矿山深部开采工程施工方案的比较.pdf

S e r i a l No ． 4 9 4 J u n e ． 2 01 0 现代矿业 M0RDEN MI NI NG 总第 4 9 4期 2 0 1 0 年 6月第 6期矿山深部开采工程施工方案的比较马杰李含明．大冶有色设计研究院有限公司摘要分析了在矿山深部开采工程中，当采用新开盲主井、延伸副井、深部设破碎系统时，施工方案应优先考虑先施工盲主井，利用盲主井永久的提升设施进行临时改装后，用吊罐法反掘施工副井，同时施工溜破系统，可加快施工速度，节省工程投资，减小对矿山生产的影响。关键词平行施工；临时改装；工期；投资中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 9 2 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 4 - 6 0 8 2 2 0 1 0 0 6 - 0 0 8 7 - 0 3 1 矿山二期工程状况及深部开采工程 1 铜绿山铜铁矿是大冶有色金属公司的主力生产矿山，矿床含铜、铁、金、银等多种金属，储量大，品位高，可选性好，地理条件优越。二期工程 1 9 9 8 年底全面建成投产，主要设施有地表主井井塔、副井井塔、充填站、空压机房、总降压变电所等；井下工程有主井从地表至一5 0 0 m 、副井从地表至一 5 3 1 m 、南风井、北风井已到一4 2 5 m 、溜破系统破碎硐室位于一 4 2 5 m，皮带道位于一4 5 2 m 、水泵房等。溜破系统服务一 3 6 5 m 以上各个中段，副井服务的最低标高为一5 0 0 m。井下矿石生产规模为 2 5 0 0t ／d。 2 深部开采工程采用延深副井、新掘盲主井、深部设破碎系统方案。副井井简净直径 5 ． 5 m延深至一8 9 3 m标高，延深 3 6 2 m，井筒配置与上部相同，配一个大罐和一个交通罐。盲主井从 ⋯ 4 2 5 8 6 2 I n标高，井筒净直径 4 ． 5 m，井深 4 7 5 m，采用钢丝绳罐道，内配 8 m 箕斗带平衡锤提升。矿、废石经运输中段运至盲主井旁侧溜井，一 7 8 5 m标高设破碎硐室，一 8 1 2 m标高设装矿皮带道，矿、废石经箕斗提升至上部矿、废石仓，再经一4 5 2 m装矿皮带延长现有装矿皮带装入主井箕斗提升出地表。 3 二期工程设计的正常服务年限只有 7 a ，深部开采工程三期工程须在 2 0 1 0年前建成投产才能保证矿山稳定生产。深部开采工程采用盲主井与副井延伸平行作业，从 2 0 0 5年初开工到 2 0 0 9年底近 5 a ，一7 2 5 m水仓水泵房和变电所、一4 8 5 m 中段开拓、斜坡道、风井系统工程共 7 1 0 0 0 m 均未动工，马杰 1 9 7 4一，男，湖北天门人，工程师， 4 3 5 0 0 5湖北省黄石盲主井、副井、溜破系统仍不具备试车条件，全部完工还得 1～ 2 a时间。造成这种状况主要是由于盲主井及副井延伸平行施工时提升能力等主要矛盾考虑不周，如果采用临时改装盲主井的施工方案将会有大的改善。 2临时改装盲主井的方案铜绿山深部开采溜破系统和竖井位置关系见图 1 、图 2 措 i 井副拨石／毂井3 6 1 井， 1 r 4 5‘ r 一 42{ ，、一 4 5 2 m 皮带廊矿废一 d R f 7 ＼白＼．，溜一井／ L 一60 ＼／一 6 6 ， l 7 2 ，＼一一 7 8 5 Ⅲ 碾砰站～ ’ i I - 一粉矿回收． ⋯ 81 1 ＼／，一 6 水仓8 2 m 皮带廊一圃图 1 铜绿山矿深部开采溜破系统示意图 N 昌＼ l 兽措施井＼ C- 三副井广 2 9 5 ／ “ - 4 ＼主井 n 以 2 9 5 ＼矿石痞井／废 j ／＼＼ I | - - - ～ 2940O 图 2 铜绿山矿深部开采竖井位置关系图 8 7 总第 4 9 4期现代矿业 2 0 1 0年 6月第 6期 2 ． 1 改装方案的可行性利用盲主井的永久提升设施，在箕斗位置装一个双层罐笼 2 0 0 0 m m1 5 0 4 ram，见图 3 、图 4 。平衡锤重量与罐笼相匹配挂设，为了能从一6 0 5 、一 7 2 5 、一 8 6 2 m三个中段出碴，将盲主井多向下延伸 1 5 m，三个中段安装稳罐器。副井一8 6 2 m 以下近 3 0 m采用正掘。改装后的提升容器之间及与井壁等安全间隙满足规范要求。 1 20 0 ．。＼} 『 j If 20 0 0 l 井 l J 中国＼＼暮 l 线、 L r 一十巾 ‘ c 一 1 960 ● _ t ＼ oo l 】耳／ | ’ ／／ O0 4 5 c 0 300 图 3 临时改装盲主井井筒断面图 2d0 l 200 ＼＼／／} ．F ‘ f ／苫 f ’ l 目＼ j ．一， l 1 9 一．二 1 I I 1 9 6 0 ‘I．＼ l l 8 0 0 l一目／ l 、＼ ] J E l／／ L 5 0 0 3 O O 0 I 柏图 4盲主井井筒断面图 2 ． 2 改装后提升能力计算按废石密度为2 ． 8 t ／ m ，松散系数为 1 ． 5 ，以最低一 8 6 2 m为提升中段进行提升能力验算，见表 1 。按每日废石提升 1 5 h ，年工作日3 0 0 d计算，提升能力为 1 6 ． 7 8万 t ／ a ， 6万 m 。 2 ． 3 关键线路的提升能力的要求 1 一5 4 5 、一6 0 5 、一7 2 5 、一8 6 2 m各个中段盲主井与副井联络通道 6 8 0 0 m 。、支护量 5 0 0 m。，副井掘进量为 1 1 7 5 8 m 、支护量为 2 2 9 7 m 。。表 1 罐笼提升计算表 H为提升高度， 4 3 7 ． O O m； y为废石松散密度， 1 ． 8 7 t／ m ； C为提升不均衡系数， 1 ． 2 0 ；￡为日工作小时， 1 5 ． O O h ／ d ；提升速度， 8 ． 0 6 m ／ s ；矿车型号为Y F C O ． 7 - 6 ； V 为矿车容积， 3 0 7 5 m； n为一次提升矿数， 2辆； C 为装满系数， 0 ． 8 5 ；罐笼型号为 3 多绳双层罐笼，底板尺寸 2 0 0 0 m m X 1 5 0 4 m m； v 为最大运行速度， 8 ． 0 3 m ／ s ； Ⅱ l 为加速度， 2 0 ． 7 0 m ／ s 。； n 3为减速度， 2 0 ． 7 0 m ／ s ； 0为两次提升的间歇时间， 3 0 ． 1O s ； t 为年工作日， 3 0 0 d ／a 。 2 溜破系统掘进量为 1 4 3 7 5 m 、支护量为 1 0 9 8m 。 3 一7 2 5 m中段车场和石门、水泵房、变电所及水仓的掘进量为 1 0 2 0 0 m 、支护量为 2 5 8 4 m 。一年内三个点同时施T的掘进量为 4 3 1 3 3 m 。．支护量为 6 4 7 9 m ，合计近 5万 m ，可以满足提升要求。 3两种施工方案工期的比较 3 ． 1 平行施工方案副井延伸和盲主井平行施T ，特增加一条盲措施井，为副井延伸施T服务。盲主井施工完成后，溜破系统的碴用盲主井凿井时的吊桶} H 碴。副井延伸凿措施井 T程一措施井提升系统安 8 8 装一措施井与副井联络车场施工．副井延伸一延伸段井筒安装一破保安岩柱．副井提升系统改造安装。盲主井凿盲主井措施工程．破碎机硐室．矿石溜井和废石溜井含原矿仓、废石仓一皮带道含成品矿仓一提升机硐室- 提升机系统安装。 3 ． 2 改装盲主井方案先施工提升机硐室和盲主井，然后安装提升机，将盲主井改装成临时罐笼，从盲主井出碴，溜破系统与副井同时施工，副井安装后从副井出碴。盲主井提升井塔掘砌一 4 2 5 m 中段转载系统．盲主井掘砌一提升机安装一肓主井临时罐笼安装一车场与盲主井与副井联络道一副井小井吊罐法施工．副井刷大砌混凝土一副井延深段井简安装一破保安岩柱一副井马杰李含明矿山深部开采工程施工方案的比较 2 0 1 0年 6月第 6期改装一主井改装。矿仓。在施工副井时同时施工破碎机硐室、矿石溜井工期为 4 ． 6 a ，具体见表 2 。含原矿仓、废石溜井含废石仓、皮带道含成品表 2工期进度安排表掘进支护长度工期工期安排序号工程名称／li t 。／ m 3 6 9 l 2 1 5 l 8 2l 24 2 7 3O 33 3 6 39 4 2 45 48 5l 1 提升机硐室系统 4 6 3 5 8 l 9 7 7 6 2 矿石转载系统 l 1 9 1 2 8 5 3 3 盲主井 1 3 O 7 2 2 7 7 9 4 8 8 1 O 4 提升机与盲主井安装 3 5 45、一60 5 、一72 5、一 862 m 5 6 80 0OO 5 0O 4 四中段盲主井与副井 6 副井延深 1 1 7 5 8 2 2 9 7 3 6 2 6 7 副井延伸段安装 4 8 副井破保安岩柱及安装 1 9 副井改装 l 1 0 盲主井改装 l 1 l 破碎系统 8 3 4 4 8 6 O l 2 l 2 矿石溜井系统 3 6 6 9 1 8 7 6 l 3 废石溜井系统 2 3 6 2 5 2 4 1 4 粉矿回收系统 l 4 O 3 1 6 7 l 2 O 4 l 5 4 2 5 m 中段开拓 3 9 5 7 5 3 1 9 8 9 O 2 4 l 6 斜坡道 4 2 5 ～一 4 8 5 m 8 3 l 4 5 8 9 l 6 1 7 4 8 5 m 中段开拓 4 2 8 9 O 3 9 3 l 9 0 1 8 1 8 井下爆破器材库 2 4 3 O 31 0 6 1 9 7 2 5 m 中段车场和石门 2 4 O 0 l 8 4 9 O 3 2 O 7 2 5 m 水泵房变电所水仓 8 8 O O 8 0 O l 2 2 1 风井系统 8 7 8 2 7 5 8 2 8 0 l 2 2 2 采切工程 3 4 2 O O 5 7 O 3 O 合计 2 O O 6 2 5 3 ． 3 两种施] 二方案的比较一 4 2 5 m 中段的开拓和采切工程可从北风井提升，独立施工，不影响深部开采工程。 3 ． 3 ． 1 平行施工方案计划工期为 3 ． 5 a ，为加快施工进度采用盲主井与副井延伸平行作业。为不影响生产，特增加一条盲措施井副井延伸施工服务，直径为 4 m，服务中段为一3 6 5～一6 0 5 m，井筒安装两个单车的双罐笼。措施井为盲竖井工程，其凿井提升机、稳车硐室、天轮平台、绳道等 4 O 0 0 m 。措施工程和凿井提升设施安装需用半年时间。措施井掘砌完后井简装备及提升系统的安装 3个月，一 4 2 5 、一4 8 5 、一5 4 5 、一 6 0 5 m 四个中段措施井至副井的联络车场施工要 4个月。整个措施井工程要用 1年 9个月时间。副井延伸，其凿井提升机、稳车硐室、天轮平台、绳道等 4 O 0 0 m 措施工程，凿井提升设施安装，用时 8个月。井深超过千米，多次倒段通风，炮烟排出困难；人员材料经三次提升倒运才能到达工作面，环节多，影响因素多。凿井时为缓解井简布置的拥挤，没有安装溜灰管，用底卸式吊桶将混凝土运至工作面砌井壁，效率十分低下，平均月成井不到 3 0 m ／月含马头门。从 2 0 0 5年初措施井开工到 2 0 0 8年 1 2月末副井才凿到位保安岩柱未破。施工的两条关键线路及生产在副井提升上协调配合难度大，相互影响，使整个工期延迟。 3 ． 3 ． 2临时改装施工方案副井采用吊罐法反掘施工速度快，溜破系统用临时改装的罐笼提升效率高，多点同时施工提升能力有保障。副井采用吊罐法反掘施工的优点 ①可不布置抓岩、排水设施，免除凿井时井筒布置拥挤的局面，增加一溜灰管，辅助工程量大幅减少； ②在小井底部集中连续出渣，井筒工作面只进行清底、打眼、放炮或砌井壁，工序简单； ③通风条件较好，小井掘进时，吊罐J b Zf L 可排烟，井筒刷大砌壁时，与盲主井联通的巷道可安装风机加强通风。施工速度快，效率高，成本低。盲主井改装完后，将形成 6万 m 的提升能力，可同时施工副井、溜破系统及一 7 2 5 m 中段车场和石门、水泵房、变电所及水仓。当副井安装完成后便能充分保证工程后期的提升能力，一 4 8 5 m中段的开拓、风井系统、一 4 2 5～一 4 8 5 m中段的的斜坡道可全面展开。 4两种施工方案中工程投资比较下转第 9 7页 8 9 韩昭王唯俊河南省栾川县黄沟金矿区地质特征及控矿因素分析 2 0 1 0年 6月第 6期前苏联施工的 1 2 2 6 1 m 的超深钻井一科拉井在 9 5 0 0 ～ 1 1 0 0 0 m 的太古宙片麻岩中打到了厚达 1 5 0 0 m 的金矿化带，含金量 1～6 ． 7 1 0 I ，证明太华群中确有金的矿源层存在。豫西众多大中型金、银多金属矿床与太华岩群地层关系密切，因此可作为找矿的间接标志。多期次构造活动，太华群在一系列递进演化过程中，造成原岩中金元素发生多次的活化转移，在深部形成矿源层，并最终通过重熔岩浆活动富集在热流体中进而上侵，在有利的构造部位形成矿床。 3 ． 2 岩浆活动与成矿关系从宏观观察，熊耳山地区矿床在空间分布上与花岗岩体有着密切的关系，金银多金属矿床常产于岩体附近，远离岩体，金矿化则逐渐减弱。熊耳山东部围绕花山花岗岩体，形成巨型金矿田，主要矿床有上宫、青岗坪、虎沟、干树等。熊耳山西段围绕寨凹隐伏岩体，形成巨型银一铅一金矿田，主要矿床有铁路坪、蒿坪沟、沙沟一月亮沟等。自岩体向外，出现不同的矿化类型及蚀变分带，近岩体处为高温或中高温型，出现 Mo 、 W、 C u矿化如熊耳山洛宁寒石瑶钼矿，位于黄沟矿区北约 3 k in ；外接触带为中温矿化与蚀变如花山岩体附近金矿床发育典型的中温热液蚀变和一组中温矿物组合；远离岩体为中低温的 A g 、 P b 、 z n矿化如熊耳山西段围绕寨凹隐伏岩体，形成众多银铅矿床和蚀变受岩体的热梯度控制。成矿物质的活化、迁 3 ． 3 构造与成矿关系总体看，熊耳山拆离一变质核杂岩构造对区内矿床有总体控制作用，从三度空间审视，这些矿床在东西分布上沿主拆离带连续出现，南北方向上，围绕主拆离带分布，分布范围小于 1 0 k in，垂向上矿床定位于太华群和熊耳群接合面上下附近。熊耳山地区构造拆离较为充分， N E ． N N E向陡倾断裂和近 E W 向缓倾层间破碎带分层拆离断层极为发育，多数金、银矿床均受其控制。太华群和熊耳群接合面在区域西部表现为厚达数百米的绿泥石片理化带，但在研究区及外围青岗坪一陆院沟等矿区发育了众多分层拆离断层型破碎带，这些构造为含金热液的运移、富集、成矿提供了有利的通道和空间。拆离断层活动与成矿作用为同构造期，含矿破碎带呈现多期活动性特征，沿破碎带普遍可见后期热液蚀变和多金属硫化物矿化。研究认为，拆离断层的延深规模可达上地幔，相伴的分层拆离断层延深亦应较大，对该区的矿床形成极为有利。 4结语从该区区域构造分析，区内各矿体均严格受构造蚀变带控制，产于太华群和熊耳群接合面上下盘的北东、北西、近东西向的陡倾一缓倾断裂构造，与该区伸展拆离作用密切相关，有关形成机制、各类构造空间组合、生成顺序及与成矿的控制作用、成矿模式等尚无定论，有些方面的研究也比较欠缺，值得进一步关注和探讨。移、富集是通过岩浆演化而实现的。收稿日期 2 0 0 9 1 2 2 3 r i ◆ 1 4 - 1 i i i ◆ i I I ● i i i ◆ J i i 】 ◆ ⋯ i ◆ I i i ◆ } i ◆i I i ◆ I I I i ． - i i l l ◆ l l 【 li ◆1 i i 4- 1 l i i ◆ l i i ◆I I ◆ I i ◆ i ⋯◆ i } i ◆I I I ◆ ⋯i ◆l I l ◆I I l ◆ I i i ◆ 【 i { ◆1 I I ◆ I I i i l i i l ◆ I ◆i 1 ◆ l l l li ◆ ⋯ l ◆ l l I ◆ I I i 1 4 - 1 ⋯ ◆ ⋯ i ◆ i I ◆ ⋯ l ◆ l I i l ◆ I ◆ l { 1 4- 1 ⋯◆ i i i 1 I i ◆ l I I I ◆ 1 上接第 8 9页 4 ． 1 两种施工方案的措施工程 1 平行施工方案。为副井延伸的措施井净径 4 m，支护砌壁 3 0 0 m m，共一 3 6 5～一6 0 5 m 2 4 0 m，凿井措施工程、提升机房、绳道等 4 0 0 0多立方米，掘砌工程投资 6 0 0万元，井简装备 1 8 0万元，提升系统、单车双罐笼 2 4 0万元，投资 1 0 2 0万元。 2 临时改装方案。盲主井多掘 1 5 m， 2 4万元，井底拉紧钢梁 6万元，增加罐道绳，钢丝绳首尾绳 7 万元，三个中段的稳罐器 3万元，委托加工罐笼一个 3 0万元，增加安装调试费 1 0万元，合计 8 O万元。 4 ． 2 辅助工程两种施工方案因提升方式和作业方式不同直接费相差不大，但辅助费的差额较大。按 2 0 0 8版有色金属工业矿山井巷工程预算定额进行工程投资计算； ①用吊桶出渣的溜破系统破碎系统、皮带道及矿、废石溜井一 6 0 5 m以下部分共 1万多方，用吊桶与采用改装罐笼出碴价差为 1 8 9 ． 4 1 万元； ②副井工程副井共 3 3 2 m，相差 4 0 0 6 5 ． 9 9 1 0 m， 1 3 3万元。两个施工方案的工程造价差额为 1 2 6 2 ． 4 1万元。 5结论矿山深部开采工程，当采用新开盲主井延伸副井，深部设破碎系统时，施工方案应优先考虑先施工盲主井，利用盲主井永久的提升设施进行临时改装后，用吊罐法反掘施工副井，同时施工溜破系统，可加快施工速度，节省工程投资，减小对生产的影响。矿山深部开采工程选择合适的施工方案意义重大，不但决定工期和投资，更影响矿山稳定连续生产。收稿日期 2 0 1 0 - 0 1 ． 2 8 97