矿山运输单一沿脉巷道布置——黑金刚播报
发布时间：
2025-07-14
一、引言
在矿山开采的复杂体系中，阶段运输巷道犹如人体的动脉，承担着矿石运输的关键任务，其布置形式直接关乎矿山生产的效率、成本以及安全性。合理的阶段运输巷道布置，能够高效地将采场中的矿石运往提升井筒或选矿厂，保障矿山生产的连续性；反之，不合理的布置则可能导致运输效率低下、成本增加，甚至影响矿山的正常生产。在众多的阶段运输巷道布置形式中，单一沿脉巷道布置以其独特的优势和适用条件，在特定的矿山开采场景中发挥着重要作用。
二、单一沿脉巷道布置的类型
（一）单线会让式
单线会让式的线路设计相对简单，除了会让站之外，整个运输巷道均为单线。在实际运行过程中，当重车沿着单线行驶时，空车需要在特定的会让站等待避让，反之亦然。这种线路设置方式，就如同一条单行道，车辆只能依次通行，只有在特定的“避让区域” 才能实现错车。单线会让式通过能力小，主要原因在于其单线的设计限制了车辆的并行。在同一时间内，运输巷道内只能有一个方向的车辆行驶，一旦出现双向车辆交汇的情况，就需要其中一方在会让站等待，这大大增加了运输的时间成本，降低了运输效率 。
在薄矿体开采中，由于矿体的规模较小，矿石产量相对较低，对运输巷道的通过能力要求也不高。单线会让式虽然通过能力有限，但足以满足薄矿体开采的运输需求。而且，其简单的线路设置和较低的建设成本，使得它在薄矿体开采中具有较高的性价比。在一些中厚矿体的开采中，如果矿床的勘探程度不足，对未来的矿石产量预估较为保守，或者矿山的生产规模本身较小，单线会让式也能发挥其优势。它可以在满足当前运输需求的前提下，减少初期的建设投资，降低矿山的开发成本。
（二）双线渡线式
双线渡线式在运输巷道中设置了双线，这就如同城市中的双向车道，车辆可以双向并行，大大提高了运输的效率。为了实现车辆在双线之间的灵活转换，在适当的位置设置了渡线。渡线就像是连接两条主干道的匝道，车辆可以通过渡线从一条线路切换到另一条线路，实现不同方向车辆的交会和避让。双线渡线式的通过能力较大，这是因为双线的设置使得车辆可以同时双向行驶，减少了等待时间。渡线的合理设置也为车辆的调度和避让提供了更多的灵活性。当某条线路出现拥堵或者需要进行特殊作业时，车辆可以通过渡线切换到另一条线路，保证运输的连续性。
年产量 20 - 60 万吨的矿山，其矿石产量相对较大，对运输巷道的通过能力有较高的要求。双线渡线式能够满足这种规模矿山的运输需求，确保矿石能够高效、及时地运输到指定地点。如果采用单线会让式，可能会因为通过能力不足而导致矿石积压，影响矿山的生产进度。而双线渡线式的高效运输能力，可以避免这种情况的发生，保障矿山的正常生产。
三、单一沿脉巷道布置 - 脉外布置
（一）适用条件
当矿石稳固性差时，在矿体内部布置巷道，由于矿石难以提供稳定的支撑，巷道容易发生坍塌、变形等问题，严重影响运输的安全和效率。而将巷道布置在围岩稳固的脉外，就可以利用稳定的围岩来承载巷道的压力，确保巷道的稳定性。在一些金矿开采中，如果金矿体的矿石结构松散，稳固性差，而其周围的围岩硬度高、稳定性好，此时采用脉外布置就能有效避免因矿石稳固性差带来的巷道维护难题。
对于品位高的矿石，采用脉外布置可以减少对矿体的破坏，最大程度地保证矿石的完整性和品位。在开采过程中，如果在矿体内部掘进巷道，不可避免地会对矿体造成一定的扰动和破坏，导致部分高品位矿石的损失或者混入其他杂质，降低矿石的品位。而脉外布置则可以避免这种情况的发生，保证高品位矿石的质量，提高矿山的经济效益。
（二）优势
在巷道维护方面，稳定的围岩为巷道提供了坚实的支撑基础。围岩的稳定性使得巷道在长期的使用过程中，能够承受来自上方岩石的压力、地应力以及运输设备运行产生的震动等各种外力作用，不易发生变形、坍塌等问题。这就减少了对巷道进行频繁维护和修复的工作，降低了维护成本，提高了巷道的使用寿命。与脉内布置相比，脉外布置的巷道由于有稳定围岩的保护，其维护周期可以延长数倍，维护费用也能降低很多。
矿柱的存在是为了支撑矿体，防止矿体在开采过程中发生坍塌，但矿柱的存在也导致了部分矿石无法被开采，造成了资源的浪费。采用脉外布置时，由于巷道不在矿体内部，对矿体的整体性破坏较小，可以减少为了维护巷道而设置的矿柱数量，从而降低矿柱损失。在一些中厚矿体的开采中，采用脉外布置可以使矿柱损失率降低 10% - 20%，大大提高了矿石的回收率，减少了资源的浪费 。
四、单一沿脉巷道布置 - 脉内布置
（一）适用条件
在规则的中厚矿体中，矿体的形态相对稳定，走向和厚度变化较小，这使得在矿体内部掘进巷道时，能够较好地保证巷道的稳定性和连续性，便于后续的开采作业。当产量不大时，对运输巷道的通过能力和运输效率要求相对较低，脉内布置能够满足这种小规模生产的运输需求，同时还能利用其自身的优势，如探矿、装矿方便等，提高矿山开采的综合效益。
若矿床勘探不足，在矿体中掘进巷道可以在一定程度上起到补充勘探的作用。通过对巷道掘进过程中揭露的矿体情况进行观察和分析，可以获取更多关于矿体的地质信息，如矿体的品位变化、地质构造等，为后续的开采决策提供更准确的依据。当矿石品位低时，矿石的经济价值相对较低，对开采成本的控制更为重要。脉内布置在掘进过程中可以顺便采出矿石，减少了专门为开采矿石而进行的掘进工程量，从而降低了掘进费用，提高了矿山开采的经济效益。在不需要回收矿柱的情况下，脉内布置不会因为矿柱的存在而影响开采效率和矿石回收率。矿柱的存在可能会导致部分矿石无法被开采，造成资源浪费，而脉内布置可以避免这种情况的发生，提高矿石的回收率。
（二）优势与局限
在探矿方面，脉内布置的巷道直接在矿体中掘进，能够直观地揭示矿体的地质特征。通过对巷道壁上矿体的观察和采样分析，可以获取矿体的品位变化、矿石结构、构造等信息，为进一步的地质勘探和开采方案制定提供第一手资料。在一些金属矿山中，通过脉内巷道的掘进，发现了新的矿体分支和富矿段，为矿山的持续开采提供了更多的资源保障。
脉内布置的巷道与矿体紧密相连，采场采下的矿石可以直接通过溜井或其他运输设备装入巷道中的运输车辆，减少了矿石在运输过程中的转运环节，提高了装矿效率。这不仅节省了时间和人力成本，还降低了矿石在转运过程中的损失和贫化。
由于在掘进过程中可以顺便采出矿石，这些采出的矿石可以直接销售或进入选矿流程，为矿山带来一定的经济收益。这些收益可以用于抵消部分掘进费用，降低了矿山的前期投资成本。在一些小型矿山中，通过脉内布置的方式，在掘进阶段就采出了大量的矿石，缓解了矿山的资金压力，为后续的开采工作提供了资金支持。
当矿体沿走向变化较大时，为了适应矿体的变化，脉内布置的巷道不得不随之弯曲。弯曲的巷道会增加运输设备的运行阻力，降低运输速度，同时也增加了运输设备的磨损和故障概率，影响运输的效率和安全性。在使用电机车运输时，弯曲的巷道会使电机车的行驶稳定性变差，容易发生脱轨等事故，需要频繁地进行维护和检修，增加了运输成本和管理难度。
五、单一沿脉巷道布置的应用案例分析
（一）案例选取
首云铁矿作为北京地区最大的金属矿山，其开采历史悠久，开采技术和经验在行业内具有一定的代表性。在其开采过程中，面临着露天边帮挂帮矿的回收问题，其中Ⅲ 矿带盲 7# 矿体是典型的孤立薄矿体，距主矿体 28 - 30m，沿走向长 93m，倾角 76 - 81°，厚度 2 - 8.3m ，矿体赋存于 + 104m 至 + 68m 之间，矿量约 4.2 万吨。这种孤立薄矿体的开采条件复杂，对运输巷道的布置提出了较高的要求。首云铁矿在该矿体的开采中采用了单一沿脉巷道布置，为研究这种布置形式在实际应用中的效果提供了良好的案例。
（二）应用情况介绍
在Ⅲ 矿带盲 7# 矿体的开采中，首云铁矿采用了单一出矿进路的阶段矿房法，仅在矿体底部布置一条沿脉巷道，这条沿脉巷道既作为拉底巷道又兼做出矿巷道。从线路设置上看，由于该矿体规模相对较小，运输量有限，采用了单线会让式的线路布置。在实际应用中，采场采下的矿石通过重力或其他简单的运搬方式集中到沿脉巷道，然后由运输设备沿着单线巷道将矿石运出。在会让站的设置上，根据巷道的长度和运输设备的运行时间间隔，合理确定会让站的位置，确保重车和空车能够有序避让，提高运输效率。
这种布置方式取得了显著的应用效果。在成本方面，由于减少了底部结构采准工程，相比多进路阶段矿房法，采切比大幅降低，从而降低了采矿成本。在开采周期上，简化的巷道布置使得开采准备工作更加快捷，缩短了开采周期，提高了矿山的生产效率。
（三）经验与启示
首云铁矿的案例表明，在开采孤立薄矿体时，单一沿脉巷道布置在满足矿体开采条件的前提下，能够有效地降低成本和缩短开采周期。对于其他矿山在面临类似矿体开采时，如果矿体规模较小、运输量不大，且对成本控制和开采效率有较高要求，可以借鉴首云铁矿的经验，优先考虑单一沿脉巷道布置。在采用单线会让式线路时，要合理规划会让站的位置和间距，确保运输的顺畅。根据矿体的具体情况，灵活调整巷道的功能和布置方式，充分发挥单一沿脉巷道布置的优势。
六、影响单一沿脉巷道布置的因素
（一）矿体相关因素
矿体厚度对单一沿脉巷道布置有着显著影响。当矿体厚度小于 4 - 15 米时，由于矿体规模相对较小，矿石运输量不大，采用一条沿脉巷道就能满足运输需求。在一些薄矿体的铅锌矿开采中，矿体厚度通常在数米以内，采用单一沿脉巷道布置，无论是单线会让式还是双线渡线式，都能有效地将采场的矿石运输出去 。
矿岩稳固性是巷道布置必须考虑的重要因素。对于脉内布置，如果矿岩稳固性差，巷道在掘进和使用过程中容易发生坍塌、变形等问题，严重影响运输安全和效率。在开采某些破碎的金矿体时，由于矿岩稳固性差，采用脉内布置会导致巷道频繁垮塌，需要大量的支护和修复工作，增加了开采成本和安全风险。而对于脉外布置，围岩稳固性好是其实施的重要前提。只有围岩能够提供稳定的支撑，才能保证巷道的长期稳定，减少维护成本。
矿体倾角也会影响单一沿脉巷道的布置。当矿体倾角较缓时，矿石在运输过程中可能需要更多的辅助设备来保证其顺利运输，这会增加运输成本和复杂性。在一些缓倾斜的煤矿开采中，需要采用特殊的运输设备和技术，如胶带输送机等，来克服矿石下滑的困难。而当矿体倾角较陡时，重力可以成为矿石运输的助力，但同时也需要考虑如何控制矿石的下滑速度，以确保运输安全。
（二）生产因素
矿山的生产能力是决定单一沿脉巷道布置的关键因素之一。对于年产量 20 - 60 万吨的矿山，双线渡线式的单一沿脉巷道布置能够满足其较大的运输需求。双线渡线式的较大通过能力，可以保证在单位时间内运输更多的矿石，满足矿山较高的生产能力要求。而对于产量较小的矿山，单线会让式的布置方式则更为经济合理。它虽然通过能力有限，但建设成本低，能够在满足小规模生产运输需求的同时，降低矿山的初期投资。
采矿方法的选择与单一沿脉巷道布置密切相关。不同的采矿方法，其采场结构、出矿方式等都有所不同，这就要求运输巷道的布置与之相适应。在采用空场采矿法时，采场通常有较大的空间，矿石的出矿点相对集中，这就需要运输巷道能够方便地与采场连接，确保矿石能够及时运出。而在采用崩落采矿法时，由于采场顶板会自然崩落或强制崩落，运输巷道需要布置在安全的位置，避免受到崩落岩石的影响。
良好的通风是保障井下作业人员安全和提高生产效率的重要条件。单一沿脉巷道的布置需要考虑通风要求，确保有明确的通风和回风路线。巷道的布置应尽量减少转弯，避免巷道断面突然扩大或缩小，以减少通风阻力。在一些矿山中，通过合理规划单一沿脉巷道的走向和连接方式，使其与通风系统有机结合，实现了新鲜空气的顺畅流通和污风的有效排出，为井下作业创造了良好的环境。
七、与其他阶段运输巷道布置形式的对比
（一）对比对象选取
在矿山开采领域，阶段运输巷道的布置形式丰富多样，各有其独特的优势和适用场景。为了更全面、深入地了解单一沿脉巷道布置的特点，我们选择下盘双巷加联络道、脉外平巷加横巷等布置形式作为对比对象。下盘双巷加联络道布置通过在下盘围岩接触带和围岩中分别设置装车巷道和行车巷道，并利用联络道将二者相连，形成了独特的运输体系；脉外平巷加横巷布置则是在下盘围岩中布置双线行车平巷，并间隔一定距离设置单线装车横巷。通过对这些布置形式的对比分析，能够更清晰地展现单一沿脉巷道布置在不同方面的表现，为矿山开采中运输巷道布置形式的选择提供有力的参考依据。
（二）对比内容
1.通过能力：单一沿脉巷道布置中的单线会让式，由于除会让站外运输巷道均为单线，重车和空车需要交替通行，导致通过能力较小，在运输繁忙时容易出现等待时间过长的情况，影响运输效率。双线渡线式虽然设置了双线并通过渡线连接，通过能力有所提高，可用于年产量 20 - 60 万吨的矿山，但与下盘双巷加联络道和脉外平巷加横巷布置相比，仍存在一定差距。下盘双巷加联络道布置中，装车巷道和行车巷道分开设置，车辆行驶互不干扰，大大提高了运输的流畅性和通过能力，适用于中厚和中厚以上矿体的大规模开采。脉外平巷加横巷布置采用双线行车平巷和单线装车横巷的组合，阶段运输能力更大，能够满足年产量 60 - 150 万吨的厚矿体矿山的运输需求 。
2.适用矿体类型：单一沿脉巷道布置的脉内形式适用于规则的中厚矿体，且产量不大、矿床勘探不足、矿石品位低、不需回收矿柱的情况。当矿体沿走向变化较大时，脉内布置的巷道会因适应矿体变化而弯曲，不利于运输设备的运行。脉外形式则适用于矿石稳固性差、品位高、围岩稳固的矿体，能够有效利用围岩的稳定性，减少巷道维护成本和矿柱损失。下盘双巷加联络道布置适用于中厚和中厚以上矿体，其独特的巷道设置方式能够适应较大规模矿体的开采需求，同时有利于行车、装矿与探矿。脉外平巷加横巷布置多用于厚矿体，在大规模开采厚矿体时，能够充分发挥其阶段运输能力大、装矿安全方便的优势，还能在一定程度上进行横向探矿。
3.掘进量：单一沿脉巷道布置相对简单，无论是脉内还是脉外布置，掘进工程量相对较小。在一些薄矿体或中厚矿体的开采中，采用单一沿脉巷道布置可以减少不必要的巷道掘进，降低开采成本。下盘双巷加联络道布置需要同时掘进装车巷道和行车巷道，并且每隔一定距离还要设置联络道，掘进工程量明显增加。脉外平巷加横巷布置不仅要掘进双线行车平巷，还要在平巷上每隔一定距离布置单线装车横巷，掘进工程量更大。
4.安全性：在单一沿脉巷道布置中，单线会让式由于线路简单，车辆行驶过程中的安全风险相对集中在会让站，一旦会让站的调度出现问题，容易引发碰撞等安全事故。双线渡线式虽然通过能力有所提高，但在渡线区域仍存在一定的安全隐患，如车辆在渡线处的转向操作不当可能导致脱轨等事故。下盘双巷加联络道布置中，装车线和行车线分设，车辆行驶互不干扰，运输安全方便，有效降低了车辆碰撞等事故的发生概率。脉外平巷加横巷布置在装矿过程中，由于横巷与平巷的连接方式相对安全，减少了装矿时的安全风险。
（三）对比结论
单一沿脉巷道布置在通过能力方面，相较于下盘双巷加联络道和脉外平巷加横巷布置存在一定劣势，尤其是单线会让式，难以满足大规模矿山的运输需求。在适用矿体类型上，单一沿脉巷道布置具有一定的针对性，脉内布置适用于特定条件下的中厚矿体，脉外布置则针对矿石和围岩稳固性不同的矿体，表现出较强的适应性。在掘进量方面，单一沿脉巷道布置具有明显优势，较小的掘进量意味着更低的成本和更短的建设周期。在安全性方面，虽然存在一些风险点，但在合理的调度和管理下，仍能保障运输的安全进行。
在选择阶段运输巷道布置形式时，矿山企业需要综合考虑矿体类型、生产规模、掘进成本、安全要求等多方面因素，权衡利弊，选择最适合自身情况的布置形式，以实现矿山开采的高效、安全和可持续发展。
八、小结
单一沿脉巷道布置在矿山开采中具有独特的地位和作用。其单线会让式和双线渡线式的线路设置，以及脉内和脉外布置方式，为不同开采条件的矿山提供了多样化的选择。在实际应用中，如首云铁矿在Ⅲ 矿带盲 7# 矿体的开采，充分展示了单一沿脉巷道布置在降低成本和缩短开采周期方面的优势。影响单一沿脉巷道布置的因素众多，包括矿体厚度、矿岩稳固性、矿体倾角、生产能力、采矿方法和通风要求等。这些因素相互关联，共同决定了单一沿脉巷道布置的合理性和有效性。与下盘双巷加联络道、脉外平巷加横巷等布置形式相比，单一沿脉巷道布置在通过能力、适用矿体类型、掘进量和安全性等方面既有优势也有劣势。
注：文章部分内容参考了 慕课东北大学金属矿床地下开采 徐帅、安龙 的课件
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