李小雙 李耀基 王孟來(lái) 朱建新

(1.國(guó)家磷資源開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南 晉寧 650600；2.云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 晉寧 650600；3.中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

露天磷礦山大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝研究

李小雙1,2李耀基1,2王孟來(lái)1,2朱建新3

(1.國(guó)家磷資源開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心，云南 晉寧 650600；2.云南磷化集團(tuán)有限公司，云南 晉寧 650600；3.中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110015)

以云南磷化集團(tuán)有限公司昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)為工程背景，在進(jìn)行實(shí)地調(diào)研其具體地質(zhì)采礦條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案可行性論證等多種研究手段，探討了露天磷礦山的大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝。結(jié)果表明：①與傳統(tǒng)的單斗卡車(chē)運(yùn)輸工藝相比，大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝具有運(yùn)輸成本低廉、空氣與噪音污染小、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，在采場(chǎng)垂直開(kāi)采深度≥85 m的深凹開(kāi)采階段具有較大優(yōu)勢(shì)。②大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝初期投資較大，系統(tǒng)相對(duì)固定，工藝環(huán)節(jié)較多，在采場(chǎng)垂直開(kāi)采深度<85 m的淺部開(kāi)采階段具有較大的應(yīng)用局限性。相關(guān)的研究成果可為該礦區(qū)或類(lèi)似條件下的露天采場(chǎng)運(yùn)輸工藝提供理論和技術(shù)上的指導(dǎo)和參考。

露天磷礦山 大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝 理論分析 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè) 方案可行性 技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

云南磷化集團(tuán)有限公司作為我國(guó)磷資源開(kāi)發(fā)利用行業(yè)的六大重點(diǎn)骨干企業(yè)之一，在磷礦開(kāi)采、洗選和磷產(chǎn)品的加工方面一直位于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位[1-2]。近年來(lái)隨著礦山淺部資源的逐步枯竭，露天采場(chǎng)的開(kāi)采深度持續(xù)增加，逐步進(jìn)入深凹露天開(kāi)采階段，由于開(kāi)采條件的急劇變化，傳統(tǒng)的汽車(chē)運(yùn)輸工藝系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)逐步喪失，面臨著以下難題。

(1)露天坑作業(yè)空間尺寸逐步縮小，新水平準(zhǔn)備及開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)困難[3]。

(2)隨著采場(chǎng)開(kāi)采深度的增加，采場(chǎng)礦石與剝離物的運(yùn)輸線(xiàn)路越來(lái)越長(zhǎng)，運(yùn)輸成本增加明顯[4]。

(3)露天礦邊坡高度逐步增高，最終幫坡角越來(lái)越陡峭，邊坡安全投入明顯加大，維護(hù)與控制的難度逐年增加[5]。

(4)礦山采場(chǎng)生產(chǎn)剝采比持續(xù)增加，礦車(chē)維修與維護(hù)費(fèi)用、柴油消耗及運(yùn)營(yíng)成本逐步增大[6]。

(5)礦車(chē)尾氣與噪聲污染逐步增大，環(huán)境保護(hù)與工人作業(yè)環(huán)境維護(hù)費(fèi)用年年攀升[7]。

云南磷化集團(tuán)有限公司所下屬的4大露天磷礦山具有礦體厚度較薄、采場(chǎng)分散、作業(yè)面移動(dòng)頻繁、地形條件復(fù)雜、礦石剝離物堅(jiān)硬需要爆破作業(yè)且剝離量大、排土場(chǎng)空間以?xún)?nèi)排為主且轉(zhuǎn)換頻次高、空間狹小等基本特點(diǎn)，以大型外排土場(chǎng)為基礎(chǔ)，以單斗—移動(dòng)式破碎站—膠帶輸送機(jī)—移動(dòng)式膠帶排土機(jī)為代表的連續(xù)作業(yè)的采礦工藝系統(tǒng)與單斗—汽車(chē)—固定或者半固定式破碎站—膠帶輸送機(jī)—半移動(dòng)式膠帶排土機(jī)或者汽車(chē)為代表的半連續(xù)作業(yè)的采礦工藝系統(tǒng)，雖然在煤礦與金屬礦山正大規(guī)模推廣應(yīng)用，但在公司礦山的應(yīng)用具有極大的局限性(前期投資大，移動(dòng)頻繁導(dǎo)致的移設(shè)費(fèi)用高，剝離物的破碎成本增加較大，外部固定的大空間排土場(chǎng)很難找到且租賃費(fèi)高)[8-9]。

由于大型斜坡箕斗露天運(yùn)輸工藝具有成本低廉、輸送能力大、安全高效、工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保的特點(diǎn)[10-12]，因此在磷化工行業(yè)不景氣的多重壓力下，對(duì)該種運(yùn)輸工藝在露天磷礦山的應(yīng)用可行性進(jìn)行研究，對(duì)云南磷化集團(tuán)有限公司及類(lèi)似條件下的露天磷礦山具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

1 工程概況

1.1 昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)排土場(chǎng)工程地質(zhì)條件

昆陽(yáng)磷礦二礦位于滇池聚磷區(qū)南西，東鄰昆陽(yáng)磷礦(一至四采區(qū))，西接肖家營(yíng)磷礦，北部為?？诹椎V，位于晉寧縣二街鎮(zhèn)境內(nèi)，距昆明市南西212°方向平距44.5 km，距晉寧縣城直線(xiàn)距離9 km。

場(chǎng)地處于晉寧縣二街鎮(zhèn)政府所在地北東部，位于由大山—杉松園頂—鵝毛山—老高山—金銅盆山構(gòu)成的地表分水嶺南側(cè)，香條村背斜南翼，場(chǎng)地屬中山地貌，最高標(biāo)高為礦區(qū)北部的礦界邊緣，標(biāo)高2 335 m，最低標(biāo)高為礦區(qū)南西部礦界附近沖溝，標(biāo)高 1 938.7 m，相對(duì)高差396.3 m。礦區(qū)地形總體北高南低，山嶺由南西向北東呈長(zhǎng)蛇狀延伸，場(chǎng)地范圍溝谷較發(fā)育，地形坡度總體較緩，為10°～30°，局部較陡，約40°，地貌上總體屬構(gòu)造剝蝕中山地貌。

昆陽(yáng)磷礦二礦主要位于香條村背斜南翼，為單斜地層，排土場(chǎng)主要利用礦層地表露頭以北底板范圍的天然溝谷地形和采空區(qū)進(jìn)行堆放。據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查和鉆孔揭露，排土場(chǎng)范圍大都為基巖直接出露，僅在局部溝谷底部、坡頂平緩地帶和局部緩坡地帶覆蓋一定厚度的第四系地層。構(gòu)成場(chǎng)地地基的地層主要為第四系人工堆積(Qml)層、第四系沖洪積(Qal+pl)層、第四系殘、坡積(Qel+dl)層、泥盆系中統(tǒng)?？诮M(D2h)地層和寒武系下統(tǒng)(1)等。

1.2 排土場(chǎng)規(guī)劃

根據(jù)采礦設(shè)計(jì)， 60線(xiàn)～64線(xiàn)坑底標(biāo)高為2 000 m，65線(xiàn)～72線(xiàn)坑底標(biāo)高為+1 880 m。生產(chǎn)第3年實(shí)現(xiàn)少量的內(nèi)排，從采剝進(jìn)度計(jì)劃表中及生產(chǎn)第13年年末圖中可看出，生產(chǎn)期第13年以前，由于下部采礦，上部排土，排土空間較小，內(nèi)排容量較小，主要廢石外排，排土方式為外排+內(nèi)排，生產(chǎn)第14年以后全部實(shí)現(xiàn)內(nèi)排。

排土場(chǎng)分成分成4個(gè)部分，分別為外排東北部分、外排西北部分、內(nèi)排北東部分、內(nèi)排南西部分。二礦和鄉(xiāng)二街磷礦統(tǒng)一由昆陽(yáng)磷礦開(kāi)采，廢石由昆陽(yáng)磷礦統(tǒng)一進(jìn)行堆放。依據(jù)采剝進(jìn)度計(jì)劃及生產(chǎn)年末圖計(jì)算得：昆陽(yáng)磷礦二礦共需外排總廢石松方量為 14 106萬(wàn)m3，本次設(shè)計(jì)外排排土場(chǎng)容積14 106萬(wàn)m3；需內(nèi)排排土量為25 027萬(wàn)m3，本次設(shè)計(jì)內(nèi)排排土場(chǎng)容積25 167萬(wàn)m3。

本礦山排土以就近、內(nèi)排與外排聯(lián)合排土的原則，并結(jié)合采剝進(jìn)度計(jì)劃，最終排土計(jì)劃如下。

依據(jù)《云南磷化集團(tuán)有限公司昆陽(yáng)磷礦二礦120萬(wàn)t/a露天采礦工程初步設(shè)計(jì)》，設(shè)計(jì)開(kāi)采對(duì)象為二礦和鄉(xiāng)二街磷礦；設(shè)計(jì)開(kāi)采范圍為磷都礦業(yè)鄉(xiāng)二街磷礦礦權(quán)內(nèi)的全部資源量和二礦礦權(quán)內(nèi)適宜采用露天開(kāi)采的資源量。主要開(kāi)采范圍為59線(xiàn)～73線(xiàn)。礦山首先開(kāi)采59線(xiàn)～64線(xiàn)區(qū)域至坑底，接下來(lái)開(kāi)采64線(xiàn)～73線(xiàn)區(qū)域并先開(kāi)采67線(xiàn)～73線(xiàn)至坑底，最后開(kāi)采64線(xiàn)～67線(xiàn)至坑底。

基建期、生產(chǎn)第1年和生產(chǎn)第2年廢石排至外排排土場(chǎng)東北部分，運(yùn)距最短。生產(chǎn)第3年和生產(chǎn)第5年廢石排至外排排土場(chǎng)西北部分，并且實(shí)現(xiàn)少量的內(nèi)排。在生產(chǎn)第6年廢石外排至外排排土場(chǎng)和內(nèi)排排土場(chǎng)。生產(chǎn)第14年以后，廢石全部排至內(nèi)排土場(chǎng)，先排滿(mǎn)內(nèi)排北東部分，后排內(nèi)排南西部分。

1.3 排土場(chǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)

(1)排土場(chǎng)外排西北部分底面最低標(biāo)高2 020 m，排土場(chǎng)頂面標(biāo)高2 320 m，最大堆置高度300 m。本次設(shè)計(jì)排土場(chǎng)容量為2 951萬(wàn)m3；排土場(chǎng)外排東北部分底面最低標(biāo)高2 200 m，排土場(chǎng)頂面標(biāo)高2 380 m，最大堆置高度180 m。本次設(shè)計(jì)排土場(chǎng)容量為 11 154萬(wàn)m3；排土場(chǎng)內(nèi)排南西部分底面最低標(biāo)高 1 880 m，排土場(chǎng)頂面標(biāo)高2 110 m，最大堆置高度230 m。本次設(shè)計(jì)排土場(chǎng)容量為14 805萬(wàn)m3；排土場(chǎng)內(nèi)排北東部分底面最低標(biāo)高2 015 m，排土場(chǎng)頂面標(biāo)高 2 320 m，最大堆置高度295 m。本次設(shè)計(jì)排土場(chǎng)容量為 10 363萬(wàn)m3。

(2)臺(tái)階數(shù)。排土場(chǎng)外排西北部分11臺(tái)階；排土場(chǎng)外排東北部分6個(gè)臺(tái)階；排土場(chǎng)內(nèi)排南西部分8個(gè)臺(tái)階；排土場(chǎng)內(nèi)排北東部分10個(gè)臺(tái)階，臺(tái)階高度20～30 m，安全平臺(tái)寬15 m。

(3)排土場(chǎng)邊坡。廢石自然安息角為35°，排土場(chǎng)堆置最終邊坡角為28°。

(4)排土場(chǎng)最終頂面面層結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)排土場(chǎng)最終頂面面層采用推土機(jī)平整臺(tái)階并適當(dāng)壓實(shí)，平臺(tái)不能有較大的凸起或凹陷，在臺(tái)階及斜坡坡面鋪設(shè)表土，表土鋪設(shè)厚度平臺(tái)平均不小于80 cm，斜坡平均不小于30 cm，并向內(nèi)設(shè)2%～3%的排水反坡。

(5)排土場(chǎng)最終邊坡角。排土場(chǎng)的邊坡角小于排棄巖土的自然安息角。本次設(shè)計(jì)所排棄的巖土主要為采場(chǎng)剝離的廢石。排土場(chǎng)最終邊坡角為28°。

2 昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)的大型斜坡運(yùn)輸工藝

2.1 大型斜坡箕斗提升整體構(gòu)想方案

沿礦體走向方向?qū)⑿枰_(kāi)采的采場(chǎng)劃分若干個(gè)采區(qū)，相鄰采區(qū)之間留設(shè)20～30 m隔離帶作為箕斗提升系統(tǒng)用，箕斗提升系統(tǒng)的地基直接建立在礦層底板基巖之上。露天坑采場(chǎng)的剝離廢石通過(guò)箕斗提升系統(tǒng)運(yùn)輸露天坑上部平路，后轉(zhuǎn)載給礦車(chē)，運(yùn)輸至排土場(chǎng)。特別需要說(shuō)明的是：在箕斗提升系統(tǒng)的上部與下部不需要建立專(zhuān)門(mén)的臨時(shí)儲(chǔ)料倉(cāng)，下部由挖掘機(jī)直接將剝離廢石裝入礦車(chē)后，由礦車(chē)卸載至箕斗箱，上部由箕斗箱直接卸載給礦車(chē)?；废湓谠O(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其扛撞擊、磨損能力提出較高要求，需要用專(zhuān)門(mén)的雙層錳鋼材料。同時(shí)挖掘機(jī)的鏟斗容積與箕斗相匹配，箕斗載質(zhì)量與單臺(tái)運(yùn)輸卡車(chē)載質(zhì)量相匹配，要確保1次箕斗載質(zhì)量剛好與1臺(tái)卡車(chē)的載質(zhì)量基本相等。此外，要做好箕斗與礦車(chē)配比與調(diào)度工作，確保生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性，避免大量的作業(yè)時(shí)間浪費(fèi)在等待環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 箕斗提升系統(tǒng)示意Fig.1 Schematic diagram of skip hoisting system 1#～4#—箕斗提升系統(tǒng)

2.2 大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝的臨界深度分析

單斗挖掘機(jī)+大型箕斗運(yùn)輸采礦工藝系統(tǒng)與單斗挖掘機(jī)+汽車(chē)運(yùn)輸工藝相比，最主要的區(qū)別為露天坑剝離礦石運(yùn)輸這一環(huán)節(jié)。與現(xiàn)有的單斗挖掘機(jī)+汽車(chē)運(yùn)輸工藝相比，單斗挖掘機(jī)+大型箕斗運(yùn)輸采礦工藝系統(tǒng)增加了采場(chǎng)下部礦車(chē)向箕斗卸料與采場(chǎng)上部箕斗向礦車(chē)卸料2道工序，爬坡階段由電動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的箕斗替代依靠柴油機(jī)械動(dòng)力的礦車(chē)?，F(xiàn)有的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在露天采場(chǎng)坑深度較小時(shí)，汽車(chē)運(yùn)輸是經(jīng)濟(jì)合理的。而當(dāng)露天采坑的開(kāi)采深度達(dá)到一定數(shù)值后，完全依靠汽車(chē)重車(chē)爬坡的方式將不再合理，用大型箕斗取代礦車(chē)可以大幅度地降低運(yùn)輸成本。

依據(jù)2014年9月—2015年7月昆陽(yáng)磷礦提供的單斗挖掘機(jī)+汽車(chē)運(yùn)輸工藝相關(guān)成本資料，結(jié)合2014年5月對(duì)箕斗系統(tǒng)成本考察的相關(guān)信息，以昆陽(yáng)磷礦一采區(qū)與昆陽(yáng)磷礦二礦為例，分別對(duì)其箕斗提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理臨界深度進(jìn)行研究，其相應(yīng)的計(jì)算公式為

(1)

其中，H0為箕斗提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理臨界深度，km；p1為箕斗運(yùn)輸成本，p1=1.17元/( t·km)；α為箕斗提升角度，與礦層底板傾角相同，昆陽(yáng)磷礦一采區(qū)α=16°，昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)取值15°；β為汽車(chē)最大坡度角，β=7°；k為汽車(chē)彎道富余系數(shù)，k=1.15；su為采場(chǎng)上端箕斗向汽車(chē)轉(zhuǎn)載費(fèi)，sd=0.70元/t；sd為采場(chǎng)底端汽車(chē)向箕斗轉(zhuǎn)載費(fèi)，取值為0.70元/t；p2為礦車(chē)運(yùn)輸成本，p2=2.33元/(t·km)。

由式(1)可以計(jì)算得出昆陽(yáng)磷礦一采區(qū)與昆陽(yáng)磷礦二礦箕斗提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理臨界深度分別為80.63m、80.14m。因此，對(duì)于昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)來(lái)講，當(dāng)剝離的廢石由低向高累計(jì)運(yùn)輸垂高分別超過(guò)80.63m與80.14m后，汽車(chē)綜合運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)成本較大型箕斗運(yùn)輸成本高，可以考慮采用大型箕斗提升系統(tǒng)替代汽車(chē)重車(chē)爬坡這段運(yùn)輸路線(xiàn)。昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)采用箕斗提升系統(tǒng)的采場(chǎng)臨界垂直深度為80～85m。

2.3 大型斜坡箕斗運(yùn)輸工藝系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可行性分析

依據(jù)昆陽(yáng)磷礦提供的相關(guān)參數(shù)資料，目前二礦露天坑與露天坑上部水平運(yùn)輸主干線(xiàn)高差為40～60m，而最終閉坑前最大高差將達(dá)到180m。參照《云南磷化集團(tuán)有限公司昆陽(yáng)磷礦二礦120萬(wàn)t/a露天采礦工程初步設(shè)計(jì)》的相關(guān)排土計(jì)劃，采場(chǎng)首采塊段廢石排至2#排土場(chǎng)，生產(chǎn)至第2年時(shí)，已按設(shè)計(jì)容量將2#排土場(chǎng)排滿(mǎn)，生產(chǎn)第3年的廢石排至1#排土場(chǎng)。生產(chǎn)至第2年時(shí)，2#排土場(chǎng)排土總實(shí)方量為3 018萬(wàn)m3(松方4 115萬(wàn)m3)。2#排土場(chǎng)排至設(shè)計(jì)容量后，開(kāi)始1#排土場(chǎng)和局部?jī)?nèi)排的排土工作。1#排土場(chǎng)生產(chǎn)至第5年時(shí)已按設(shè)計(jì)容量排滿(mǎn)，1#排土場(chǎng)排土量實(shí)方為1 441萬(wàn)m3(松方1 965萬(wàn)m3)；生產(chǎn)至第13年，內(nèi)排總實(shí)方量為867萬(wàn)m3(松方1 183萬(wàn)m3)。1#排土場(chǎng)排滿(mǎn)后，開(kāi)始3#排土場(chǎng)的排土工作，生產(chǎn)第5年時(shí)，開(kāi)始將廢石排至3#排土場(chǎng)。生產(chǎn)第5—13年，3#排土場(chǎng)共排土7 424萬(wàn)m3，中途考慮成本因素，主要以?xún)?nèi)排為主，生產(chǎn)第19—25年，繼續(xù)往3#排土場(chǎng)排土3 917萬(wàn)m3，至3#排土場(chǎng)排滿(mǎn)后完全依靠?jī)?nèi)排解決所有排土量。

經(jīng)2014年8月—2015年7月在昆陽(yáng)磷礦二礦現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、交流，并參考昆陽(yáng)磷礦二礦初步設(shè)計(jì)，一致認(rèn)為：生產(chǎn)第5年后二礦露天坑與露天坑上部水平運(yùn)輸主干線(xiàn)高差超過(guò)80m，在生產(chǎn)第5—13年向3#排土場(chǎng)排土期間(生產(chǎn)第5年二礦露天坑與露天坑上部水平運(yùn)輸主干線(xiàn)高差超過(guò)80m)與生產(chǎn)第19—25年向3#排土場(chǎng)排土期間，昆陽(yáng)昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)具備了采用箕斗提升系統(tǒng)代替目前汽車(chē)由坑底運(yùn)輸剝離物至露天坑口上部水平主干運(yùn)輸線(xiàn)這一段汽車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)的可能。

依據(jù)昆陽(yáng)磷礦提供的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，昆陽(yáng)磷礦二礦的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為120萬(wàn)t/a，平均剝采比為5.75m3/t，年平均剝離量 690萬(wàn)m3(1 766.40萬(wàn)t)，采區(qū)的服務(wù)總年限為44a，而箕斗系統(tǒng)2個(gè)服務(wù)期的年限分別為9a、7a。因此，要滿(mǎn)足昆陽(yáng)磷礦二礦的生產(chǎn)能力要求，必須布置4套60t的箕斗提升系統(tǒng)。箕斗提升系統(tǒng)新增投資約3 205萬(wàn)元，具體概算如表1所示。

表1 箕斗提升系統(tǒng)新增投資概算Table 1 New investment budget of skip hoisting system

通過(guò)與相關(guān)設(shè)備廠(chǎng)家溝通，在收集昆陽(yáng)磷礦二礦相關(guān)汽車(chē)運(yùn)輸成本的基礎(chǔ)上，按照表1投資金額，以運(yùn)行時(shí)間9 a與7 a、年運(yùn)輸量按核定量690萬(wàn)m3(1 766.4萬(wàn)t)的85%計(jì)、箕斗運(yùn)輸綜合成本單價(jià)約為1.17元/(t·km)、汽車(chē)運(yùn)輸綜合成本單價(jià)約為2.33元/(t·km)、箕斗提升角15°、汽車(chē)坡度角7°、采場(chǎng)上端箕斗向汽車(chē)轉(zhuǎn)載費(fèi)0.70元/ t、采場(chǎng)底端汽車(chē)向箕斗轉(zhuǎn)載費(fèi)0.70元/t、采坑的平均垂直高差為130 m、汽車(chē)彎道富余系數(shù)1.15來(lái)計(jì)算，每年箕斗提升系統(tǒng)比汽車(chē)運(yùn)輸在重車(chē)上車(chē)爬坡階段節(jié)省的費(fèi)用為 1 306.25萬(wàn)元(箕斗提升成本較礦車(chē)成本節(jié)省值約為2.23元/ m3)，具體計(jì)算見(jiàn)式(2):

(2)

其中,H0為箕斗提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理臨界深度，km；ρ為剝離物的密度，ρ=2.56 t/m3；H0為箕斗提升系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理臨界深度，km；φ為剝離物的年平均運(yùn)輸總量，為計(jì)劃量690萬(wàn)m3的0.85，即φ=586.50萬(wàn)m3。

由上述分析可知，雖然采用箕斗提升系統(tǒng)后，需要新增投資3 205萬(wàn)元，但是箕斗提升系統(tǒng)每年比汽車(chē)運(yùn)輸在重車(chē)上車(chē)爬坡階段節(jié)省的費(fèi)用為1 306.25萬(wàn)元(箕斗提升成本較礦車(chē)成本節(jié)省值約為2.23元/ m3)，新增的投資可在2.5 a的時(shí)候收回，其余6.5 a與4.5 a均為盈利年(成本降低)。即使考慮到設(shè)備的更換與維修問(wèn)題，極端情況下，每7.5 a更換整個(gè)箕斗提升系統(tǒng)，箕斗系統(tǒng)新增投資為6 410萬(wàn)元，對(duì)于第1個(gè)9 a服務(wù)期間新增的投資可在5 a的時(shí)候收回，其余4 a均為盈利年(成本降低)，而第2個(gè)7 a服務(wù)期間不需要更換箕斗提升系統(tǒng)。總之，通過(guò)理論計(jì)算分析，在生產(chǎn)第5—13年向3#排土場(chǎng)排土期間(生產(chǎn)第5年二礦露天坑與露天坑上部水平運(yùn)輸主干線(xiàn)高差超過(guò)80 m)與生產(chǎn)第19—25年向3#排土場(chǎng)排土期間，昆陽(yáng)磷礦二礦采用箕斗提升系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上完全可行。為了穩(wěn)妥起見(jiàn)，可以先上1套60 t的箕斗提升系統(tǒng),在生產(chǎn)第5—13年向3#排土場(chǎng)排土期間進(jìn)行工業(yè)驗(yàn)證試驗(yàn)。

3 結(jié) 論

(1)當(dāng)剝離的廢石由低向高累計(jì)運(yùn)輸垂高分別超過(guò)80.63 m與80.14 m后，汽車(chē)綜合運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)成本較大型箕斗運(yùn)輸成本高，可以考慮采用大型箕斗提升系統(tǒng)替代汽車(chē)重車(chē)爬坡這段運(yùn)輸路線(xiàn)。昆陽(yáng)磷礦二礦區(qū)采用箕斗提升系統(tǒng)的采場(chǎng)臨界垂直深度為80～85 m。

(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析計(jì)算得出：要滿(mǎn)足昆陽(yáng)磷礦二礦的生產(chǎn)能力要求，必須布置4套60 t的箕斗提升系統(tǒng)?；诽嵘到y(tǒng)新增投資約3 205萬(wàn)元，箕斗提升系統(tǒng)每年比汽車(chē)運(yùn)輸在重車(chē)上車(chē)爬坡階段節(jié)省的費(fèi)用為1 306.25萬(wàn)元(箕斗提升成本較礦車(chē)成本節(jié)省值約為2.23元/ m3)，新增的投資可在2.5 a的時(shí)候收回，其余6.5 a與4.5 a均為盈利年(成本降低)。在生產(chǎn)第5年至生產(chǎn)第13年向3#排土場(chǎng)排土期間(生產(chǎn)第5年二礦露天坑與露天坑上部水平運(yùn)輸主干線(xiàn)高差超過(guò)80 m)與生產(chǎn)第19年至生產(chǎn)第25年向3#排土場(chǎng)排土期間，昆陽(yáng)磷礦二礦采用箕斗提升系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上完全可行。

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(責(zé)任編輯 徐志宏)

Study on the Transport Process of Large Slope Skip in Phosphorus Open Pit Mine

Li Xiaoshuang1,2Li Yaoji1,2Wang Menglai1,2Zhu Jianxin3

(1.NationalEngineeringResearchCenterofPhosphateResourcesDevelopmentandUtilization，Jinning650600，China;2.YunnanPhosphateChemicalGroupCo.，Ltd.，Jinning650600，China；3.ChinaSino-CoalInternationalEngineeringGroupShenyangDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)

Taking the N0.2 mining area of Kunyang phosphate mine of Yunnan Phosphate Chemical Group Co.，Ltd (YPC) as engineering background，the transport process of large slope skip in the open pit phosphorus mine was studied by various research methods such as theoretical analysis，field measurement and feasibility demonstration of technical and economic scheme，according to the field research of the specific geological and mining conditions.The results showed that:①Comparing with the traditional single bucket truck transport process，the large slope skip the transport process has the following advantages，including lower cost，less air pollution and noise pollution and lower maintenance cost.And it has a large advantage in deep concave mining stage that the stope mining vertical depth is greater than or equal to 85 m.②The large slope skip the transport process also has the following inferiors，such as larger initial investment，relatively fixed system and more complicated procedure etc..And it has a large application limitation in shallow mining stage that the stope mining vertical depth is less than 85 m.The relevant research results can provide theoretical and technical guidance and advice for the open pit transportation technology of this mining area or mining area with similar conditions.

Open pit phosphorus mine，Transport process of large slope skip，Theoretical analysis，Actual measurement，F(xiàn)easibility demonstration of scheme，Technical and economic demonstration

2015-09-07

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2011BAB08B01， 2013BAB07B06)，云南省科技領(lǐng)軍人才計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2014HA014)。

李小雙(1983—)，男，高級(jí)工程師，博士。

TD871

A

1001-1250(2015)-11-017-05