郭燕忠

(廈門紫金工程設(shè)計(jì)有限公司)

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膠帶運(yùn)輸在某緩傾斜層狀礦體開采中的應(yīng)用

郭燕忠

(廈門紫金工程設(shè)計(jì)有限公司)

某緩傾斜層狀礦床開采面積大，礦石運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，井下運(yùn)輸是該礦山實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開采的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)采用膠帶斜井和斜坡道聯(lián)合開拓，膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)延伸至各盤區(qū)采場，簡化了井下生產(chǎn)工序，實(shí)現(xiàn)了高效連續(xù)生產(chǎn)，可較好地適應(yīng)緩傾斜層狀礦床的開采。

緩傾斜層狀礦床膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)生產(chǎn)工序

某銅礦床屬緩傾斜層狀礦床，礦體規(guī)模巨大，SN走向長12 km，東西寬2.0～8.68 km，水平面投影面積48.34 km2。礦體產(chǎn)狀受沉積地層控制，總體呈層狀賦存，埋深130～700 m，礦體傾角5°～20°，礦體賦存連續(xù)穩(wěn)定，平均厚6 m。該礦床屬基巖風(fēng)化裂隙含水層、基巖構(gòu)造裂隙含水層充水為主的礦床，含水層富水性中等—強(qiáng)，補(bǔ)給相對(duì)穩(wěn)定，地下水季節(jié)性動(dòng)態(tài)變化幅度不大，礦床水文地質(zhì)條件中等。礦區(qū)地層巖性相對(duì)簡單，以變質(zhì)沉積巖為主，地表巖體風(fēng)化較強(qiáng)，巖體結(jié)構(gòu)以層狀結(jié)構(gòu)為主，未風(fēng)化巖石以堅(jiān)硬巖為主，構(gòu)造較發(fā)育，以高陡斷裂為主，風(fēng)化帶及構(gòu)造帶對(duì)礦床開采影響較大，礦床工程地質(zhì)條件屬以堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬層狀巖類為主的中等類型。井下采用房柱法開采，淺孔爆破，鏟運(yùn)機(jī)出礦，開采規(guī)模為300萬t/a。為進(jìn)一步促進(jìn)該礦高效連續(xù)生產(chǎn)，本研究對(duì)該礦井下膠帶運(yùn)輸方案進(jìn)行探討。

1　開拓運(yùn)輸方案

礦區(qū)礦體賦存連續(xù)穩(wěn)定，為單層礦體，平均厚6 m，埋深130～700 m，根據(jù)礦山開采技術(shù)條件，適宜的開拓系統(tǒng)有膠帶斜井、斜坡道聯(lián)合開拓和單一斜坡道開拓。

(1)膠帶斜井、斜坡道聯(lián)合開拓。膠帶斜井和斜坡道平行布置，巷道間距20 m，傾角11%，膠帶斜井與斜坡道之間每隔100 m布置聯(lián)絡(luò)道貫通，膠帶斜井作為井下礦石運(yùn)輸通道，斜坡道作為人員、設(shè)備進(jìn)出和材料運(yùn)輸通道。膠帶斜井和斜坡道掘進(jìn)至礦體后，沿底板布置，延伸至各生產(chǎn)采場。井下礦石采用膠帶運(yùn)至地表。膠帶規(guī)格：運(yùn)量730 t/h，運(yùn)行時(shí)間16.5 h/d，DTⅡ(A)，帶寬1 m，帶長1 017 m/條，帶速3.15 m/s，傾角6.28°，ST-2500，中部單滾筒雙驅(qū)，中部液壓拉緊裝置拉緊，功率2×250 kW。

(2)單一斜坡道開拓。取消膠帶斜井，采用單一斜坡道開拓，主斜坡道傾角11%，斜坡道掘進(jìn)至礦體后，沿底板布置，延伸至各生產(chǎn)采場。斜坡道作為礦石、材料運(yùn)輸和人員、設(shè)備進(jìn)出通道。井下礦石采用汽車運(yùn)至地表，選用51 t井下自卸式卡車，卸料廂容積為24～30 m3，設(shè)備外形尺寸11 570 mm×3 200 mm×3 160 mm(長×寬×高)，總承載重量92 t，配備直列式6缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，功率515 kW。

上述2個(gè)開拓方案的可比投資和運(yùn)營費(fèi)用詳見表1。由表1可知：單一斜坡道開拓雖然可節(jié)省井巷工程量，但由于大噸位井下專用汽車價(jià)格較昂貴，其可比投資高于膠帶斜井、斜坡道聯(lián)合開拓方案，另外，汽車運(yùn)輸費(fèi)用也高于膠帶運(yùn)輸費(fèi)用。隨著井下運(yùn)輸距離的增加，2個(gè)方案的可比投資和運(yùn)營費(fèi)用的差距也越來越大，此外，膠帶運(yùn)輸還具備運(yùn)輸能力大、設(shè)備和工藝系統(tǒng)簡單、操作人員少、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、技術(shù)成熟、對(duì)井下通風(fēng)環(huán)境污染較小等優(yōu)點(diǎn)[1-3]，可見膠帶運(yùn)輸是遠(yuǎn)距離、大運(yùn)量礦山較適宜的原礦運(yùn)輸方案。綜上所述，該礦山采用膠帶斜井、斜坡道聯(lián)合開拓方案，礦石采用膠帶運(yùn)輸方案。

2　膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)

礦區(qū)開采范圍較大，井下沿走向每隔1 km劃分一個(gè)盤區(qū)獨(dú)立開采，主膠帶斜井運(yùn)輸能力10 000 t/d，主膠帶斜井和斜坡道平行掘進(jìn)至礦體后，繼續(xù)沿礦體南北兩翼延伸，而后沿走向每隔1 km布置一條盤區(qū)膠帶斜井和2條盤區(qū)斜坡道，分別與主膠帶斜井和斜坡道連通。盤區(qū)斜坡道兩側(cè)沿傾向每隔200 m布置一個(gè)礦塊(500 m×200 m)，礦塊內(nèi)布置有運(yùn)輸巷道和回風(fēng)巷道，運(yùn)輸巷道內(nèi)安裝采場膠帶，采場礦石經(jīng)采場膠帶運(yùn)至盤區(qū)中央，經(jīng)盤區(qū)膠帶斜井轉(zhuǎn)運(yùn)至主膠帶運(yùn)出地表。盤區(qū)膠帶運(yùn)輸能力10 000 t/d，采場膠帶運(yùn)輸能力5 000 t/d。主要膠帶參數(shù)見表2。膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)布置見圖1。

表1　開拓方案運(yùn)行費(fèi)用比較

表2　膠帶主要參數(shù)

圖1　膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)布置1—主膠帶斜井；2—主斜坡道；3—盤區(qū)膠帶斜井； 4—盤區(qū)斜坡道；5—采場膠帶

3　采場礦石裝運(yùn)系統(tǒng)

井下采用淺孔房柱法開采，淺孔爆破礦石塊度可控制在350 mm以內(nèi)，采場礦石采用鏟運(yùn)機(jī)直接裝入采場膠帶。具體操作如下：采場爆落礦石采用鏟運(yùn)機(jī)鏟裝至采場膠帶上部卸礦平臺(tái)，卸礦平臺(tái)設(shè)有格篩，塊度小于300 mm的礦石通過格篩下方的振動(dòng)給礦機(jī)將礦石給入采場膠帶后運(yùn)出采場，篩上塊度大于300 mm的礦石采用液壓破碎錘進(jìn)行二次破碎后重新鏟裝至采場膠帶，液壓破碎錘電機(jī)功率為90 kW。采場礦石裝運(yùn)系統(tǒng)如圖2所示。

4　結(jié)　語

分析了某緩傾斜層狀礦床特征以及該礦山礦石運(yùn)輸系統(tǒng)存在的問題，提出了膠帶斜井、斜坡道聯(lián)合開拓方案，膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)可完全適應(yīng)礦體空間產(chǎn)狀，可充分發(fā)揮膠帶運(yùn)輸效率，具有長距離運(yùn)輸費(fèi)用低、運(yùn)輸能力大、系統(tǒng)可靠等優(yōu)點(diǎn)。主膠帶和盤區(qū)膠帶選用標(biāo)準(zhǔn)化的膠帶輸送機(jī)，隨著井下開采的延深，膠帶搭接和延長便利，對(duì)生產(chǎn)影響小，盤區(qū)接替時(shí)間短，生產(chǎn)穩(wěn)定，此外，膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)可延伸至各個(gè)盤區(qū)的每個(gè)采場，采場礦石采用鏟運(yùn)機(jī)直接裝膠帶，大大簡化了井下生產(chǎn)工藝，提高了礦石運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化和連續(xù)化程度。

圖2　采場礦石裝運(yùn)系統(tǒng)

[1]李壽山，嚴(yán)佳龍，高忠民，等.緩傾斜礦體井下膠帶運(yùn)輸工藝探討[J].化工礦物與加工，2016(2)：55-57.

[2]吳愛祥，古德生，余佑林.我國地下金屬礦山連續(xù)開采技術(shù)的研究[J].金屬礦山，1998(7)：1-3.

[3]余南中，張志雄，郭枝新.膠帶斜井在金屬礦山及深井開拓中的應(yīng)用和探討[J].中國礦業(yè)，2012(S)：560-565.

2016-04-06)

郭燕忠(1984—)，男，工程師，361006 福建省廈門市湖里區(qū)翔云三路128號(hào)。