(一)基礎(chǔ)概念與系統(tǒng)構(gòu)成
斜坡道開拓法是一種利用傾斜巷道(斜坡道)構(gòu)建地表與地下各開采水平連通體系的開拓技術(shù)。在現(xiàn)代采礦工程中,隨著無軌采礦設(shè)備的廣泛應(yīng)用,斜坡道開拓法憑借其獨特的優(yōu)勢,逐漸成為一種重要的開拓方式。其核心在于為無軌采礦設(shè)備,如鏟運機、卡車、鉆車等,提供一條直達通道,使這些設(shè)備能夠從地表直接駛?cè)氲叵?,或者在不同的中段之間自由通行,極大地提高了采礦作業(yè)的效率和靈活性。

該系統(tǒng)通常包含主斜坡道和輔助斜坡道。主斜坡道是連接地表與主運輸水平的關(guān)鍵通道,承擔(dān)著主要的運輸任務(wù),包括礦石、廢石的運輸以及設(shè)備、材料的運送等。輔助斜坡道則主要用于中段間的聯(lián)絡(luò),方便人員、設(shè)備在不同中段之間的轉(zhuǎn)移,同時也可以輔助運輸一些小型物資。

按幾何形態(tài)來分,斜坡道又可分為明斜坡道和盲斜坡道。明斜坡道直接在地表開口,與地表工業(yè)場地直接相連,其優(yōu)點是施工相對簡單,便于設(shè)備和物資的進出;盲斜坡道則在地下開口,不直接與地表相通,通常用于特定的采礦布局或地質(zhì)條件下,如深部礦體的開采或需要避開地表復(fù)雜地形的情況。(二)關(guān)鍵技術(shù)特征
環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)勢:斜坡道開拓法受地形地貌、地表工業(yè)場地布局及巖層條件的限制較小。與平硐開拓法相比,平硐開拓需要有合適的地形條件,如礦體必須位于山體一側(cè)且有足夠的高差以便布置平硐;而斜坡道開拓法無論是在山區(qū)、丘陵還是平原地區(qū),只要地質(zhì)條件允許,都可以進行施工。在一些地形復(fù)雜的山區(qū),斜坡道可以根據(jù)地形的起伏進行設(shè)計,靈活地連接地表和地下礦體,而豎井開拓法則可能因為地形陡峭、巖石破碎等原因,導(dǎo)致井筒位置難以選擇,施工難度大。斜坡道對地表工業(yè)場地的要求也相對較低,不需要像豎井開拓那樣需要大面積的平整場地來布置提升設(shè)備和地面構(gòu)筑物。
深度敏感性局限:當(dāng)開采深度超過 200m 時,斜坡道開拓法的運輸費用會顯著增加。這主要是因為無軌設(shè)備在長距離、大坡度的斜坡道上運行時,燃油消耗會大幅上升。無軌設(shè)備的輪胎磨損也會加劇,需要更頻繁地更換輪胎,這進一步增加了運營成本。無軌設(shè)備的維護成本相對較高,隨著開采深度的增加,設(shè)備的故障率可能會上升,維修難度和費用也會相應(yīng)增加。相比之下,有軌運輸或膠帶運輸系統(tǒng)在深部開采中具有更好的經(jīng)濟性,它們能夠以較低的成本實現(xiàn)大量礦石的運輸。
工程量對比特征:在同等開采深度下,斜坡道的工程量較豎井開拓要多 3 - 6 倍。這是由于斜坡道需要滿足無軌設(shè)備通行的坡度要求,一般來說,斜坡道的坡度不能超過 30%,這就導(dǎo)致斜坡道的水平投影距離遠大于垂直提升高度。假設(shè)要開拓一個深度為 500m 的礦體,采用豎井開拓時,井筒的垂直深度即為 500m;而采用斜坡道開拓,若斜坡道坡度為 15%,則斜坡道的長度可能達到 3000m 以上,這還不包括為了滿足設(shè)備轉(zhuǎn)彎、錯車等需求而增加的巷道寬度和輔助巷道的工程量。如此巨大的工程量不僅增加了建設(shè)成本,還延長了建設(shè)周期,對礦山的前期投資和開發(fā)進度都有較大影響。