铜山口铜矿深部开拓运输方案研究.pdf

2 0 1 1 年 4 月 第4 0 卷第2 期 中国矿 山工 程 Chi n a Mi n e En g i ne e r i n g Ap r ． ， 2 011 Vo 1 ． 4 0 No．2 铜 山口铜矿深部开拓运输方案研究 S t u d y o n t h e s c h e me o f d e v e l o p me n t a n d t r a n s p o r t a t i o n i n d e e p mi n i n g o f To n g s h a n k o u Co p p e r Mi n e 李含 明 大 冶 有色 设 计 研 究 院 有 限 公 司， 湖 北黄 石4 3 5 0 0 5 摘要 简述 了铜 山口铜矿现状， 对深部开拓运输 方案进行 了比较论证 ， 对提升运输设备进行 了详细介绍。 关键词 深部 开采 ； 开拓 ； 运输 ； 方案 Abs t r a c t The pr e s e n t s i t u a t i o n o f mi n i n g i n To ng k o us ha n Co pp e r Mi ne i s r e p r e s e n t e d ．The v a r i ou s s c he me s o f d e v e l o p me nt a n d t r a n s p o r t a t i o n i n d e e p mi n i n g a r e c o mp a r e d a n d d e mo n s t r a t e d ， a n d t h e h o i s t i n g a n d t r a n s p o r t a t i o n e q u i p me n t s a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l ． Ke y wo r d s d e e p mi n i n g ； d e v e l o p me n t ； t r a n s p o r t a t i o n ；s c h e me ● j 一 ～ 1 日 IJ舌 铜 山 口铜 矿现为露天开采 ， 矿 山已建成完 整的采 矿 、 选矿 、 运输 、 供电、 供水 、 尾矿等生产系统和相应 的辅 助设施 。经过多年的生产 ， 目前露天境界 内保有储量按 现有规模 只能维持几年 ， 矿山面临生产延续的问题 ， 需 进行深部开采工程的建设。 2 开拓方案选择 2 ． 1 方案简述 考虑铜山 口铜矿 目前的现状 以及维持矿 山总规模 的稳定发展 ， 确定深部一 5 8 ～4 0 0 m地采前期生产规模为 3 5 0 0 t ／ d ， 生产后期当露天开采结束后地采的生产规模达 到 4 0 0 0 t ／ d 。根据露天 开采境界范围和地表移动范围 ， 以及矿体赋存条件 ， 适合坑内矿体开采 的开拓方案有主 副井开拓、 混合井开拓和斜坡道开拓。其 中斜坡道无轨 运输开拓方案由于其基建工程量较大 ， 所以本文不作考 虑 ， 而主要进行主副井开拓方案和混合井开拓方案的分 析比较 。 1 方案一 主副井开拓 。主井直径 4 ． 5 m， 井 口标 高 6 0 m ， 井底标高一 5 4 0 m， 担负矿石和废石 的提升任务。 矿石 主溜井 和废石主溜井从一 1 6 0 m中段至一 4 0 0 m中段 ， 最低卸载 中段为一 4 0 0 m， 中段高 1 2 0 m， 中间每隔6 0 m设 一 无轨副 中段 。副井直径6 5 m， 井 口标 高 6 0 m ， 井底标 高一 5 7 5 m， 担负人员 、 材料 、 设备和粉矿的提升任务。 2 方案二 混合井开拓。混合井直径 5 ． 5 m， 井 口 标高 6 0 m， 井底标高一 5 3 2 m， 担负矿石 、 废石 、 人员 、 材料 的提升任务 。矿石主溜井 自一 1 6 0 m中段至一 4 0 0 m中段 ， 最低卸载中段一 4 0 0 m， 中段高 1 2 0 m， 中间每隔 6 0 m设一 第2 期 李含 明 铜山口铜矿深部开拓运输方案研究 无轨副中段 。粉矿利用电梯井回收。 2 ． 2 方案比较 两方案技术经济 比较见表 1 。两方案优缺点 比 较见表 2 。 表 1 两方 案技 术经济比较 序 号 百 n 七 部 分 f主 客 霁 弄 拓 差 值 2 ． 3方案 确定 根据上述 的技术经济 比较 ， 方案一虽然基建工 程量大 ， 基建投资多 ， 但其应用成熟 ， 运营费用较方 案二低。同时主副井方案有利于为矿 山后期生产规 模扩大留下余地。综合考虑矿山生产管理及矿山的 持续发展等因素 ， 采用方案一 ， 即主副井方案。 3 开拓运输方案 3 ． 1 开拓运输方案简述 根据 以上所述 ， 深部开采工程开拓方案采用主 副井方案。相应的运输方案采用有轨运输和无轨运 输相结合。 主井 设在露天坑北端 ， 选矿场附近 ， 井 口标高 6 0 m， 井底标高一 5 4 0 m， 井深 6 0 0 m， 井简直径 4 ． 5 m。 采用 1 1 ． 5 m 底 卸式单箕斗带平衡锤提升系统 ， 钢丝 绳罐道 ， 主井用于提升矿石和废石。 副井 设在 主井 附近 ， 相 距 约 1 2 0 m， 井 口标 高 6 0 m ， 井底标 高一 5 7 5 m， 井深 6 3 5 m， 井简 直径q b 5 m。 采用 3 6 0 0 ram 1 6 0 0 mm的双层罐 笼配平衡锤提 升 系统 。副井承担人员 、 材料 、 设备和粉矿提升 ， 并作 为坑 内通风的进风井 。回风井没在矿区东侧牛头山附 表 2 两方案优缺点 比较 方案 方案一 主副井方案 方案二 混合井方案 主要 优点①主、 副井 分开布置 ， 提升能力 较大 ， 使用性好 ； ②副井进 风质量 好 ， 通风 条件好 ； ③管理方便 ， 提升干扰少 ， 生产安全可靠性好 主要 缺点①基建 1 二 程量 比方案二多 1 1 2 5 1 m 。 ； 投资 比方案二多2 l 5 8 万元。 费用现值 比方案二多 1 3 8 2 万元 ； ②l [ 业场地 占地 范围略大 ①基建 工 程量 比方 案一 少 1 1 2 5 1 11 1 ， 投 资 比方 案一 省 2 1 5 8 万元 费用现值 比方案一省 1 3 8 2 万元 ； ②3 -_ 业场地 占地面积较少 ， 管理 较集中 ①平均运营成本 比方案一多 7 4 万元， a ； ②主 、 副提升有一定干扰 ， 管理相 对复杂 ； 通风条件差 近 ， 井 简 直 径 5 m 。 井 口 标 高 1 6 0 m， 井 底 标 高一 1 6 0 m， 构成 由副井和 已有金狮矿斜井进风 、 回风 井回风的对角抽出式通风系统。 深部工程中段 高 6 0 m， 但有轨运输 中段的高度 为 1 2 0 m， 中间设副 中段 。一 5 8 m以下深部开采各 中 段 标 为一 5 8 、 一 1 0 0 、 一 1 6 0 、 一 2 2 0 、 一 2 8 0 、 一 3 4 0 、 一 4 0 0 m。 其 中一 1 6 0 、 一 2 8 0 、 ～ 4 0 0 m中段为有轨运输中段。 无轨副 中段作为 出矿水平 ， 为方便材料等的运 送 ， 无轨副 中段副井车场及石 门为有轨巷道。有轨 运输 中段为生产运输 中段 ， 由无轨副中段或有轨运 输 中段 出矿分段 卸人 采区溜井 的矿石 ， 用 1 0 t 电机 车 双机牵引 4 m 底侧卸式矿车运至主井车场 ， 卸入 主井旁 侧 矿石 主 溜井 。废 石则 用 7 t 电机 车 牵 引 0 ． 7 m’ 翻转式矿车运至主井车场 ， 卸入主井旁侧废石 主溜井 。一 4 4 0 m标高设 矿石破碎硐 室 ， 一 4 8 0 m标 高 设装矿皮带道 ， 矿 、 废石经箕斗提升 出地表 ， 分别卸 入矿石仓和废石仓。粉矿 由副井罐笼提升至皮带道 水平卸到皮带上 ， 随箕斗提升至地表卸入矿仓。 3 ． 2 开拓运输设备 3 ． 2 ． 1 副 井提升 副井采用罐笼带平衡锤提升系统 ， J K M2 ． 8 x 4 I 型多绳塔式提升机 ， 最大提升速度 7 ． 6 m ／ s ， Z 4 5 0 3 A 型直流 电机 4 9 1 k w／ 6 6 0 V 驱动 。最低服务 中段标 高为主井井底标高一 5 4 0 m， 提升高度 6 0 0 m。井筒内 配置 1 个 3 6 0 0 m inx 1 6 0 0 m m的双层 罐笼 ， 1 5 t 平 衡 锤。罐笼 自重 1 1 ． 5 t ， 提 升有效载重 7 t ， 最大载重 1 2 t 。 一 次最大可提升 5 0 人 ， 每层 2 5 人。罐笼提升系统提 升的主要设备为4 m 底侧卸式矿车和 1 0 t 电机车。 罐 笼服务 中段 有一 5 8 、 一 1 0 0 、 一 1 6 0 、 一 2 2 0 、 ～ 2 8 0 、 一 3 4 0 、 一 4 0 0 m中段 以及一 4 4 0 m破碎站水平 、 一 4 8 0 m装 8 中 国矿 山工程 2 0 1 1 年 第4 0 卷 矿皮带道水平、 一 5 4 0 m主井井底水平 。 3 - 2 ． 2主 井提 升 主井提升能力按4 O 0 0 t ／ d 矿石和 5 0 0 t ／ d 废石考 虑 。提升 系统 采用单箕 斗配平衡锤 的提升方式 ， J K M一 4 x 4 f H I 型多绳 塔 式提 升机 ， 最 大 提升 速度 1 0 ． 0 5 m ／ s ， Z K T D 2 1 5 ／ 6 3型 低 速 直 联 直 流 电 机 1 2 5 0 k W／ 8 0 0 V 驱动 。井筒内配置 1 个 1 1 ． 5 m 底卸 式箕斗 ， 箕斗 自重约 2 2 ． 5 t 。采用钢丝绳罐道 ， 底部 重锤拉紧。 3 ． 2 - 3 坑 内破 碎及 主 井装卸 矿设施 由于采用底卸式箕斗提升 ， 矿石需要在坑内进 行粗碎。坑 内破碎站设在一 4 4 0 m水平 ， 根据生产规 模破碎站 内安装 1 台C 1 1 0 型颚式破碎机 ， 破碎机给 矿采用 B Z O K1 5 0 8 型重型板式给料机 1 台。破碎后 的矿石直接落人下部成品矿仓。在成品矿仓和废石 溜井下各安装 1 台振动放矿机给装矿胶带运输机喂 料， 由胶带运输机输送到计重漏斗， 装入箕斗提升至地表。 主井井塔矿石仓内的矿石用其底部的振动放矿 机装载 ， 通过胶带输送机转载运输至选厂 ； 废石用振 动放矿机装载， 采用汽车运输至废石堆场排弃。 主井井底粉矿用 Z 一 2 0 C电动装岩机装矿 ， 0 ． 7 m 翻转式矿车运输 。人工推车至副井马头门， 通过副 井提升运至装矿皮带道上方卸载 ， 与成 品矿仓矿石 共同通过皮带道经箕斗装矿提升至地表矿石仓 。 3 ． 2 ． 4坑 内运 输 初期运输 中段设在一 1 6 0 m中段 ， 坑内采用有轨 运输 。坑 内产出废石分为本 中段废石和上部 中段生 产废石。矿石和上部 中段废石运输列车由 l O t 架线 式电机车双机牵引 1 O 辆 4 m。 底侧卸式矿车组成 ， 共 需 2 列车。本中段废石运输列车 由7 t 架线式电机车 单机牵引 l 0 辆 0 ． 7 m 翻斗式矿车组成 ， 1 列车有效载 重为l 0 ． 4 t ， 共 1 列车。坑内轨距7 6 2 m m， 架线电压5 5 0 V 。 4 结语 铜山 口铜矿深部开采工程采用主副井 、 深部设 破碎系统的开拓方案， 相应的提升运输方案满足生产能 力要求。目 前矿山正在进行深部开采工程的施工工作。 【 参考 文献】 [ 1 】 大冶有 色设 计研 究院有限公司． 湖北省 大冶市铜 山 口铜 矿区 铜山 E l 铜 矿 矿产资源开发可行性研究【 R J ， 2 0 0 7 ． [ 2 ] 大 冶有 色设计研 究院有限公司． 大冶有 色金 属公 司铜山 口铜矿矿产资源开发利用方案[ R 】 ， 2 0 0 7 ． [ 3 】 张德明等． 新编 矿山采矿设计手册矿 山机械卷【 Mj ．徐 州 中国矿业大学 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 4 】 王运敏等． 中国采矿设备手册[ M】 ． 北京 科 学出版社， 2 0 0 7 ． 上接 第 2页 4 降低 了充填成本 。在未加装采场改 口三通 装置前改 口时， 井下充填工判断停机改 口时问并据 此给地表下达停机指令 ， 但是由于靠经验判断不能 十分准确 ， 搅拌桶至井下管网的剩余的料浆仍需压 人采场 ， 常常造成采场料浆溢流浪费 ， 并且每次冲洗 管道的水进入采场后也需由井下排 出地表 ， 增加了 排水费用。加装三通改 口装置后 ， 井下充填工能在 采场 口迅速带料改 口， 切断多余 的料浆进入另外的 采场 ， 料浆不会有任何泄露 ， 并且更容易地控制充填 结顶程度。由于是连续充填 ， 改 口时无需冲洗管道 ， 最大限度减少了洗管用水进入井下 ， 减少了排水费 用 ， 从而降低了充填成本。 经统计分析 ， 每天改 口8 次 ， 每个采场损失和炮 灰漏浆约 1 0 m ， 造成的损失每年近 5 0 0 万元 ， 而加装 此改 口三通装置后将不存在这种损失。 5 降低 了工人 的劳动强度 并提高 了安 全 系 数。由于充填设备启停越频繁 ， 堵塞管道几率成倍 增高 ， 若发生堵管 ， 不但存在充填管 网因料浆凝结报 废 的风险 ， 并且疏通充填管网本身就安全风险极高 ， 井下充填工处理管道堵塞的劳动强度远远大于正常 充填时的劳动强度 。应用此三通改 口装置后 ， 设备 平稳运行 时间最长 ， 大大降低 了堵管事故发生的几 率， 采场改 口可以在正常充填期问随时进行 ， 有效降 低 了工人频繁改 口及处理堵塞的劳动强度。 3 结语 陕西煎茶岭镍矿在充填管路上加装改 口三通装 置 ， 从充填体质量控制 、 充填成本控制 、 安全保 障和 减轻充填工劳动强度方面都取得了很好的效果。但 是存在气动闸板阀硬密封后关闭不密实、 气动 阀初 次安装不便 、 改 口三通装 置易磨损等缺点 。综合权 衡和生产参数对 比， 改 口三通装置在充填管网中的 快速切换功能对充填生产具有无可 比拟的明显优 势 ， 属于管道充填技术的一次革新 ， 极具推广意义。 【 参考文献】 [ 1 ] 刘 同有 ， 王佩 勋等． 充填 采矿技术 与应用【 M】 ． 北 京 冶金 工业出版社 ， 2 0 0 1 ． 【 2 】 明赐东．调节阀应用 1 0 0 0 问[ M1 E 京 化学工业出版社， 2 0 0 6 ．