孟令剛

(中鋼集團(tuán)石家莊工程設(shè)計研究院有限公司)

廟溝鐵礦地下采場出礦設(shè)備選擇

孟令剛

(中鋼集團(tuán)石家莊工程設(shè)計研究院有限公司)

為了提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益，分別從設(shè)備投資、基建工程量、基建投資、損失貧化、經(jīng)營成本、生產(chǎn)規(guī)模等方面對6 m3和4 m3鏟運機(jī)進(jìn)行了綜合比較。結(jié)果表明，與4 m3鏟運機(jī)相比，廟溝鐵礦采用6 m3鏟運機(jī)可減少基建投資8.89萬元，同時還可降低損失貧化、節(jié)省經(jīng)營成本、滿足礦山生產(chǎn)規(guī)模要求，因而推薦廟溝鐵礦轉(zhuǎn)入地下開采時選用6 m3鏟運機(jī)。

露天轉(zhuǎn)地下開采 地下鏟運機(jī) 基建投資 損失貧化

廟溝鐵礦轉(zhuǎn)入地下開采后，生產(chǎn)規(guī)模為300萬t/a，設(shè)計采用無底柱分段崩落法開采。根據(jù)礦山生產(chǎn)規(guī)模、礦體賦存條件，廟溝鐵礦地下采場可供選擇的出礦設(shè)備有6 m3鏟運機(jī)和4 m3鏟運機(jī)[1-2]。為了盡可能降低礦山生產(chǎn)成本，有必要對上述2種類型的鏟運機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。

1 礦山概況

廟溝鐵礦位于河北省青龍滿族自治縣城東南方向100 km處，承秦公路由礦區(qū)北部4.5 km處通過，有簡易公路與之相通，交通便利。廟溝鐵礦始建于1987年，經(jīng)過20多a開采，礦山露天采場、選礦廠等生產(chǎn)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)，供水系統(tǒng)，防排水系統(tǒng)，排土場及其他生產(chǎn)輔助系統(tǒng)齊全。目前，磨選生產(chǎn)能力達(dá)到220萬t/a，露天采礦規(guī)模達(dá)到245萬t/a?，F(xiàn)已形成了一個南北長約1 360 m，東西寬180～500 m，深50～70 m的露天大采坑，坑底最低標(biāo)高為468 m。礦區(qū)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件均屬簡單類型。礦區(qū)內(nèi)由東向西共分為4個礦體，編號為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#。其中Ⅱ#礦體規(guī)模最大，共分為3個礦體，編號為Ⅱ-1#、Ⅱ-2#、Ⅱ-3#。Ⅱ#礦體平均厚16～26 m，傾角為70°～90°。截至2014年7月底，露天采場內(nèi)資源儲量僅剩1 045萬t，按245萬t/a的規(guī)模組織生產(chǎn)，礦山露天開采還可維持4.3 a。露天境界外地下開采保有資源儲量為5 206萬t，平均品位TFe29.30%、MFe24.27%。

2 地下鏟運機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

2.1 設(shè)備投資

6 m3鏟運機(jī)的生產(chǎn)能力為60～70萬t/a，4 m3鏟運機(jī)的生產(chǎn)能力為40～45萬t/a。廟溝鐵礦生產(chǎn)規(guī)模為300萬t/a ，設(shè)計副產(chǎn)礦石率為9.5%，采場年出礦石量為271.5萬t。經(jīng)計算，需選用4 m3鏟運機(jī)7臺，或選用6 m3鏟運機(jī)5臺。國內(nèi)各大礦山4 m3以上斗容的鏟運機(jī)以進(jìn)口為主，報價見表1。

表1 鏟運機(jī)報價情況

廟溝鐵礦采用6 m3鏟運機(jī)或4 m3鏟運機(jī)設(shè)備投資情況見表2。

表2 設(shè)備投資情況

2.2 基建工程量

根據(jù)廟溝鐵礦的產(chǎn)量銜接計劃，該鐵礦轉(zhuǎn)入地下開采后第1 a的生產(chǎn)能力為280萬t，按此生產(chǎn)能力進(jìn)行礦塊布置，結(jié)果見表3。由表3可知，盡管6 m3鏟運機(jī)斷面面積比4 m3鏟運機(jī)增加了1 m2，但可減少2個回采礦塊，因而基建工程量有所減少。

2.3 基建投資

采用6 m3鏟運機(jī)比4 m3鏟運機(jī)減少基建工程量24 963 m3，按平均掘進(jìn)成本300元/m3計算，工程投資748.89萬元，基建總投資可減少8.89萬元。

2.4 損失貧化

國內(nèi)外部分采用無底柱分段崩落法的礦山分段高度、進(jìn)路間距、進(jìn)路高度、鏟運機(jī)斗容等參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見表4。

表3 采準(zhǔn)工作基建工程量

表4 礦山相關(guān)參數(shù)

由表4可知，選擇6 m3鏟運機(jī)的進(jìn)路斷面尺寸為5 m×3.8 m(進(jìn)路寬度×進(jìn)路高度)，選擇4 m3鏟運機(jī)的進(jìn)路斷面尺寸為4.2 m×3.8 m。對于無底柱分段崩落法，大部分礦山通過增大段高、進(jìn)路間距、出礦設(shè)備來提高礦山效益。目前廟溝鐵礦設(shè)計采礦結(jié)構(gòu)參數(shù)為20 m×18 m(分段高度×進(jìn)路間距)，采用大段高、大進(jìn)路間距可大幅度降低千噸采切比，同時需要提高鑿巖設(shè)備的鉆孔深度，增大鏟裝設(shè)備的鏟取寬度和深度，來保證放礦橢球體正面和頂部與礦巖接觸面相切、側(cè)面與相鄰放礦橢球體相切，從而獲得較好的損失貧化指標(biāo)。

2.5 經(jīng)營成本

不同斗容的鏟運機(jī)所對應(yīng)的與礦山經(jīng)營成本有關(guān)的參數(shù)見表5。

表5 與礦山經(jīng)營成本有關(guān)的參數(shù)

與4 m3鏟運機(jī)相比，選用6 m3鏟運機(jī)，可減少2臺，按每臺司機(jī)2人，每天3臺，在冊系數(shù)1.4計算，可減少司機(jī)17人，減少人員工資約91.8萬元。

2.6 生產(chǎn)規(guī)模

廟溝鐵礦選礦廠的磨選處理能力為220萬t/a，考慮地下開采時廢石混入率較大，按破碎干選拋廢25%計算，地下開采的生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)達(dá)到300萬t/a才能與選廠的處理能力相匹配。該鐵礦礦體南寬北窄，全長850～1 080 m，從回采進(jìn)路布置來看，主要生產(chǎn)能力集中于1#勘探線以南的礦段，該礦段每一分段可布置的進(jìn)路條數(shù)為22～38。按每臺鏟運機(jī)負(fù)責(zé)5條進(jìn)路計算，采用6 m3、4 m3鏟運機(jī)單分段生產(chǎn)規(guī)模分別可達(dá)到346萬t/a、240萬t/a。由于目前礦山年下降已達(dá)20 m，如采用4 m3鏟運機(jī)，為達(dá)到生產(chǎn)規(guī)模需2個分段同時生產(chǎn)，還需加大年下降速度，從而加大礦山的生產(chǎn)組織難度。

3 結(jié) 語

對6 m3、4 m3鏟運機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，認(rèn)為廟溝鐵礦采用6 m3鏟運機(jī)不但可以減少基建總投資8.89萬元，而且可以降低損失貧化，節(jié)省經(jīng)營成本，因而推薦廟溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采時選用6 m3鏟運機(jī)。

[1] 高夢熊.地下裝載機(jī)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[2] 張棟林. 國內(nèi)外地下鏟運機(jī)技術(shù)發(fā)展和趨勢展望 [J].礦山機(jī)械，2004 (9)：24-31.

2015-02-02)

孟令剛(1981—)，男，工程師，碩士，050021 河北省石家莊市槐安東路108號。