溜井中矿石移动的研究(十一).pdf

● 喜 I i 日本溜井委员畲 { 研究报告之十一 { 蒂 蒂． - 蒂 ． -牛弗帚． - 溜 井 中矿 石 移 动 的研 究 十 一 溜井 中矿石移动观测系统启用后 的情况 日本 明星水 泥株式会社田海矿茂 田井查 东京大学工学部茂末源人 l 引 言 在象 田海矿 那 样溜 井的情况 下 ， 即由于 工作 面状况 ． 溜 井 中卸入 大量 的其 中混夹有 以表土 为主体 的 粘性 较 大 的夹 杂 物 的矿 石 以下 称低品 位矿 石 时 ， 力求 使其不 发生堵 塞而顺利运转 。 要想使藩井稳定运 转 ， 需要随 时 了解 溜 井 中矿 石 移 动 的 情 况 。为 此 ， 从 i 9 8 8年 i 0月开 始 在现 场进 行 了预备 调 查 ， 1 9 8 9年 2月 ， 观测藩 井 中矿 石移动情况 的基 本 系统开始 工作 。 经过两个月 的调试 ， 4月份 主 系统开始 工作 。 直到现在 ． 溜井发生了三次 堵塞 。每发生一次就修 改一次观测数据的处 理 内容 ， 直至今 日。 根 据 以往经验判 断 ， 利用观测数据 ， 太部 分 的藩井堵塞是 可以预测 的。上次曾发表过 关于这种观 测 系统的研究 报告 见 国外金属 矿 山 1 9 9 0 年 第 i 、 2期译 文 译者 注 ． 这 次发表 的是研 究报 告之 二 ， 介 绍该 系统 开始 工作 以来 的情 况 。 2 溜 井 及 工作 面概况 权 觋 藩井 是直 径 5 r n 、 长 4 4 5 m 垂 直 ， 开 始使用 时的长度为 4 6 5 m 的 长溜 井 。该溜井 在 5个地 点开 凿 了检查巷 道 N 9 1 N 9 3 ． 在 其 中的 {条检查 巷道 设置了观测矿石移动用 的风压计 。1 9 8 4年着手建 立工 作面工作 ， 第 二年 ， 即 1 9 8 5 年 4月开始 出矿 ， 到 目前为 止 ， 已采 出原矿 9 4 0万 t 置外盘景矿山 由于对 工作面所 产生 的表土 等作 了如下 预 测 ①根 据开 发初期 的 调查 ， 估计工 作 面表 土 等的产 生量 较少 ； ②预测的表土等的产生量． 在卸入溜井 时完全可 以处理 。 所 设有 特别进行 表 土剥离 ， 而 是 甩将 表土等与原矿 以适 当 比率进 行混合后卸入溜 井 的方法子 以处理 。 最初 ， 这种混合 处理 的 比率没有选好 ． 造 成溜 井频 繁堵塞 ， 所 以采取 了将低 品位矿 石 临时堆存在 采场等措施 但通过实施各种措 旖 ， 低 品位矿石 的处理 量增 加了 ， 而且藩 井堵 塞次数锐减 。溜井发 生堵塞 的情 况及低品位 矿石的卸入量见表 l 、 2和图 l 、 2 。表 3及图 8 、 4所示为溜井 的详细情况 。 溜并 发生堵 塞 的情况 表 1 发生 敬敦 损 失天数 平 均擐失 天数 年度 备 住 孜 f d d ／ 次 1 9 a5 9 2 3 1 2 采 用 往 溜 井 卸 矿 1 0 8 厢的藏 压铲运 机 1 9 8 8 z ． 。 菩 19 9 0 合计 3 4 1 9 8 7年宦备 了 1 ． O m 藏 压铲运 机 I 1 9 8 9年更 接戚 】 ． 2 m 藏 压铲运 机 。 2 9 维普资讯 低 品 位 矿 石产 生量 和 处 理 量 表 2 产生 量 处理 量 贮矿量 卸 量 产 生率 处理辜 年月 备 注 1 t 1 9 8 7 ． 6 g 3 o o 1 7 o o 2 8 6 3 o o 1 8 8 9 0 o 4 ． 1 o 9 开始 港台却 1 9 9 7 ． 7 o 4 o o o 2 8 2 3 0 o 2 0 0 o o o 0 ． 0 2 ． o 采用蒗 压铲 运 机 l 9 8 7． 8 2o 7 o o 8 1 oo 2 9 ●9 00 1 3o 6 0 0 1 S． 8 6 ． 2 1 9 8 7 ． 9 1 2 9 o o 9 7 o o 7 ． 2 5 ． 4 直接 卸八溜 井 1 9 8 7 ．1 o 1 4 o o o 9 8 oo 3 o 2 30 o l 92 20 o 7 ．3 5 ． 1 1 9 97 ． 1 】 5 4 0 o 9 6o o 1 68 4 0 o 3 ． 2 5 ． 7 71 o o 6 8 oo 2 9 8 4 00 1 “ 7 o o 4 ． 9 4 ． o 1 o I o o 65 o o 3 0 23 o o 1 2o 4 o o 8 ． 6 5 ． 4 l 9 9 8 ．2 7 1 o o 7 4 oo 3 0 2o o o l 2l 3 0 o 5 ． 9 6 ． 1 l 9 98 ． 3 1 2 o o o 1 o 8o o 】 5 2 l o o ． 9 7 ． 1 1 9 8 g ． 4 1 l 6 o o 7 2 0 o 3 0 7 6 o o 1 7 1 7 o 0 6 ． 8 4 ． 2 开 始预备 试酶 1 9 8 8 ．5 9 9 o o J8 00 3 】 27 1 o 8 81 o o 1 1 ． 2 5 ． 4 1 9 98 ．6 1 2 1 0 o 6 2o o 3 1 86 0 0 l 0 2 7 0 o 11 ．8 6 ． o l 9 B 8． 7 9 o o o 8 4 oo 3 1 92 oo 47 3 0 0 6 ． 1 5 ． 7 l 9 8 g． 8 14 2 o o 53 0o 3 2 g】 o o 1 46 9 o o 9． 7 3 ． 6 1 9 g g ．9 22 l o 0 6 0o 3 ● 9 6o o l g 5 3o o I 1 ．9 0 ． 3 l 9 8 8 ． 1 o 0 5 0 0 0 3 4 4 6 0 o 1 鲥 5 0 o o o 2 ． 6 开 始测 定安 息 角 l 9 9 8． 1 l 0 8o oo 3 3 66 00 1 8o l o o o． o ● ． ● 1 9 8 g． 1 2 4 2 0 O 5 00 o3 o o 1 62 6 o o 2． 6 o ． 3 l 9 99 ． 1 70 o 7 o oo 3 4o o O 1 1 2 90 o o ．6 6 ． 2 l 9 8 9 ． 2 2 2 0 0 6 S 0 o 2 9 7 0 o 1 3 6 o o o 1 6 I ． 8 第 1处 理 蒸统 试用 l 9 8 9． 3 24 0 O 94 0o 1 96 6 o o 1 ． 2 ● ． 8 第 1处 理 幕 统 正 式 1 9 8 9 ．4 0 8 8 00 3】 3 9D 0 1 68 0D 0 D ．D 5 ． 3 启用 1 9 9 9 ． 5 o 9 1 o o 3 0 4 B 0 0 l 4 2 5 0 o o ． o 6 ． I 第 2处 理 幕班 启用 l 9 8 9 ． 6 0 1 2 o o O 2 0 2 B 0 o 1 7 2 8 0 o o ． o 6 ． 9 铲 运机大 型 化 1 9 8 9． 7 0 l o4 0o 1 7 81 o o o ． C 5 ． B 1 98 9 ． 8 28 20 D 5 5 oo 0 51 o o l 79 20 o 1 4 ．2 2 8 l 9 99 ． 9 5 o o 0 9 4o o 3o o7 o o 】 75 7 0 o 2 8 5 1 9 8 9 ． 1 o l o o o 0 9 5 o o 3 0 】 2 0 o 2 2 1 o o o I ． 5 ● ． 3 改 变第 2处理 幕绕 1 9 a9 ． 1 】 o 8l oo 2 93 1 D 0 2 25 6 o o o ． 0 3 ． 6 1 9 99 ． 12 o 1 o 9 oo 2 8 2 20 o 20 4 3 0 o o ． o 5 ． 3 1 9 9 0 l 7 7 0 0 9 8 0o 1 2 a2 0 0 6 ． o 7． 6 69 o o 8o oo 11 5 0 o o 6 ． o 7 ． o l 99 o ． 3 O l 2 o oa 2 6 7O D 0 1 g8 ● 0 O 0 0 6 ． l 99 o ． 4 24 0 o 6 8 oo 2 6 2 60 o 2o 3 l o 0 1 ． 2 3 ．3 3 0 1 9 9 1 年 繁 1 2期 维普资讯 续 襄 2 产生 ■ 处理 量 贮矿 量 卸入 ■ 产 生卓 处理 率 年月 备 注 t [ t 1 t t 1 1 9 9o ． 5 7 30 o 4 7 o o 1 6 o 9o o 4 8 3． 1 1 99 o ． 6 7o o o 1O l o o 2O 8 30 O 3 ．4 4 8 l 9 9 o ． 7 6 O 0 0 I 5 8 0 0 2 5 2 8 o o 2 0 6 9 0 o 2 ． 9 7 ． 6 改 变趾理 幕统 1 9 9o ． 8 2 2 3o o 1 2I o o 26 3o o o 1 8 0 O0 O 1 2 ． 4 6 ．7 1 9 9 o ． 9 O 1 0 8 0 o 2 5 2 O 0 1 8 O I O 0 o ． D 6 ． o 改变 第 2处理 幕坑 1 99 o ． 1 o O 1 74 o o 23 4 8 0 0 21 60 0 0 o ． o B ．1 】 99 o ． 1 1 O 1 3 20 o 2 2● 1 o o o ． o 5 ． 9 1 99 o ．1 2 O 6 6o o 21 6 o oo 2I 5 1 oo o ． o 2 6 总计 2 曲1 O O 3 5 2 8 o o 2 1 6 0 0 o 图 1 低 品位矿 石 矿量 的变化 溜 井检 查巷道 参数 衰 5 检壹 着道 设 置 位置 距 藩井 底的 风压计 瞎力 检壹着道 序 号 标高 m 距离 m m b 间距 m № 1 5 5 4 5 0 I 56 p e g． 2 7 1 o 1 6 5 9 5 p e g． 2 , № 3 H 9． 3 , 9 1 o 3 6 5 3 溜井 中矿石 移 动 观测 系统 概况 3 ． 1 系统开发 的经 过 1 9 8 8年 d月 开 始用 气象观测用的气压计测 定检查 巷道的气 压变化 } 调查通过 气压变化观测矿石 移动情况 的可能性 ； 田外金晨矿山 研 究系统化 不能包含数据 问题 1 9 8 8年 l 0月 测定溜 口部分 位于溜 井下 部板式 给 矿机的上部 安息角系统开始工作 ； 试验风压计 ， 收集基础数据 ； 研 究 系统化 开 发 硬件 和 软件 可 以包含敦据 问题 1 9 8 9年 2月 溜井 中矿石移动观测基本 系统开 始工 作 。 1 9 8 9年 4月 溜井 中矿石移动观测主 系统开始测定 第 l处 理 系统 详 细情 况 见 国外 金属 矿 山 1 9 9 0年第 l 、 2期译文 ； 系统名称A D CV e r ． 1 ～ ； 开发数据处理 系统 ； 数据表生成 系统 ； 系统名称A N AL Y V e r ． 1 ； 1 9 8 9 年 5月 风 压计渡形 采取 系统工 作 第 2处理 系统 ； 系统名称A D C T M 1 1 9 8 9年 l 1月 ； 修改第 2处理系统 ； 追加负压处理系统 ； 系统名称A D C T M 4 。 3l ～ i i l 维普资讯 6月 】 7 1 阜 、 月 1 990 7 1 1 2 图 2 低 品位 矿石 处理量 的变 化 图 3 权 现溜 井断 面 图 1 9 9 0年 7月 修改数据表生成 系统 ； 附加总累计功能 A NA L Y V e r ． 2 。 1 9 9 0年 9月 更 换第 2处理系统 ； 传播速度 观测系统 ； 系统 名称HE ； 3 2 开发数据处理系统 ； 传播速度处理 直方 图生成 系统 图 4 权 现播井 平面 图 检 查 巷道布置 图 系统名称H I S T O V e r ． 1 ～2 。 1 9 9 0年 l 2月 两个系统都改成用 计时器起 动 ； 第 1处理 系统 改成 A D C V e r ． 5 ； 第 2处理 系统改成 H D V e r ． 3 。 3 ． 2 溜井 中矿石移动观测系统示意图 越声帔水准仪 I l 风压计 设 置在 排矿 科斗处 设 置在检 查奄 遭 的 4 十 地 点 详情 见寰 3 放大 器 摸 ／ 敦转 换器 观捌 洧井中矿 石移 动 测定安茸角 参歙 嚣 橇 ， 敦 转 换 器 整 观 测 恃插速度 图 5 溜 井 中矿石 移动观 测 系统示 意 图 1 9 9 1 年 第 1 2期 8 ㈣ 维普资讯 A． 数据表生成系统 名称 AN AL Y 1 ． 综 合数据一 览表 ⋯⋯数据表生成 ； 2 ． 数 据 加 工 处理 ⋯ ⋯移 动 状况 文 件 生 成 ； 3 ． 参 照移动数据 ⋯⋯直方图生成 } 4 ． 再 现移动状况 ⋯⋯再 现移动 ； 5 ． 参 照处理 数据 ⋯⋯累计数据生成 。 B ． 直方 图显示系统 系统 名称 HI S T O 生成 3 个 区问 6天 的累计图表 。 4 观测 系 统 收集 数 据分 析 4 ． 1 溜井堵塞 的前 兆 为 了掌握 溜 井堵塞 的前 兆情 况 ， 对安 装 观测 系统 后所 发生 的溜 井堵塞中认为是起因 于牯性拱 的三 次堵 塞 1 9 8 9年 l O月、 1 9 9 0年 5月和 6月 的 数据 进行 了分析 ， 其 结 果 ， 明 确了下述 问题 ①就 标高 8 0 0 m 距 井底 2 5 5 m 以上处 的 堵塞 来 说 ， N 9 2 ～N 9 3检 查 巷道 之 间的 传播 速度 的直 方 图与堵 塞位 置 无关 ， 而大 致呈 同 样的时间序列 变化 ； ②I v Y 2 N 9- 3检查 巷道 之 间的传 播速 度 的平均 值 通常 为7 5 m／ s ， 而 在溜 井 即将 发 生 堵塞前 降到 5 0 6 0 m／ s左右 ； ③直方 图的最 颁值 为 6 0 m／ s } ④ 直方 图上的N 9 2 ～N 9- 3检查 巷道 之 间 的传播速度 的变化特别 明显 ； ⑤记 录到 了板慢 的传播速度 2 0 ～3 0 m／ s ； ⑥只根据 传播速度平均值 的变化 来判断 移动状态变化是困难 的 ； ⑦因 为在第 2处理 系统 的负压测 定结 果 中没 有出 现表示 移动状 态的状态 变化 ， 所 以 不能判断传播速度的细微变化 。 4 ． 2 分析数 据典 型实例 图 6 a ～ d 所示为在 溜井堵 塞前后 所 得到的传播速度直方图 的时 间序列变化 的典 型实例 。 在 这些 结果 中 ， a ～ c 为粘性拱造 成的堵塞 ． d 是 在咬台拱 造成堵塞前 后所 获 得的 。 从这些 图也 可明显看 出 ， 在 咬台拱 造成 堵塞 的情 况 下， 在传播速 度直方 图 中不能 看 出表示堵塞前兆的变化 。 4 ． 3 根据分析结 果改善观 测系统 溜井 矿石 移动观测 系统 自启 用 以来 ， 曾 经历 了数 次 可进行数 据分析 的溜 井堵塞 ， 从 而获得了一些知识 。 在 此基 础上 ， 为了使该 系 图 6 a 1 9 8 9年 1 0月 4日， 2 ～2 ， 检查巷 道 区间 图 6 a 2 ～3 检 查巷 道 区 间 在 8 4 0 m标 高 附近 处 ， 由于棍 台低 品位矿 石 而形成 牯性 拱 墨外盒 一矿 山 3 3 维普资讯 0 } 。 s～t L ⋯一m [二 二二] s 图 6 b 1 9 9 0 年 5月 2 7日， 2 ～2 ， 检查 巷道 区间 图 6 b ～3检查 巷道 区 间 在 9 1 O m 标商 附近处 ． 由于 混合氍 品 位矿 石 而形 成帖性 拱 图 6 c 1 9 9 0年 6月 1 4日， 2 ～ 2 检 查巷道 区 间 在 9 1 0 m标商 附近 灶 ， 由于混台 低品 位矿石 而形成 帖性拱 统更切 合于现 场的作 业管理 ， 对下述 项 目进 行了改进 。 项 目 a ． 只是利用 以前 的平均值 及负压测 定结 34 图 6 c ～ 3检查 巷道 区 间 果进行 管理 ， 不 能了解溜 井矿 石移动 的 微细 变化 而通 过实践了解到 ， 用 传播速 度直方 图 进行管理 有 利于直接 推 定岩石 的移动情 况 。 因此 ， 为了强化溜井 矿石移 动的观测 ， 在第 2 处理 系统 中建立 了一个新 的传播速度 直方 图 管理 系统 1 9 9 1 年 第 1 2期 ∞ B 维普资讯 m 芒 图 6 d 1 9 9 0 年 l 0月 1 9日． 1 ～2检 查 巷道 区 何 t 在 5 4 5 m澶井底罐捧矿料斗顸 罐． 由于 井璧罩I 落 的 大块 石 而形成 咬台拱 ． 1 ～ 2检壹着 道 区闯 b ． 为了能够更 明确地 识别出第 l处理 系 统 的传播速 度及 安 息角 的变 化 ， 改变 了各 区 间及与其相对应 的颜色 。 c ． 研究 了硬件 的长 期稳定使 用问题 。 改进 内容 第 l处理 系统 用计时器 自动 起动及停止硬件 ； 改变 了传播速度及安息角 所配 的颜 色 ， 能 比以前更 明确地分 别按 低速 区及 大角 度 区的 区分来识别 ， 在 系统停 止 时 ， 自动输 出作 为 临时 日 报表的数据表 。详细 数据处理另外进行 。 第 2处 理 系 统 建立传播速度 直方图观测系统 HD ； 根据不同的传播速度改变图的颜色 f a ． 传播速度 4 5 m／ s ⋯⋯⋯⋯ 蓝色 b ． 3 0 m／ s ≤ 传播速度≤ 4 5 m／ s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 黄色 c I 传播速度 3 0 m／ s ⋯⋯⋯⋯ 红色 直方 图表示 区间 2 1 ～3检 查巷道 区间 2 ～2 检 查巷道 区间 目 外盘置 矿 山 ∞ l c I ． ． ． ． I I ． ． ． ． ． j 9 ∞ ”一 [j ] ss m [ [ 二]m ” 圈 6 2 一 ～ 3 j陪 害 巷 谊 闻 2 ～ 3 检 查巷 道 区 间 e ． 超 过范围区 4 5 m／ s以下及 1 2 0 m／ 8以上 为超 过 范 围 区 ． 在计算平均值时不包括该 区 。 高速侧 不用 直方 图表示 ． 风 压计 P， 夤 息詹 ∞ 啦据 第 1 处理幕托 第 2 处l理幕统 魂捌 擅井矿 石 棒动 观 传播 速度 蕹 辨销 勰 钏 l 竺 蕞 磁盘 撒 据 长期寄存 4 0 兆字节 软磁 盘 打印机{ l冲 器 黼 器 l嚣 用计量器． 1 ； l I 接电江进拧开关 蠹噩 曩 紧墨 州 [ ] 图 7改进后 的 系统示 意图 3 5 维普资讯 圈 8 直方 圈输 出 系统 自动起 动和停 止 系统终 了时 ， 自 动输 出到这时为止 的直方图 4 ． 4 观浏系统的使用效果 观测 系统能够 实时掌握传播速度及矿石 移动情况 ， 并可进一步在溜井堵 塞时 ， 根据观 测 系统获得数 据 的分 析 结果 ， 逐步 对 系统加 以改进 。 因此 ， 现在 已经能够根 据确认的溜井 矿 石移动状 态来控 嗣低 品位矿石 的卸入 量。 特 别是短期管 理 ， 在 第 2处理 系统 已能 实时 显示 出直方 图 ， 效果非常好 下 面介 绍为通过第 2处理系统直方图管 理 ， 避免了一次溜井堵塞 的实例 。 圈 9 通过 直方 圈管 理而避 免 了一扶 溜 并堵 塞 的实例 从 1 9 9 0年 1 0月 1 6日前 后开 始 ， N 9 2 ～ N 9 3检查巷道之 间的传播速 度直方 图 的最 频 3 6 值为 6 0 m／ s 左 右 ， 对这种情 况 下的矿 石移动 过程进行 了观测 。1 0月 2 0日， 在直方 图上 出 现 了很 多低 速现象 ， 所 以 ， 1 0月 2 2日 1 0月 2 1日为休息 日 停止 混合低品位 矿石 。其结 果 ， 如 图 9所示 ， 从 1 0月 2 3日开始 ． 矿石移 动情况得到改善 。 5 结语 白 1 9 8 9年 4月溜 井矿 石 移动观 测系统 正式工作以来 已历经两年 。 这 期间 ， 低品位矿 石的 卸入管理 ， 已从 凭经验 和感觉 的水 平发 展到可通过系统测定数据及传播速度直方 图 的实时观测 ， 进行合理而精细 的控 嗣的水平 。 由于进 行这 种合理 的管理 ， 不 但溜井堵 塞次 数锐减 ， 而 且对表 土的有 效利 用和降 低成本 也起 了很大作用 。 但就低 品位 矿石 的混合 卸入 来说 ， 现在 是靠液 压铲 运机的铲 斗进行 管理 ， 在 了解渴 井 中矿石移动与卸入溜井矿石 的定量关 系方 面 ， 实时 测定 卸入矿石 的特性 化学 成分 、 表 土 量、 大 块石 混入率和 水分等 是 当务 之 急。 所 以 目前 正在开发 观测这 些 特性 的系统 溜 井矿石 移动预测 试验 系统 。预定 1 9 9 1年春 开始收集数据 。 我 们确信 ， 今后通过进一步分析 ， 将溜井 矿石移动观测 系统与溜井矿石移动预测试验 系统 结合 起来 ， 根据工作 面的实时 卸入矿 石 质量数据及溜井 矿石移动观测 系统 的观测数 据 ， 可 以确切 掌握溜 井矿 石移动情 况及进 行 卸入管理 。所 以将全 力以赴地 开发这种溜井 控制 系统 。 参 考 文 献 茂 田井， 墒 木．茂 未 立坑 娘石 举勤 甓棍 亍 厶 0 弱 凳 石 厥 石 N o 2 3 9 p p l 0 2 1 1 9 8 9 译 自 日本 石 灰 石 ． 19 91， N9- 2 50， lI ～ 1 8 王 庆仁译 王旃如校 1 8 9 1年 第 1 2期 维普资讯