楊清平，陳順滿

(1.中色非洲礦業(yè)有限公司謙比希銅礦， 北京 100082；2.北京科技大學 土木與環(huán)境工程學院， 北京 100083)

謙比希銅礦西礦體走向近東西，傾向南，傾角30°左右。礦體走向長1400～2100 m，真厚度平均7.36 m。100～300 mL中段礦體設計采用全無軌化開采，設計采礦生產(chǎn)規(guī)模為3000 t/d，年產(chǎn)礦石99萬t，年產(chǎn)銅精礦62835 t(折合精礦含銅18850 t/a)。

西礦體開采于2008年1月開工建設，2010年10月31日建成投產(chǎn)，實際建設工期為34個月，累計完成井巷工程量18525 m/320735 m3、建筑面積6117 m2及設備386臺/套，投資額總計12359.37萬美元，比調(diào)整后的工程概算減少投資2704.41萬美元，達到了基建投資少、基建期短、投產(chǎn)快的目的。

1 無軌開采方案

1.1 開采技術條件

西礦體局部礦體水平厚度達20～34 m以上，礦體連續(xù)性較好，從地表附近延深至700 m以下。下盤礦體位于西礦體東端底盤的石英砂巖中，走向長約300 m，傾斜延深200～300 m，厚度5～10 m，傾角30°左右。礦體及鄰近的上、下盤圍巖為主要含水層之一，習慣上稱為礦體含水層，厚度10～20 m。上盤燧石白云巖及其以上的白云巖地層為另一個主要含水層，該層為礦區(qū)最強的含水層，厚度10～20 m。2個含水層之間為“上部石英巖”相對隔水層。在構(gòu)造裂隙發(fā)育的地段，兩含水層之間有弱-中等的水力聯(lián)系。

礦體穩(wěn)固性中等，底板基底巖和長石石英巖穩(wěn)固性好，頂板巖石穩(wěn)固性差，部分地段很差。在150 m 水平，礦體頂板以上巖石的風化程度中等風化或更強。150 m 水平向下，隨著風化作用的減弱，頂盤巖石的穩(wěn)固性有所改善。

我禮貌地向起身迎我的包東坡和裘子打招呼：你們好。裘子滑稽地雙手捂著肚子說：好啥好呀！這年頭，身體好的都在醫(yī)院住著呢，在飯店胡吃海喝的，都一身病。

1.2 無軌開拓運輸及通風系統(tǒng)

由于礦體開采儲量大，走向長，設計采用2條斜坡道+中央副井聯(lián)合開拓(見圖1)。其中，174 m 斜坡道作為礦石運輸?shù)闹饕ǖ?，中央斜坡道作為無軌設備、部分人員及材料的通道，同時兼作上部礦石運輸?shù)耐ǖ篮瓦M風道，斜坡道口位于礦體中部下盤。斜坡道凈斷面4.0 m×3.6 m，主干線坡度為12.5%，彎道段、緩坡段及分段平巷連接處的坡度為5%。斜坡道轉(zhuǎn)彎半徑為20 m。斜坡道路面用碎石鋪設，厚度為200 mm。斜坡道與每分段平巷聯(lián)接口處作為錯車的地方。不設人行道，設躲避硐室。中央副井為豎井，位于礦體中部下盤，井深545 m，凈直徑Φ5.0 m，采用罐籠平衡錘提升系統(tǒng)，型鋼罐道。副井一次掘進到500 m 中段，擔負人員、材料的提升，同時作為主要的進風井。供水管、排水管電纜等管纜均敷設在井內(nèi)。井筒內(nèi)設梯子間。

回采工序循環(huán)包括：鑿巖、爆破通風、出礦、撬毛、支護等，整個分層采場回采完后，進行充填。

整個分層采場礦石回采率平均為60%～65%，厚大礦體采場回采率僅56%～60%，礦石貧化率10%左右。

為研究路面結(jié)構(gòu)層對工后沉降的附加應力響應，需判斷路面附加應力是否大于路面結(jié)構(gòu)層的容許應力，只有當路面附加應力小于容許應力時，才能保證路面結(jié)構(gòu)層安全。

[31] 中國外交部：《中國外長王毅就所謂南海仲裁庭裁決結(jié)果發(fā)表談話》，2016年7月12日，https://www.fmprc.gov.cn/web/wjbz_673089/zyjh_673099/t1379787.shtml。

圖1謙比希銅礦西礦體開拓系統(tǒng)圖

1.3 無軌采礦工藝

(3) 采場支護。采場礦石出完后，安全作業(yè)人員對采場頂板及兩幫浮石進行清理，之后采用Boctec235H型管縫錨桿臺車對采場頂幫進行支護，同時依據(jù)采場情況采用改裝的D310型錨索臺車施工錨索孔，通過注漿方式完成采場錨索支護，錨索長度有4.5 m和6.5 m兩種。錨桿與錨索支護標準依據(jù)采場礦巖條件確定，根據(jù)礦巖賦存條件謙比希西礦體制定了相應的Ⅴ類支護標準。

水泵房變電所設在300 mL中段中央副井附近，各分段的涌水和生產(chǎn)回水經(jīng)分段巷和斜坡道下放到300 mL中段石門水溝匯入300 mL泵房水倉，由水泵排出地表。

2.普通的充電應急燈需要不時充電，如果長時間不充電，儲存的電就會放光，燈無法使用。這個家用應急燈只要電池板朝南放在窗臺，只要不是長時間陰天，就可以一直使用而不用充電，而且放的時間越長充電越多。

采場沿礦體走向布置，采用上向進路水砂充填采礦法。礦塊中段高度為64 m，分段高度為16 m，采場標準長度66 m，間柱3.0 m，回采分層高度4.0 m，采場布置根據(jù)礦體厚度及穩(wěn)固程度不同而不同。當?shù)V體水平厚度大于12 m以上時，沿礦體走向布置采礦沿脈巷道，沿脈巷道斷面規(guī)格4 m×4 m，再從沿脈巷道垂直礦體走向布置采礦進路，采礦進路斷面規(guī)格(4～6)m×4 m，進路與進路之間留4 m的條柱不回采；當?shù)V體水平厚度小于或等于12 m時，只沿礦體走向布置1條沿脈回采進路，回采進路寬4～6 m，進路回采完后，視采場礦體頂板穩(wěn)固情況進行適量擴采。

1.3.2 回 采

通風采用中央進風、東西兩翼回風井回風的集中通風系統(tǒng)，抽出式通風方式。中央副井和斜坡道進風，兩翼東、西回風井回風。東回風井位于礦體東端的下盤，井筒凈直徑Φ3.7 m，井深207 m，井內(nèi)不設梯子間。西回風井位于礦體西端的下盤，井筒凈直徑Φ3.7 m，井深221 m，井內(nèi)設梯子間，作為安全出口之一。東風井風量132 m3/s、負壓990 Pa，西風井風量132 m3/s、負壓1517 Pa，每個井口設1 臺FDCZ(B)-10-No.29 對旋型軸流式礦用節(jié)能通風機，每臺風機配電機功率2×250 kW。

(1) 鑿巖爆破。為降低爆破震動對采場頂板穩(wěn)定性影響，確保采場回采安全，采場進路回采采用光面爆破，采用Boomer281型鑿巖臺車施工水平平行孔，設計孔數(shù)52～63個，其中空孔2個，孔徑102 mm，裝藥孔孔徑為45 mm；光爆孔孔距550 mm，炸藥使用直徑為25 mm、長270 mm的乳化炸藥卷，不耦合系數(shù)1.8，間隔裝藥，藥卷間距250 mm，為減小夾制作用，孔底連續(xù)裝入2個藥卷，藥卷之間采用導爆索連接，同時藥卷用竹片夾住并用22#鐵絲繃緊，裝藥前，將導爆索和起爆雷管插入起爆藥包，并將導爆索與藥卷用膠布固定，然后裝入孔內(nèi)。除光爆孔外，其余裝藥孔采用連續(xù)裝藥，藥卷直徑為38 mm；空口用炮泥堵塞，且所用導爆管雷管分6段起爆。

(2) 采場出礦。采場爆破結(jié)束后，通過局扇將風壓入采場進行通風，通風時間一般為90 min。通風結(jié)束后進行采場出礦，采場出礦采用直接裝車。直接裝車即采用LH307或LH410型柴油鏟運機直接將礦石裝入MT2010型井下礦用卡車經(jīng)主斜坡道運至地表174 mL平臺，再用裝載機裝入30 t Bell車轉(zhuǎn)運至西礦體破碎站。

1.3.1 采場布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)

(4) 采場充填。先進行廢石充填，最后進行分級尾砂充填，并盡量接頂。

充填采用分級尾砂加泵壓輸送充填。充填料漿經(jīng)分級尾砂充填站制備好由擠壓泵輸送至充填鉆孔下放到100 m 分段，然后經(jīng)鋪設在100 m 分段巷道的充填管經(jīng)充填回風天井進入采場充填。

1.4 西礦體投產(chǎn)后暴露出的問題

1.4.1 井下生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)效率低

本文通過果酒專用橡木桶對獼猴桃果酒進行貯藏研究，通過測定貯藏過程中，酒汁的理化特性和感官特性，為后續(xù)研究橡木桶陳化機理和工業(yè)化應用提供理論基礎。

一是無軌運輸環(huán)節(jié)多，運距遠，設備配置多，效率低。首先掘進出渣、出礦無放礦溜井，礦、廢石直接裝車，運距較遠，等車時間長，設備利用率低； 其次主運輸系統(tǒng)不暢通，174 mL斜坡道100 mL中段以上未設置調(diào)車道，存在運輸瓶頸現(xiàn)象，會車時間長，影響運輸效率，而且礦、廢石運輸?shù)?74 mL平臺后，還需用裝載機裝入30 t Bell車再轉(zhuǎn)運至西礦體破碎站，運輸環(huán)節(jié)增多；再次200 mL分段以下，平均運距5.5～6.0 km，采用MT2000型井下礦用卡車，運輸能力小，成本高，實際每車只有13～14 t，導致設備數(shù)量與人員大量增加，運輸成本極高，礦、廢石從采場運至破碎站僅運輸成本就達到9美元/t以上。

更“欠扁”的是，家長會后，我的座位被班主任周老師從正數(shù)第三排調(diào)到了倒數(shù)第三排。我前后一米內(nèi)的同學，成績立刻從班上正數(shù)前十換成了倒數(shù)前十。周老師的理由是：讓成績先好起來的同學帶動成績后好起來的同學，最終達到“共同進步”。聽起來是不是很“高大上”？但是我卻有一種被拋棄的感覺。也許是看我臉色不佳，周老師特意把我叫到辦公室談心。

二是通風系統(tǒng)復雜，通風路線長，阻力大，通風系統(tǒng)設計不完善。174 mL直進式斜坡道布置在礦體東部，上分段回采風流短路現(xiàn)象嚴重；中央折返式斜坡道布置在礦體中部，兩斜坡道之間回采區(qū)域風量分配和調(diào)節(jié)困難，通風較差；采場通風設計不合理，局扇數(shù)量多，噪音大，不能及時關閉或調(diào)節(jié)，造成能源浪費；通風系統(tǒng)易出現(xiàn)循環(huán)風，短路風，風量分配不滿足生產(chǎn)要求等問題。

三是采區(qū)排水排泥系統(tǒng)不健全，大量疏干水和生產(chǎn)用水經(jīng)分段巷、斜坡道無序排放，無法有序排至主排水排泥系統(tǒng)，加上泥化嚴重，造成井下生產(chǎn)條件、路況較差，路面泥沙淤積較多，影響無軌設備使用效率。

四是擠壓泵送充填系統(tǒng)充填濃度及充填能力較低，采場充填時間長；而且按實際尾砂利用率80%、分級尾砂產(chǎn)率30%左右計算，分級尾砂只能滿足1800～1900 t/d充填生產(chǎn)能力要求，充填料不足。

1.4.2 進路式充填采礦法采場生產(chǎn)能力低

山風比午間更加狂烈，呼嘯著，像一群怨魂，在天葬場的地面處游蕩。白鷲仍然沒有離去，它們中的一些盤旋在眾人的頭頂上空，另一些則站在天葬臺對面的高坡上，不時發(fā)出一聲聲令人揪心的悲鳴。

受礦體傾角只有30°左右，平均真厚度只有7.36 m，下盤氧化礦穩(wěn)固性較差等開采技術條件制約,采場通風、充填、泄水等采準工程布置及施工困難，甚至無法施工，導致采場通風、充填、泄水比較困難，采場作業(yè)環(huán)境差，設備故障率增高，效率不能更好發(fā)揮，循環(huán)周期長,生產(chǎn)能力較低。經(jīng)測算，每個采場分層回采時間需2～3個月以上，采場綜合生產(chǎn)能力不足50 t/d。

1.4.3 礦體回采率低

由于礦體傾角只有30°左右，采用進路充填法回采僅設計損失就高達40%～50%，加上贊比亞當?shù)厮鄡r格在200美元/t以上，厚大礦體也采用單步驟回采，致使實際回采率只有50%～60%，遠低于85%的設計指標。

上游進水口分為2孔，左側(cè)為混凝土接頭壩，與麻石水電站現(xiàn)有溢流壩連接，壩頂高程與原壩頂高程相同，仍為141.60m。進水口右側(cè)為擴建船閘，船閘未建時填筑土石壩，壩頂高程為141.60m，與右岸板大公路連接。左右岸接頭壩壩頂寬度為5.00m。進出口橋面寬為7.20m。

1.4.4 無軌設備選型能力偏小，不配套

由于無軌設備配備選型能力普遍偏小，而且只注重主體設備，忽視了輔助設備，高度不配套，導致主體無軌設備效率沒能得到充分發(fā)揮，加上井下通風條件差；井下水大，路況差；操作人員素質(zhì)低，野蠻操作；維修力量弱等，無軌設備整體效率較差，實際臺班效率僅為設備額定臺班效率的30%。

2 優(yōu)化改進方案

2.1 生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化

(1) 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。沿礦體走向劃分3個盤區(qū)，盤區(qū)長360 m。開采順序從下而上，中段高度100 m。每個盤區(qū)建立單獨的開拓、采準系統(tǒng)，獨立開采。每個盤區(qū)采用斜坡道+溜井開拓采準，盤區(qū)再劃分為2個采場。采場沿礦體走向布置，長180 m，采聯(lián)與分段聯(lián)巷連通，布置于采場中間，單側(cè)長度不超過100 m，兩采場之間留3 m間柱不回采。采用上向進路式分層充填法回采，進路規(guī)格：(4.5～6)m×4.5 m，炮孔深度4.9 m，整個采場回采完后，采用膏體充填并密實接頂，水灰比1∶(8～24)。采場分次充填，直至采場密實接頂。

(2) 優(yōu)化通風系統(tǒng)，改善作業(yè)環(huán)境。在2條斜坡道之間增設1條措施回風井，加設1臺75 kW輔扇，解決2條斜坡道之間回采區(qū)域風流不暢，風量分配和調(diào)節(jié)困難、通風較差的問題；同時，加強通風構(gòu)筑物的設置，解決174 mL斜坡道與各分段風流短路和風量分配問題。

(3) 優(yōu)化排水排泥系統(tǒng)。原設計采區(qū)排水排泥系統(tǒng)未考慮，導致采區(qū)生產(chǎn)廢水及充填廢水排放比較困難，大量廢水和泥沙極易淤積在分段巷內(nèi)，使得無軌設備運行環(huán)境較差，故障率高。為此增設了采區(qū)排水排泥系統(tǒng)，通過泄水井或泄水鉆孔將生產(chǎn)區(qū)域污水引到下中段沉淀池沉淀濾干，再用無軌設備轉(zhuǎn)運至采場充填，改善了井下無軌設備運行環(huán)境。

(4) 引進膏體充填技術。為解決采場分級尾砂充填料不足、采場充填脫水困難以及礦石回采率低等問題，引進了膏體充填技術，實施了井下回采空區(qū)全部采用膏體充填技術方案。通過對膏體充填系統(tǒng)深錐濃密機底流泵及充填管路進行改造，實現(xiàn)了單臺深錐濃密機與兩臺攪拌和泵送系統(tǒng)的有效配合運行，年膏體充填量達35萬m3。采用膏體充填后，采場循環(huán)加快，文明生產(chǎn)得到有效改善，人員、設備效率以及采場綜合生產(chǎn)能力得到有效提高，現(xiàn)在膏體充填效率是原來分級尾砂充填效率的2.5倍，采場綜合生產(chǎn)能力提高了10%以上，當?shù)V體厚度較大時，采用膏體充填兩步驟回采，礦石回采率由以前的55%左右提高到75%以上。

從公車后門上車后，我會轉(zhuǎn)身往車尾走四步，再右轉(zhuǎn)身面對車窗，然后舉起右手拉住吊環(huán)，穩(wěn)住重心，視線水平朝著窗外。

2.2 采場結(jié)構(gòu)參數(shù)及無軌設備配置優(yōu)化

(1) 優(yōu)化運輸系統(tǒng)，提高運輸效率，降低運輸成本。一是增設采區(qū)溜井和174平臺轉(zhuǎn)運溜井，采用溜井集中裝車。即柴油鏟運機直接將礦、廢石鏟運至采區(qū)溜井，經(jīng)溜井底部振動放礦機卸載至MT2010型井下礦用卡車經(jīng)174 mL斜坡道轉(zhuǎn)運至174平臺轉(zhuǎn)運溜井，最后經(jīng)振動放礦機放礦至30 t Bell車轉(zhuǎn)運至西礦體破碎站,減少直接裝車等車和174 mL平臺鏟裝環(huán)節(jié)。二是沿174 mL斜坡道每間隔150 m布置一長15 m的調(diào)車硐室，解決調(diào)車時間長運輸瓶頸問題；三是將200 mL分段以下運輸方案改造為無軌加有軌聯(lián)合運輸方案。即利用主礦體3#豎井富余能力，將西礦體300 mL中段與主礦體500 mL中段通過溜井貫通，把西礦體200 mL分段以下礦、廢石通過采區(qū)溜井下放到300 mL中段，再通過MT2010型礦用卡車從300 mL運輸至主礦體500 mL中段轉(zhuǎn)運溜井，經(jīng)500 mL中段有軌運輸?shù)街鞯V體3#豎井溜破系統(tǒng)破碎后提升至地表，200 mL分段以下無軌運輸距離縮短了4.5～5 km,每噸礦、廢石運輸成本可降低2.4美元。

(2) 無軌設備配置優(yōu)化。通過采場結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝優(yōu)化，改變開拓采準方式，合理加大采場結(jié)構(gòu)參數(shù)，全面配置大型高效采、掘、運設備及配套輔助設備，實現(xiàn)了安全、高效、經(jīng)濟開采。大型設備鏟運機(ST14)臺班效率達到900 t，對比原來鏟運機(LH307)186 t的臺班效率提高了4倍；采礦/掘進鑿巖臺車(M2C)單循環(huán)爆破進尺平均4.5 m，比原來的鑿巖臺車(BM281)單循環(huán)爆破進尺平均3.3 m，爆破效率提高了35%；錨索支護臺車(Cabletec LC)實現(xiàn)單根施工時間21 min，比原來每天只能施工10根左右大幅提高；30 t XYUK型礦用卡車臺班效率比原來MT2010型礦用卡車提高了一倍以上。

2.3 生產(chǎn)管控系統(tǒng)改造

生產(chǎn)管控系統(tǒng)改造主要包括500 mL有軌運輸系統(tǒng)無人化擴能改造；主井提升電控系統(tǒng)自動化升級改造；排水及皮帶運輸系統(tǒng)自動化；電能管控系統(tǒng)升級改造；井下固定設施遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設。整個改造采用融合系統(tǒng)進行控制。融合系統(tǒng)由SCADA系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)組成，實現(xiàn)了透明化生產(chǎn)，生產(chǎn)調(diào)度協(xié)同控制，提高了各種機器設備的利用率，延長了設備使用壽命，降低了機器設備維護費用；井下生產(chǎn)管控系統(tǒng)，通過強化生產(chǎn)過程中人、設備、物料的管理，實現(xiàn)生產(chǎn)全面信息化管理，將人員、設備信息實時傳輸至地面指揮中心，進行人員、設備定位信息的實時顯示、查詢、報警功能，提高井下人員管理水平，提升井下人員工作效率，提升減災施救能力；實現(xiàn)地面與采區(qū)、采區(qū)與采區(qū)人員之間的實時通訊功能，達到減員、增效及節(jié)能的目標。

望亭水利樞紐自動監(jiān)控系統(tǒng)在開發(fā)過程中，以功能需求為導向，每一個細節(jié)都遵從操作人員認知和感受，通過有意識的、目標明確的策劃設計，體現(xiàn)了尊重習慣、界面友好、主題突出、目標明晰的特點，達到了預期的建設目標和效果。

3 幾點看法

目前，國內(nèi)采用無軌開采(包括中段開拓)的礦山越來越多，但普遍效率、效益都不高，與歐美采礦發(fā)達國家相比差距較大。主要原因是受傳統(tǒng)觀念及開采模式影響，井下開拓、采準系統(tǒng)不完善；大型、高效、自動化程度高的設備配置少，輔助設備設施配置少；主要材料炸藥、油料及備品備件供給仍采用傳統(tǒng)方法；井下作業(yè)環(huán)境差、作業(yè)人員多等因素造成的。主要差距體現(xiàn)在：

(1) 井下開拓、采準工程凈斷面偏小，通常按照最小斷面規(guī)格設計，絕大多數(shù)礦山不超過4 m×4 m；而發(fā)達國家礦山配置同樣設備設施，巷道凈斷面一般(5～5.5)m×(5～5.5) m或 (4.5～5)m×(4.5～5)m；

(2) 井下作業(yè)環(huán)境差，通風差，井下溫度相差2℃～3℃；

(3) 只重視主要無軌采礦設備配置，輔助無軌設備配置較少，而且大型、自動化程度高的無軌設備配置較少，輔助環(huán)節(jié)對礦山開采整體效率的影響較大；

(4) 輔助系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的輸送和管理方法；

(5) 設備、人員配備較多，效率低；

(6) 自動化、智能化、數(shù)字化管理應用較少。

拼音作為小學階段語文課程教育教學的基礎，同時也是學生學習更高層次知識的過渡，而且關系學生的日后自主學習與生活。拼音教學的重要性不言而喻，創(chuàng)新和改進拼音教學方法勢在必行。

因此，在無軌礦山開采中應全面優(yōu)化，縮小差距，全方位提高各個環(huán)節(jié)效率，實現(xiàn)無軌開采效率、效益最大化。