量的冲击动能，就像一个弹性弹簧，在受到表力冲击时产生形变，将冲击能量贮存起来，而后再缓慢开释
。这种弹性吸收作用，可能显著降低井壁的磨损速度
。通过现实观测和数据统计，选取橡胶衬板加固后，井壁的磨损速度相较于未加固前降低了约 40% - 60%
。这一数据充分证了然橡胶衬板在削减井壁磨损方面的显著成效
。

这种加固工艺尤其合用于围岩较不变但冲击荷载大的工况
。在一些矿山中，固然溜井周围的围岩不变性较好，但是由于矿石的硬度大、块度大，以及溜放高度较高档原因，溜井所接受的冲击荷载极度大
。在这种情况下，传统的刚性支护结构往往难以接受矿石的反复冲击，容易呈显炱裂、剥落等问题
。而橡胶衬板 + 垫层坑加固工艺，可能充分阐扬柔性资料的缓冲优势，有效
；ぞ，确保溜井的正常运行
。

3.1.2 弹性浮动护板加凝结构

弹性浮动护板加凝结构是基于 X 技术实用新型专利研发的一种新型溜井加凝结构，其怪异的设计道理为溜井的防护提供了更为有效的解决规划，尤其合用于中段卸矿口等冲击集中区域
。

该结构重要由预埋件、弹性件和锰钢板护板组成
。预埋件被牢固地装置在井壁上，作为整个结构的基础支持点，确保结构与井壁缜密衔接
。弹性件则奇妙地设置在护板与井壁之间，它就像一个 “缓冲器”，在矿石冲击时阐扬着关键的缓冲作用
。锰钢板护板则直接接受矿石的冲击，其高强度的个性可能有效招架矿石的撞击
。

护板与井壁之间设置的浮动间隙是该结构的一大创新点
。当矿石冲击锰钢板护板时，护板会在冲击力的作用下产生肯定的位移，由于弹性件的存在，护板不会直接与井壁产生刚性碰撞，而是通过弹性件的缓冲作用，将冲击力逐步分散和吸收
。这种设计预防了刚性碰撞导致的井壁开裂等问题
。与传统的刚性衔接结构相比，弹性浮动护板结构可能将冲击力降低 30% - 50% ，大大提高了井壁的安全性和不变性
。

在中段卸矿口，矿石的冲击作用尤为集中和强烈
。以某矿山的中段卸矿口为例，未选取弹性浮动护板加固前，该区域的井壁每年城市出现分歧水平的开裂和剥落景象，必要频仍进行维建和加固
。而选取弹性浮动护板加固后，经过多年的运行监测，井壁情况优良，没有出现显著的粉碎迹象
。这一现实案例充分证了然弹性浮动护板加凝结构在应对冲击集中区域的有效性和靠得住性，为矿山溜井的安全运行提供了有力保险
。

3.2 刚性加固技术：强化围岩不变性的补强规划

3.2.1 喷锚支护 + 混凝土浇筑结合加固

对于已经出现垮塌的溜井，喷锚支护与混凝土浇筑结合加固技术是一种卓有成效的建复规划
。金诚信专利工艺在这方面提供了一套系统的操作流程，拥有较高的工程利用价值
。

在进行加固作业时，首先要对溜井内的垮塌区域进行全面算帐，将松动的围岩彻底断根，为后续的加固工作创造优良的基础前提
。这一步骤至关沉要，由于松动的围岩会影响加凝结构的不变性，若是不算帐干净，可能会导致加固后的溜井再次出现垮塌
。

算帐工作实现后，起头进行第一层混凝土喷射
。这一层混凝土的厚度通常节造在 20 - 40mm ，其作用是封关围岩表表，预防围岩进一步风化和剥落，同时为后续的锚杆装置提供一个相对平坦的工作面
。喷射混凝土时，要确
；炷辆雀哺窃谖а冶肀，并且与围岩缜密粘结
。

紧接着，依照设计要求打入锚杆
。锚杆的长度、直径和间距等参数，必要凭据溜井的具体地质前提和垮塌情况进行精确推算和设计
。锚杆的作用是将不不变的围岩与深部不变的岩体衔接在一路，形成一个整体，从而提高围岩的不变性
。在打入锚杆后，要实时布设钢筋网，钢筋网可能加强混凝土的抗拉强度，提高整个加凝结构的整体性
。

实现上述步骤后，进行第二层混凝土喷射，这一层混凝土的厚度通常为 90 - 110mm
。两层混凝土相互共同，形成一个牢固的支护结构，有效抵抗围岩的变形和粉碎
。

对于节理发育段，由于围岩的不变性较差，必要浇筑 C30 素砼挡墙
。素砼挡墙可能增长围岩的侧向约束力，预防围岩因节理裂隙的扩张而产生坍塌
。而对于不变段，则选取工字钢 + 螺纹钢支持架
。这种支持架结构单一，施工方便，可能在保障支护成效的前提下，削减混凝土的用量
。通过现实工程利用统计，选取这种结合加固技术，相较于传统的全混凝土加固方式，可能削减混凝土用量 30% 以上，大大降低了工程成本，同时提高了施工效能
。

3.2.2 锰钢板衬砌刚性防护技术

在大型矿山的溜井咽喉段，由于其所处地位的沉要性和工作前提的复杂性，对加固技术的要求更高
。锰钢板衬砌刚性防护技术以其卓越的抗磨损和高强度机能，成为这一关键部位的梦想加固规划
。

该技术选取 “钢筋混凝土 + 50 - 100mm 锰钢板” 的整体加凝结构
。在施工过程中，首先浇筑钢筋混凝土，钢筋混凝土可能为整个结构提供基础的承载能力和不变性，它就像一个牢固的 “骨架”，支持着整个加固系统
。而后，将 50 - 100mm 厚的锰钢板通过螺栓与钢筋网、锚杆进行焊接固定
。锰钢板的参与，大大提高了结构的抗磨损强度
。

锰钢板拥有硬度高、耐磨性强的特点，其抗磨损强度相较于通常混凝土提高了数倍
。在主溜井下部放矿口等关键部位，矿石的流量大、流速快，对井壁的磨损极为严沉
。选取锰钢板衬砌刚性防护技术后，可能有效招架矿石的持久冲刷和磨损，确保溜井的持久不变运行
。

许昌铁矿在主溜井加固当选取了这一技术，获得了显著的成效
。在选取该技术之前，主溜井井壁时时出现塌落景象，严沉影响了矿山的正常出产
。选取 “钢筋混凝土 + 50 - 100mm 锰钢板” 整体加固后，经过多年的运行监测，主溜井井壁情况优良，彻底解决了井壁塌落问题，保险了矿山出产的顺利进行
。这一成功案例充分展示了锰钢板衬砌刚性防护技术在大型矿山溜井关键部位加固中的壮大优势和靠得住性
。

3.3 新型复合加固：柔性与刚性的协同利用

新型复合加固技术融合了柔性缓冲与刚性补强的优势，为溜井加固提供了一种更为全面、高效的解决规划
。在现实利用中，“橡胶衬板 + 喷锚支护” 组合是一种典型的复合加固规划，它充分阐扬了两种技术的特点，两全了磨损防护与围岩不变
。

在溜井的上部卸矿段，矿石的冲击作用最为强烈，因而选取橡胶衬板进行加固
。橡胶衬板的弹性个性可能有效吸收矿石的冲击动能，削减对井壁的磨损，就像给井壁穿上了一层 “弹性防护服”
。而鄙人部围岩破碎段，由于围岩的不变性较差，选取喷锚支护 + 混凝土加固技术
。喷锚支护可能加强围岩的自身强度，将破碎的围岩衔接成一个整体，提高围岩的不变性
；混凝土则进一步填充围岩的空地，增长支护结构的密实度和承载能力
。

这种复合加固规划已在锡矿山深部溜井进行了试点利用，并获得了优良的成效
。通过对比监测发现，选取复合加固规划的溜井，其磨损水平和围岩变形量均显著幼于选取单一加固方式的溜井
。在磨损防护方面，橡胶衬板的利用使得井壁的磨损速度降低了约 50% - 70% 
；在围岩不变性方面，喷锚支护和混凝土的结合作用，有效节造了围岩的变形，确保了溜井的整体不变性
。这一试点利用的成功，为新型复合加固技术在矿山溜井加固中的宽泛推广提供了有力的实际凭据，展示了其在保险溜井安全运行方面的巨大潜力
。

四、工程实际：三大典型案例的加固功效验证

4.1 锡矿山南矿 13 中段溜井：柔性加固的升级实际

锡矿山南矿 13 中段矿石溜井作为多阶段垂直圆形溜井，持久面对着严格的磨损挑战
。该溜井部门设计穿过长龙界页岩，岩石硬度系数仅为 f = 4 - 6 ，在持久的矿石溜放过程中，磨损情况极为严沉
。1986 年资料统计显示，其均匀磨损率高达 8.36mm / 万 t
。经过多年运行，直径从最初的 3.6m 大幅扩大，在井口以下 32 - 48m 段，直径扩大到 7.18m
；井口下 48 - 80m，磨损扩大到 7.99m，最大直径更是达到 9.01m
。从 1980 年至 2002 年，该溜井先后进行过 6 次大建理，累计建理用度高达 238 万元
。

为有效解决溜井磨损问题，2007 年大建时，该矿对卸矿溜槽角度进行了优化，将其从原来的 45° 调整为 35°，使矿石进入溜井的冲击方向越发合理，削减了对井壁的直接冲击
。增设了垫层坑，垫层坑深度为 5m，有效储集碎矿，形成了优良的缓冲层
。在井口以下 30 - 50m 段试点选取部门橡胶衬板加固，橡胶衬板厚度为 50mm ，拥有优良的弹性和耐磨性
。

刷新后，溜井的磨损情况得到了显著改善，直径扩径速度降至 0.5mm / 万 t 以下，相较于刷新前降低了 94% 以上
。通过推算可知，依照刷新前的磨损速度，每年通过矿石 100 万 t，溜井直炯年将扩大 836mm
；而刷新后，每年直径仅扩大 50mm
。溜井的使用寿命较此前耽搁了 2 倍，从正本均匀每 3 - 4 年必要大建一次，耽搁至 8 - 10 年大建一次，大大降低了维建成本和对出产的影响

；谡獯纬晒λ⑿，后续建议在深部盲竖井全面推广橡胶衬板加固，以进一步保险溜井的持久不变运行
。

4.2 许昌铁矿主溜井：刚性加固的规划比选与落地

许昌铁矿主溜井在运行过程中，由于受到多种不利成分的影响，出现了严沉的病害
。主溜井西北方向约 27m 处的 F 断层，导致井壁 - 300m 地位节理发育且渗水，弱化了岩石力学机能
； - 200、 - 250m 两中段卸矿口格筛败坏后未实时建补，大量大于 600mm 的矿块直接进入溜井，对井壁冲击巨大
；处置梗塞变乱时爆破作业失控，对井壁危险严沉
。至 2013 年 5 月，从上部矿仓下口向上垂直粉碎高度达 38m，矿仓直径由 6m 扩大成下口 8m、中部 13m、上部 8m 的椭球体，断面积由圆形变为椭圆形，已粉碎至 - 280m 水平，严沉危及 - 327m 破碎硐室及 - 250m 水平卸矿站的安全，正常出产受到极大影响
。

针对这一情况，提出了两种加固规划
。规划一为全段混凝土浇筑，即在整个粉碎段设置钢筋架并架设模板，而后浇筑 C30 混凝土，混凝土用量为 560m? ，施工工期预计 60 天
。规划二为喷锚 + 工字钢支持架 + 部门混凝土，先对粉碎段进行喷锚支护，喷射 C25 混凝土厚度为 100mm ，而后每隔 1.5m 架设 12# 工字钢支持架，在节理发育段和关键部位浇筑 C30 混凝土，混凝土用量为 224m? ，施工工期预计 36 天
。

对比两种规划，规划二削减混凝土用量 336m? ，相较于规划一削减了 60% ，大大降低了资料成本
。工期缩短了 24 天，缩短比例达 40% ，削减了对出产的影响功夫
。规划二在结构不变性上更具优势，喷锚支护和工字钢支持架可能有效加强围岩的自身强度和整体性，提高了溜井的承载能力
。

该规划投用后，彻底解除了破碎硐室的安全隐患，保险了矿山 200 万 t/a 产能的不变开释
。经过多年运行监测，主溜井井壁不变，未再出现塌落等病害，为矿山的持续高效出产提供了坚实保险
。

4.3 金诚信专利技术：垮塌溜井的高效建复实际

金诚信研发的 “一种用于金属矿山矿石溜井的建复加固步骤”，为垮塌溜井的建复提供了一种高效、经济的解决规划
。该技术选取 “矿石填充 + 吊盘共同 + 分段加固” 工艺，拥有怪异的技术优势
。

在某矿山溜井建复工程中，该溜井出现了大面积垮塌，垮塌段高度达 25m ，严沉影响了矿山的正常出产
。选取金诚信专利技术进行建复，首吓酌矿石填充主溜井至距离卸矿口 6m 处，填充矿石量为 350m?
。而后将吊盘吊入主溜井内，维持吊盘底部与矿石接触，随着井底放矿，吊盘同步下移
。在工作台上，对垮塌区域进行喷锚支护，喷射 C25 混凝土厚度为 120mm ，并依照设计间距打入锚杆，锚杆长度为 2.5m ，直径为 22mm
。接着，架设 14# 工字钢支持架，对喷锚支护实现的完蛋区域进前进一步加固
。

沉复上述放矿、支护步骤，直至垮塌区域全数建复加固实现
。该步骤无需拔除原有溜井，极大地节约了工程成本
。与传统的全混凝土浇筑建复步骤相比，施工成本降低了 35% ，从正本预计的 120 万元降低至 78 万元
。工期缩短了 50% ，从正本预计的 40 天缩短至 20 天，急剧复原了溜井的正常使用，削减了对矿山出产的影响
。该技术尤其合用于大跨度垮塌溜井的建复，为类似矿山溜井灾害治理提供了靠得住的技术范例
。

五、量化推算：溜井加固的主题技术支持

5.1 溜井磨损率推算与寿命预估

溜井磨损率的精确推算是评估溜井运行情况和预估其使用寿命的关键凭据
。通过对现场实测数据的深刻分析，我们能够选取以下公式来推算溜井磨损率：

其中，  为溜井磨损率（单元：mm / 万 t），  为溜井直径变动量（单元：m），  为处置矿量（单元：万 t）
。

以锡矿山南矿 13 中段矿石溜井为例，该溜井初始设计直径为  ，经多年磨损后，均匀直径扩大到  ，则  
。已知该溜井累计处置矿量  ，通过公式推算可得  （此处推算时需把稳单元换算，将  换算为  ）
。

基于此磨损率，我们能够进一步预估溜井在既定产能下的服役寿命
。如果该矿山每年的矿石处置量不变在  ，凭据公式  （其中  为渣滓使用寿命，  为溜井允许的最大直径，  为当前直径，  为年处置矿量）
。若设定溜井允许的最大直径为  ，当前直径为  ，则渣滓使用寿命  
。

通过这样的量化推算，我们可能清澈地相识溜井的磨损趋向和渣滓使用寿命，从而合理铺排溜井的加固机遇和守护打算，预防因溜井忽然败坏而导致的出产中断，有效保险矿山出产的陆续性和不变性
。

5.2 围岩不变性数值推算（FLAC3D 利用）

在溜井加固治理中，正确评估围岩不变性是至关沉要的环节
。FLAC3D 软件以其壮大的数值模仿能力，成为分析溜井围岩力学状态和不变性的有力工具
。通过成立溜井三维模型，并输入精确的围岩力学参数，我们可能深刻钻研溜井在分歧工况下的不变性变动
。

在成立模型时，必要具体思考溜井的几何状态、尺寸，以及周围岩体的散布情况
。对于围岩力学参数的输入，要确保其正确性
。以某矿山为例，该矿山溜井穿越的页岩，其抗压强度为  ，内摩擦角为  ，弹性模量为  ，泊松比为  
。将这些参数正确输入到 FLAC3D 模型中，可能更真实地模仿围岩的力学行为
。

在模仿未支护溜井时，通过推算分析发现，在矿石的冲击和地压作用下，溜井周围岩体的应力散布出现显著的不均匀性
。在井口左近和矿石冲击点处，应力集中景象较为严沉，最大主应力达到  ，超过了页岩的抗压强度，导致塑性粉碎区领域逐步扩大，深度达到  
。这批注未支护溜井的围岩不变性较差，存在较大的安全隐患
。

而在模仿喷锚支护后的溜井时，了局显示，锚杆和喷射混凝土的结合作用有效地改善了围岩的应力状态
。锚杆通过提供锚固力，将不不变的围岩与深部不变岩体衔接在一路，形成一个整体，分管了围岩的应力
。喷射混凝土则填充了围岩的裂隙，提高了围岩的整体性和抗风化能力
。在喷锚支护的作用下，最大主应力降低到  ，塑性粉碎区领域显著缩幼，深度减幼至  
。

程潮铁矿在进行溜井加固工程时，就充分使用了 FLAC3D 软件进行数值推算
。通过模仿分歧加固规划下溜井围岩的不变性，对比分析得出最优的加固规划
。在现实利用该规划后，经过持久的现场监测，溜井围岩不变性优良，未出现显著的变形和粉碎景象，充分验证了数值推算的正确性和加固规划的合理性
。这也进一步批注，FLAC3D 软件在溜井加固治理中拥有沉要的利用价值，可能为工程设计和决策提供科学凭据，有效提高溜井的不变性和安全性
。

5.3 加凝结构力学验算

对于锚杆支护结构，其锚固力的验算至关沉要
。锚固力的推算公式为：

其中，  为锚杆锚固力（单元：kN），  为安全系数，通常取值为  ，具体数值需凭据工程现实情况确定
；  为围岩荷载（单元：kN）
。围岩荷载  的推算较为复杂，必要思考围岩的自沉、地应力、矿石冲击荷载等多种成分
。以某矿山为例，经过具体的推算和分析，确定该矿山溜井围岩荷载  为  ，安全系数  取  ，则凭据公式推算可得锚杆锚固力  
。在现实工程中，所选用的锚杆锚固力必须大于推算所得的锚固力，以确保支护结构的安全性
。

对于锰钢板衬板加凝结构，抗弯强度的验算是保障其正常工作的关键
。锰钢板衬板在接受矿石冲击和围岩压力时，会产生弯曲变形，因而必要对其抗弯强度进行验算
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其中，  为锰钢板所受的弯曲应力（单元：MPa），  为弯矩（单元：N?m），  为截面模量（单元：  ），  为锰钢板的许用应力（单元：MPa）
。弯矩  的推算必要思考矿石的冲击荷载、作用点地位以及衬板的支持前提等成分
。以某锰钢板衬板为例，其厚度为  ，宽度为  ，在接受矿石冲击时，推算得到弯矩  为  ，截面模量  （此处凭据矩形截面模量公式推算），该锰钢板的许用应力  为  
。将数值代入公式可得  ，由于  ，注明该锰钢板衬板的抗弯强度不满足要求，必要调整锰钢板的厚度或更换强度更高的资料
。

通过对加凝结构进行严谨的力学验算，可能实时发现加固规划中存在的问题，优化加固设计，确保加凝结构在溜井复杂的工作环境下可能不变靠得住地运行，为溜井的安全使用提供坚实的保险
。