劉國棟,賈萬玉,吳若菡
(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)
三山島金礦井下環(huán)形車場(chǎng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用
劉國棟1,賈萬玉2,吳若菡3
(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)
三山島金礦西山礦區(qū)-600m中段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)工程是該礦8000 t/d探建工程的中樞。該礦為提高-600 m中段運(yùn)輸能力,根據(jù)西山礦區(qū)裝載車場(chǎng)實(shí)際情況,經(jīng)過方案對(duì)比選擇后施工斜式環(huán)形車場(chǎng),減少會(huì)車等待時(shí)間,采用單電機(jī)車牽引礦車,使西山礦區(qū)-600 m中段有軌運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)量目前達(dá)到4100 t/d。同時(shí),將環(huán)形車場(chǎng)時(shí)與西山礦區(qū)主斜坡道貫通,將新立礦區(qū)新鮮風(fēng)流引入西山礦區(qū),有效緩解西山礦區(qū)深部通風(fēng)問題。
三山島金礦;有軌運(yùn)輸;環(huán)形車場(chǎng);通風(fēng)
三山島金礦是我國國內(nèi)大型黃金礦山之一,在面臨國際金價(jià)低位運(yùn)行,生產(chǎn)成本不斷上漲的困難形勢(shì)下,積極采取一系列降本增效的措施,其中運(yùn)輸方式由無軌逐步向有軌轉(zhuǎn)變,增加有軌運(yùn)輸量,以達(dá)到減少運(yùn)輸成本的目的是該礦重點(diǎn)措施之一[1]。西山礦區(qū)-600 m中段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)為三山島金礦8000 t/d采選工程的中樞,目前可轉(zhuǎn)運(yùn)礦石3500 t/d,但受到-600 m中段大巷工程限制,只通過優(yōu)化生產(chǎn)組織無法再提高其運(yùn)輸能力[2]。同時(shí),該礦目前生產(chǎn)區(qū)域已下沉至-780 m中段,深部開采面臨風(fēng)量不足、風(fēng)流污染嚴(yán)重等不利因素[3]。為解決上述問題,在西山礦區(qū)設(shè)計(jì)施工環(huán)形車場(chǎng),維修硐室等工程實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝車,并將環(huán)形車場(chǎng)與西山主斜坡道貫通,將新立礦區(qū)新鮮風(fēng)流引入西山礦區(qū)。
1.1 方案選擇和設(shè)計(jì)
西山礦區(qū)-600 m中段有3個(gè)溜井,1#、2#溜井目前正在使用,3#溜井尚在建設(shè)中,改造前1#、2#溜井共同使用一條單軌裝車巷,3#溜井獨(dú)自使用一條單軌裝車巷,裝載車場(chǎng)均為折返式車場(chǎng)。礦車采用雙機(jī)牽引,在運(yùn)輸過程中,對(duì)向行駛礦車務(wù)必在固定的錯(cuò)車巷進(jìn)行等待會(huì)車,耽誤運(yùn)輸時(shí)間。同時(shí),由于1#、2#溜井之間距離較短,無法實(shí)現(xiàn)兩列礦車同時(shí)進(jìn)入裝車巷裝礦。因此,考慮施工環(huán)形車場(chǎng),使礦車不必在錯(cuò)車巷會(huì)車,直接在車場(chǎng)內(nèi)調(diào)車,實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)裝車。在設(shè)計(jì)方案的選擇上主要考慮以下幾點(diǎn):
(1)便于調(diào)整儲(chǔ)車線和出車方向;
(2)工程量盡可能減少;
(3)運(yùn)輸量較大,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝車;
(4)運(yùn)輸設(shè)備類型和自動(dòng)化程度;
(5)車場(chǎng)所處位置的地質(zhì)條件。
環(huán)形車場(chǎng)類型主要分為立式、臥式、斜式[4](見表1)。依據(jù)西山礦區(qū)-600 m中段的實(shí)際狀況,設(shè)計(jì)采用斜式環(huán)形車場(chǎng),環(huán)形車場(chǎng)設(shè)計(jì)方案見圖1。設(shè)計(jì)掘進(jìn)工程量274.1m,其中彎道段175.2m,直道段88.7 m,斜坡道聯(lián)絡(luò)巷10.2 m。
表1 環(huán)形車場(chǎng)類型對(duì)比
圖1 環(huán)形車場(chǎng)平面圖
巷道裝備標(biāo)準(zhǔn)與原-600 m中段無軌運(yùn)輸巷裝備標(biāo)準(zhǔn)一致。巷道工程掘進(jìn)工期6個(gè)月,巷道標(biāo)準(zhǔn)化裝備3個(gè)月。
1.2 環(huán)形車場(chǎng)施工
(1)施工順序:兩頭對(duì)向掘進(jìn),車場(chǎng)兩頭距離差15 m時(shí),暫停其中一頭掘進(jìn),只在另一掘進(jìn)面施工,并貫通車場(chǎng)。
(2)鑿巖爆破:采用光面爆破,直道處斷面3.3 m×3.3 m,彎道處斷面3.5 m×3.3 m,斷面均為1/3三心拱,氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖,孔深2.0~2.5 m,使用2#巖石乳化炸藥,人工裝藥,起爆器材為發(fā)爆器引爆非電導(dǎo)爆管秒差雷管反向起爆[5]。
(3)鏟運(yùn):使用礦山2 m3容量ST-2.0鏟運(yùn)機(jī)鏟裝,通過坑內(nèi)卡車運(yùn)往廢石溜井。
(4)支護(hù)作業(yè):采用錨噴支護(hù),錨桿使用管縫式,錨桿網(wǎng)度2.0 m×2.0 m;噴漿強(qiáng)度C20,厚度50 mm。
(5)巷道裝備:巷道裝備標(biāo)準(zhǔn)與-600 m運(yùn)輸大巷統(tǒng)一,在與斜坡道貫通處安裝掛鉤,方便設(shè)備吊運(yùn)。
1.3 設(shè)計(jì)方案探討
(1)裝車方式優(yōu)化。1#、2#溜井口距離為61m,每列礦車的組成形式為電機(jī)車牽引12輛礦車,礦車全長84 m,因此裝車巷內(nèi)無法容納2列車同時(shí)裝礦。環(huán)形車場(chǎng)形成后,裝車方式為第一列礦車進(jìn)入2#溜井裝礦,車尾通過1#溜井后,第二列礦車進(jìn)入1#溜井裝礦,此時(shí)第一列礦車進(jìn)入環(huán)形車場(chǎng),2列車裝完礦后均通過環(huán)形車場(chǎng)調(diào)頭離開裝車巷,形成循環(huán)裝車。當(dāng)3#溜井建設(shè)完成后,增加1列車可以實(shí)現(xiàn)3列車循環(huán)裝車,裝車效率明顯提高[6]。
(2)環(huán)形車場(chǎng)將1#、2#、3#溜井連接在一起,形成環(huán)形。原先的折返式車場(chǎng)由于無法調(diào)頭,礦車需要雙機(jī)牽引,采用環(huán)形車場(chǎng)后,通過車場(chǎng)調(diào)頭,可以采用單電機(jī)車牽引,減少設(shè)備投入。
(3)設(shè)計(jì)環(huán)形采用大轉(zhuǎn)彎半徑。牽引電機(jī)車型號(hào)為CJY 14/7 GB550斬波調(diào)速架線電機(jī)車,運(yùn)行最大速度4 m/s,軸距1600 mm,按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》要求,軌道轉(zhuǎn)彎半徑大于1.5 m/s時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑不小于車輛最大軸距的10倍。該環(huán)形車場(chǎng)轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計(jì)為50 m,不僅符合安全規(guī)定要求且采用大轉(zhuǎn)彎半徑可以減少電機(jī)車行駛盲區(qū),保證電機(jī)車快速安全行駛,而且滿足車場(chǎng)通過能力[7-8]。
(4)將環(huán)形車場(chǎng)與與西山斜坡道貫通,從而使新立礦區(qū)新風(fēng)引入西山礦區(qū)。三山島金礦西山礦區(qū)主要進(jìn)風(fēng)井為主斜坡道,但由于淺部采礦仍在進(jìn)行和斜坡道受無軌設(shè)備污染,-600 m以下中段新鮮風(fēng)量不足。工程貫通之后,新立主混合井的部分新風(fēng)直接通過-600 m有軌運(yùn)輸巷和環(huán)形車場(chǎng)進(jìn)入西山主斜坡道,從而補(bǔ)充西山深部風(fēng)量,且補(bǔ)充的風(fēng)均為未受無軌設(shè)備污染的新鮮風(fēng)流[9]。
(5)環(huán)形車場(chǎng)直道段與主斜坡道保持5m安全距離。主斜坡道是西山礦區(qū)主要開拓方式,通過預(yù)留5 m安全距離,保證環(huán)形車場(chǎng)爆破震動(dòng)不對(duì)主斜坡道造成擾動(dòng)破壞。
工程施工結(jié)束,經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行后,統(tǒng)計(jì)1#、2#溜井3個(gè)月運(yùn)輸量,認(rèn)為西山礦區(qū)有軌運(yùn)輸能力得到提升;通風(fēng)技術(shù)員在深部-630 m中段石門巷風(fēng)量測(cè)試結(jié)論認(rèn)為該中段風(fēng)量有所增加,且溫度有所下降。具體對(duì)比數(shù)據(jù)見表2。
表2 車場(chǎng)改造前后對(duì)比
三山島金礦通過對(duì)原有車場(chǎng)合理改造,增設(shè)環(huán)形車場(chǎng),使西山礦區(qū)有軌轉(zhuǎn)運(yùn)量提升900 t/d,相對(duì)無軌運(yùn)輸?shù)母甙嘿M(fèi)用,提高有軌運(yùn)輸能力每年直接節(jié)約運(yùn)輸成本160萬元。新立礦區(qū)的新鮮風(fēng)流直接進(jìn)入西山礦區(qū)深部采場(chǎng),有效改善了西山礦區(qū)深部采場(chǎng)的低風(fēng)量、高溫施工等問題,節(jié)省了部分通風(fēng)降溫成本。由此可見,西山礦區(qū)-600 m中段環(huán)形車場(chǎng)優(yōu)化取得了多重效益,對(duì)三山島金礦深部未來生產(chǎn)意義重大。
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2015-01-30)