上下盘沿脉巷道加穿脉布置（环形运输布置）——黑金刚播报
发布时间：
2025-07-16
一、引言
在采矿作业中，阶段运输巷道的布置形式如同人体的血脉系统，对采矿效率起着至关重要的作用。合理的巷道布置能够确保矿石高效、安全地运输，减少运输成本，提高矿山的整体经济效益。随着采矿技术的不断发展，多种阶段运输巷道布置形式应运而生，其中上下盘沿脉巷道加穿脉布置，也就是环形运输布置，以其独特的优势在特定的采矿场景中占据着重要地位。
二、环形运输布置的构成与运作
（一）布局详解
环形运输布置的核心在于其独特的线路布局，主要由重车线、空车线和环行线构成。重车线承担着运输装满矿石车辆的重任，是矿石从采场运往卸车站的关键通道，其路面通常经过特殊处理，以承受重载车辆的频繁碾压，确保运输过程的平稳与安全。空车线则是空载车辆返回装矿点的专用线路，与重车线并行设置，减少了空车与重车的相互干扰，提高了运输效率。而环行线则是整个布局的枢纽，它不仅作为装车线，为矿石的装载提供场地，还巧妙地连接了空车线和重车线，形成一个高效的循环运输系统。
从空间布局上看，重车线和空车线一般沿矿体的上下盘方向布置，与矿体走向基本平行，这样的布置方便了矿石的装卸和运输，减少了运输线路的迂回和折返。环行线则环绕在重车线和空车线之间，形成一个闭合的环形结构。在实际的采矿作业中，各条线路之间通过合理设置的道岔和联络通道相互连接，确保车辆能够顺畅地在不同线路之间切换。例如，在装矿点处，空车线与环行线通过道岔相连，当空车到达装矿点时，能够顺利地驶入环行线进行装车作业；装车完成后，重车又可以通过另一个道岔从环行线进入重车线，驶向卸车站。这种布局方式就像一个精心设计的交通网络，各个线路各司其职，又紧密协作，确保了矿石运输的高效运行。
结合提供的图片来看，我们可以更加直观地理解这种布局方式。图片中清晰地展示了重车线、空车线和环行线的位置关系，以及它们与装矿点、卸车站之间的连接方式。重车线和空车线以直线形式平行排列，环行线则环绕在它们的周围，形成一个近似圆形的运输通道。在装矿点处，空车从空车线驶入环行线，完成装车后，重车从环行线驶入重车线，整个过程一目了然。这种布局方式不仅提高了运输效率，还增加了运输系统的灵活性和可靠性，使得矿石能够在最短的时间内从采场运输到卸车站。
（二）运作流程
环形运输布置的运作流程严谨且高效，如同精密的时钟一般有条不紊地运转。当矿石在采场被开采出来后，运输流程便正式启动。首先，从卸车站驶出的空车，沿着空车线缓缓驶向装矿点。空车在行驶过程中，司机需要严格遵守运输规则，保持稳定的车速和安全的车距，确保空车能够顺利到达装矿点。在这个过程中，空车线的路况和信号系统至关重要，良好的路况能够减少车辆的磨损和故障，而准确的信号系统则能够引导空车正确行驶，避免发生碰撞和拥堵。
到达装矿点后，空车驶入环行线。环行线作为装车线，配备了先进的装矿设备，如装载机、皮带输送机等。这些设备能够快速、高效地将采场中的矿石装入空车。在装车过程中，操作人员需要熟练掌握装矿设备的操作技巧，确保矿石均匀地装入车内，避免出现超载或偏载的情况。同时，还需要对装车过程进行严格的监控，确保装车质量和安全。例如，通过安装在装矿点的摄像头和传感器，实时监测装车情况，一旦发现异常，能够及时采取措施进行处理。
完成装车后，重车从环行线驶入重车线，开始返回卸车站的旅程。重车在行驶过程中，由于装载了大量的矿石，车辆的重量和惯性增大，因此司机需要更加谨慎地驾驶。重车线通常会设置一些特殊的设施，如减速带、避险车道等，以应对可能出现的突发情况。在接近卸车站时，重车需要按照信号指示，缓慢驶入卸车区域。卸车站配备了专业的卸矿设备，如翻车机、刮板输送机等，能够快速、安全地将矿石从车上卸下。矿石卸下后，经过后续的加工和处理，最终成为可供利用的资源。而空车则在卸车站完成卸载后，再次驶入空车线，开始下一轮的运输循环。
三、环形运输布置的优势
（一）强大的生产能力
在大规模的厚和极厚矿体开采中，环形运输布置犹如一位不知疲倦的高效运输大师，充分展现出其强大的生产能力。这种布置形式通过独特的线路设计，实现了空车和重车的高效循环运输，极大地减少了运输过程中的等待时间和拥堵情况。在某大型矿山的开采作业中，该矿山采用环形运输布置来开采极厚矿体，其通过能力可达 150 - 300 万吨每年 。先进的装矿设备与高效的运输线路紧密配合，使得矿石能够源源不断地从采场运输到卸车站 。每小时能够完成多车次的装卸作业，相比其他一些运输布置形式，运输效率提高了数倍 。在高峰期，甚至能够实现每小时运输数千吨矿石的壮举 。这种强大的生产能力，为大规模矿体的高效开采提供了坚实的保障，使得矿山能够在较短的时间内开采出大量的矿石，满足市场对矿产资源的需求 。
（二）安全与便利的装车体验
穿脉装车是环形运输布置的一大特色，它为装车作业带来了卓越的安全保障和便利体验。穿脉巷道与矿体呈垂直或近似垂直的方向布置，使得矿车能够直接在穿脉巷道内进行装车。这种装车方式避免了在狭窄的沿脉巷道内进行装车作业时可能出现的车辆碰撞和人员伤亡等安全隐患。在某矿山的装车现场，操作人员只需将矿车驶入穿脉巷道，即可方便地进行装车作业。穿脉巷道的空间较为宽敞，为装矿设备提供了充足的操作空间，使得装车过程更加顺畅。操作人员可以更加灵活地控制装矿设备，将矿石准确地装入矿车，提高了装车的效率和质量。而且，穿脉装车还能够减少矿石在运输过程中的洒落和损失，进一步提高了资源的利用率。
（三）兼具探矿功能
环形运输布置在运输巷道施工过程中，还能巧妙地发挥对矿体进一步勘探的作用。在掘进沿脉巷道和穿脉巷道时，施工人员可以直接观察到矿体的地质情况，如矿体的厚度、走向、倾角、矿石的品位和质量等。这些第一手的地质资料对于深入了解矿体的赋存状态和变化规律具有重要意义。在某矿山的开采过程中，通过环形运输布置的巷道施工，发现了一处之前未被探明的矿体分支。通过对该分支矿体的进一步勘探和研究，确定了其具有较高的开采价值。这不仅增加了矿山的资源储量，还为矿山的可持续发展提供了新的动力。环形运输布置还能够通过对不同区域矿体的勘探，为采矿方法的选择和优化提供科学依据，使得采矿作业更加合理、高效。
四、环形运输布置的局限性
尽管环形运输布置在采矿作业中展现出诸多显著优势，但其掘进工程量大这一缺点也带来了一系列不可忽视的局限性。首先，从时间成本来看，大规模的掘进工程需要耗费大量的时间。在某矿山的开采项目中，为了构建环形运输系统，掘进工作持续了数年之久。在这期间，矿山的开采进度受到了极大的限制，无法及时将矿石开采并运输出来，导致市场供应延迟，影响了企业的经济效益。长时间的掘进工作还增加了矿山的管理成本和运营风险，因为在掘进过程中，可能会遇到各种地质条件的变化和技术难题，需要投入更多的人力、物力和财力来解决。
其次，掘进工程量大直接导致了成本的大幅增加。在掘进过程中，需要投入大量的人力、设备和材料。人工成本方面，需要雇佣大量的专业掘进工人，他们的工资支出是一笔不小的费用。设备成本也相当高昂，如掘进机、装载机、运输车辆等设备的购置、租赁和维护费用都需要大量的资金投入。材料成本同样不容忽视，如炸药、雷管、钢材、水泥等掘进所需的材料费用也占据了很大一部分成本。据统计，在一些采用环形运输布置的矿山中，掘进成本占总成本的比例高达 30% - 40% 。如此高昂的成本，对于一些小型矿山或资金紧张的企业来说，可能是难以承受的负担，甚至会影响到矿山的可持续发展 。
此外，掘进工程量大还会对环境产生一定的影响。大量的岩石挖掘会产生大量的废渣和粉尘，废渣的处理需要占用大量的土地资源，并且如果处理不当，还可能会对土壤和水体造成污染。粉尘的排放则会对空气质量产生影响，危害工人和周边居民的身体健康。在掘进过程中，还可能会破坏地下的生态平衡，对一些珍稀物种的生存环境造成威胁。
五、适用场景与案例分析
（一）适用条件剖析
环形运输布置在规模大的厚和极厚矿体开采中，有着不可替代的优势。这类矿体通常储量丰富，开采规模大，对运输能力的要求极高。环形运输布置强大的生产能力，能够满足大规模开采下大量矿石的运输需求，确保矿石能够及时、高效地从采场运往卸车站。在某极厚矿体的开采项目中，矿体厚度达到数百米，采用环形运输布置后，每年能够顺利运输数百万吨的矿石，为矿山的高效开采提供了有力保障。
在几组互相平行的矿体中，环形运输布置同样能够发挥出色。由于平行矿体之间的距离相对较近，通过合理规划环形运输系统，可以实现各矿体之间运输线路的互联互通。这样一来，不仅减少了运输线路的重复建设，降低了成本，还能够提高运输效率。通过环行线的连接，可以灵活地调配空车和重车，使运输资源得到充分利用。在某矿山拥有三组互相平行的矿体，采用环形运输布置后，通过优化运输线路，实现了各矿体之间的协同运输，运输效率提高了 30% 以上 。
（二）实际案例展示
以中铁资源新鑫公司乌兰矿为例，该矿采用平硐 + 斜坡道开拓方式，设计采用主副双斜坡道无轨运输方案，实现空车进重车出的环形运输 。在未形成环形运输系统之前，乌兰矿仅靠一条单斜坡道维持井下矿石运输任务，时常造成井下交通堵塞，极大地制约了运输效率提升 。随着井下开拓不断延伸，主副双斜坡道硬化因受疫情期间砼供应不足的影响，路面硬化滞后，造成路面清淤难度大、排水能力差，且局部路面损毁严重，极易碰撞巷道帮壁管道 。
为了解决运输“瓶颈” 难题，2024 年，新鑫公司加大了运输系统建设力度 。从 2023 年 5 月 10 日开始，新鑫公司从中国引进了碎石加工、混凝土搅拌系统；2024 年 7 月，建成了 “全天候生产、全系列配套、全流程链接” 的混凝土拌合站，达到蒙古国同类拌和站的先进水平，弥补了乌兰矿山冬季不能正常进行混凝土施工的短板 。在拌和高峰期，该拌和站每天提供的拌和混凝土量约 100 立方米左右，配置了 4 辆混凝土罐车，最远运距可达 10km，为道路硬化提供了强有力支撑 。2024 年，新鑫公司采取了预制混凝土块铺设路面的新方法，改变传统路面直接浇筑混凝土造成交通中断时间太长的传统做法，从而最大限度减少了对运输干扰，加快了路面的铺设进度 。
目前，新鑫公司地表至 765m 中段双斜坡道循环运输系统全面形成，765m 中段至地表运矿往返时长较以往单斜坡道从 60 分钟降至 40 分钟 。不仅降低了安全风险，而且更能充分发挥机械化施工及汽车运输功效，助力采矿成本降低，为矿山稳步开采奠定了坚实的基础 。乌兰矿的成功案例充分展示了环形运输布置在解决运输难题、提高运输效率和降低成本方面的显著效果 。
六、小结
上下盘沿脉巷道加穿脉布置（环形运输布置）作为阶段运输巷道的一种重要形式，在采矿领域中占据着独特的地位。它以其强大的生产能力、安全便利的装车体验和兼具探矿功能等显著优势，成为规模大的厚和极厚矿体以及几组互相平行矿体开采的理想选择。中铁资源新鑫公司乌兰矿通过采用环形运输布置，成功解决了运输“瓶颈” 难题，提高了运输效率，降低了成本 。然而，我们也不能忽视其掘进工程量大这一局限性，这不仅增加了时间成本和经济成本，还对环境产生了一定的影响 。在实际应用中，矿山企业需要综合考虑矿体的地质条件、开采规模、资金状况等多方面因素，权衡利弊，谨慎选择是否采用环形运输布置 。
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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