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        灰倉雙用技術(shù)在充填工藝優(yōu)化中的應(yīng)用

        2016-06-20 03:19:32孫銘駿趙書堯劉廣成趙純龍趙聯(lián)信
        采礦技術(shù) 2016年1期

        孫銘駿,趙書堯,劉廣成,趙純龍,趙聯(lián)信

        (山東黃金礦業(yè)有限公司三山島金礦, 山東 萊州市 261442)

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        灰倉雙用技術(shù)在充填工藝優(yōu)化中的應(yīng)用

        孫銘駿,趙書堯,劉廣成,趙純龍,趙聯(lián)信

        (山東黃金礦業(yè)有限公司三山島金礦,山東 萊州市261442)

        摘要:隨著地表深部資源開發(fā),受地表不允許陷落,開采條件復(fù)雜等因素制約,同時為了更好的對地壓、圍巖以及地表移動的控制,充填采礦法得到了廣泛應(yīng)用。而作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的工序,生產(chǎn)能力與充填量平衡問題是制約礦山發(fā)展的關(guān)鍵問題。三山島金礦在生產(chǎn)能力提升、現(xiàn)有充填量不匹配的現(xiàn)狀下,同時充填站空間布局受限的條件下,成功對現(xiàn)有灰倉進行優(yōu)化改造,實現(xiàn)對深井充填生產(chǎn)的需要,解決了采充不平衡的技術(shù)性難題。

        關(guān)鍵詞:三山島金礦;采充平衡;充填工藝優(yōu)化;灰倉雙用

        1礦山背景

        山東黃金集團三山島金礦位于山東省萊州市工業(yè)園區(qū),生產(chǎn)能力達到8000 t/d,是國內(nèi)黃金礦山企業(yè)中機械化程度最高的地下開采礦山,是最早發(fā)現(xiàn)的破碎帶蝕變巖型特大型金礦床。由于作業(yè)范圍涉及海底開采,以及居民區(qū)地表不允許陷落等因素,故采用礦房交替上升式機械化盤區(qū)上向充填法以及機械化上升式上向水平分層充填法進行回采[1]。充填采用全尾砂充填及膠結(jié)充填2種方式。隨著開采深度的增大和生產(chǎn)能力的提升,需要的膠結(jié)充填量也大幅增加,原有充填站的膠結(jié)充填量已不能滿足井下充填要求,影響了井下充填生產(chǎn)的正常運行,不能保證井下采充平衡,如何解決膠結(jié)充填量的問題迫在眉睫[2-4]。

        2灰倉雙用技術(shù)方案與設(shè)備改造

        2.1 灰倉雙用技術(shù)方案

        三山島新立礦區(qū)8000 t充填站配備4套充填攪拌系統(tǒng),在工藝優(yōu)化前3#、4#系統(tǒng)含砂倉、攪拌桶、灰倉,既能進行全尾充填,也能做膠結(jié)充填,1#、2#系統(tǒng)含砂倉、攪拌桶,沒有建灰倉,只能進行全尾充填,不能做膠結(jié)充填用[5]。本文提出的灰倉雙用技術(shù)是在現(xiàn)有3#充填系統(tǒng)的水泥倉下灰錐斗倉壁上增加一側(cè)下灰口,采用2臺螺旋輸送機將水泥接力輸送到1#和3#充填系統(tǒng)的攪拌桶,實現(xiàn)了一個灰倉同時為兩個攪拌槽輸送水泥。下灰改造系統(tǒng)涉及螺旋輸送機、閘板閥、脈沖式布袋除塵器、沖板流量計等主要設(shè)備;同時為了保證下灰過程的順暢,需要在水泥倉倉壁上安裝振打設(shè)備;另外,為了保證新增膠結(jié)充填系統(tǒng)下灰量能夠滿足膠結(jié)充填要求,螺旋輸送機最大下灰量需不小于30 t/h。改造系統(tǒng)流程見圖1中虛線框內(nèi)部分。

        圖1 灰倉雙用技術(shù)方案

        2.2灰倉雙用技術(shù)設(shè)備改造

        (1) 螺旋輸送機??紤]到現(xiàn)場空間布置以及實際改造需要,采用單管螺旋輸送機,水泥通過3#充填系統(tǒng)水泥倉新增加的側(cè)下灰口,經(jīng)過新布置的螺旋輸送機輸送至流量計,再經(jīng)沖板流量計計量下灰量,最后輸送到1#攪拌桶。確定給料機最大轉(zhuǎn)速為63 r/min,此時下灰量達到33.6 t/h,完全滿足充填站要求的最大下灰量30 t/h。

        (2) 脈沖式布袋除塵器。由于1#攪拌桶與3#攪拌桶所用脈沖式布袋除塵器距離較遠,原有除塵器除塵效果已不滿足除塵要求,因此需要在1#攪拌桶新增加一臺脈沖式布袋除塵器。確定改造下灰系統(tǒng)中的新增脈沖式布袋除塵器選用DMC(A)-32型脈沖式布袋除塵器,功率為1.5 kW。

        (3) 沖板流量計。根據(jù)新增螺旋輸送機的布置情況,需要在出料口下方布置流量計,對下灰量進行監(jiān)控,再將水泥輸送到1#攪拌桶中,新增下灰系統(tǒng)中采用沖板流量計。

        (4) 振打器??紤]到水泥倉下灰口經(jīng)常出現(xiàn)下灰不暢的現(xiàn)象,方案確定采用CZ800倉壁振打器,保證下灰的順利進行。

        (5) 自動化控制。三山島新立礦區(qū)8000 t充填站已有一套自動化控制系統(tǒng)。此次下灰改造系統(tǒng)屬于現(xiàn)有自動化控制系統(tǒng)的擴展部分,需增加相應(yīng)的控制柜、PLC模塊、柜內(nèi)器件等,實現(xiàn)下灰改造系統(tǒng)與原有系統(tǒng)的無縫對接。具體改造內(nèi)容包括:上位機畫面的組態(tài)與調(diào)試、PLC程序的編寫、控制系統(tǒng)的調(diào)試等??刂葡到y(tǒng)須實現(xiàn)下灰流量的在線檢測、下灰量的自動控制、增加設(shè)備的啟??刂萍盃顟B(tài)監(jiān)測及下灰及除塵系統(tǒng)的連鎖控制等。

        3技術(shù)指標與經(jīng)濟效益

        3.1技術(shù)指標

        通過系統(tǒng)改造使得1#充填系統(tǒng)能實現(xiàn)膠結(jié)充填功能,單體調(diào)試期間,沖板流量計經(jīng)過了4次標定,精確度達±1%,滿足現(xiàn)場工作要求;2臺螺旋給料機接力給料,接近工頻時,瞬時流量可達到40 t/h,滿足現(xiàn)有充填最大配比時的要求,且下灰流量與頻率線性度較好,可精確控制。滿足充填生產(chǎn)需求,最終實現(xiàn)安全、高效自動化充填控制模式,減輕工人勞動強度。通過對灰倉的技術(shù)性改造,使其在原有條件下優(yōu)化升級,既滿足了生產(chǎn)需要又對成本進行了節(jié)約。表1為改造前后的技術(shù)參數(shù)對比:

        表1 改造前后的技術(shù)參數(shù)對比

        3.2經(jīng)濟效益

        按照每天增加膠結(jié)充填量400 m3,每天提高采礦量140 t,年新增礦石產(chǎn)量50000 t計算,按每噸黃金含金量2 g,每克黃金平均價格245元計算,年新增產(chǎn)值2450萬元,按噸礦成本200元計算,年新增利潤1450萬元;同時減少建一座灰倉的投資成本100萬元,灰倉雙用技術(shù)在三山島金礦的應(yīng)用取得了較好的經(jīng)濟效益。

        4結(jié)語

        三山島金礦通過對灰倉的雙用技術(shù)改造,解決了采充不平衡的技術(shù)難題,同時實現(xiàn)對成本的節(jié)約、效率的增長,取得了明顯的經(jīng)濟效益,具有很好的應(yīng)用效果,并且為實現(xiàn)綠色礦山的目標上邁出扎實有力的一步。同時為類似條件礦山充填問題起到了示范作用。

        參考文獻:

        [1]瞿群迪,姚強嶺,李學(xué)華,等.充填開采控制地表沉陷的關(guān)鍵因素分析[J].采礦與安全工程學(xué)報.2010,27(04):458-462.

        [2]王運永,鄧代強,高艷華.西南某礦充填系統(tǒng)運行調(diào)試研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā). 2015,35(5):8-10.

        [3]郭明明.太平山鐵礦全尾砂充填系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2015,35(02):9-12.

        [4]李興尚,吳法春,許家林.上向水平分層充填采礦法的優(yōu)化研究[J].金屬礦山.2006,358(04):1-3.

        [5]王喜兵,龐計來,李紅橋.新型全尾砂膠結(jié)充填采礦工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].采礦技術(shù).2010,10(03):1-5.

        [6]柳小勝.短流程無砂倉分級尾砂膠結(jié)充填工藝[J].礦業(yè)研究與開發(fā).2015,35(5):16-18.(收稿日期:2015-07-21)

        作者簡介:孫銘駿(1986-),男,山東萊州人,助理工程師,從事井下充填管理工作,Email:735997042@qq.com。

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