寶山礦西區深部開拓運輸系統選擇

劉岳軍

(湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司, 湖南桂陽縣 424402)

寶山礦西區深部開拓運輸系統選擇

劉岳軍

(湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司, 湖南桂陽縣 424402)

湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司開采寶山礦接近40年,現有一套豎井在運行,開采中段達到-150m,近年經過對西區深部勘探,找到了豐富的銅、鉛鋅資源,為了開采這部分資源并擴大現有產能,必須進行西區深部開拓方案的規劃論證和設計施工,經過多方案技術經濟比較,確認合理延長現有豎井,并新建箕斗井作為主井的西區深部開拓運輸方案為推薦方案。

寶山礦;深部開拓;運輸系統;井筒布置

寶山礦位于湖南省桂陽縣寶山路30號,礦區目前以開采鉛鋅銀礦為主,開采銅礦體為輔。隨著銅礦、鉛鋅銀礦資源儲量的日益減少,湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司委托湖南省有色地質勘查局一總隊對寶山西區深部進行了勘探,并提交了《湖南省桂陽縣寶山鉛鋅銀礦西部礦區深部地質勘查中間性報告》等地質資料。該報告提交了可觀的可開采儲量。

為了對這些提交的銅、鉛鋅礦體進行科學有效的開采,并擴大寶山現有產能,就必須論證相關的開采方案,由于該部分儲量位于西區深部,規劃設計一套可行的開拓運輸系統自然十分必要。

1 西區生產規模

本次設計開采范圍為158～169勘探線、-70m標高之下的主要銅礦體和鉛鋅銀礦體。開采范圍內的可利用礦石資源儲量為9111.73kt,其中鉛鋅銀礦石量為5234.70kt,平均品位Pb4.80%、Zn 5.24%、Ag119.71g/t;銅礦石量為3877.03kt,平均品位Cu1.11%。

根據設計采用的采礦方法及其礦塊生產能力、有效礦塊數與礦塊利用系數計算,銅礦體達到1000 t/d生產能力是完全可以實現的。鉛鋅銀礦體達到1000t/d生產能力也是完全可以實現的。因此設計推薦西區深部生產能力為2000t/d。經按礦山合理服務年限、開采年下降速度和新中段準備時間進行驗證,設計推薦的生產規模是合理的。

寶山礦已開采多年,礦山井下部分巷道已經延伸到西部深部礦體,并在-70,-110,-150m水平,已經有巷道進入,設計對這部分礦體維持現有中段高度40m不變。

而根據寶山西部深部礦體以傾斜、急傾斜為主的特點,為減少開采中段,最大程度的提高礦山生產能力,所以對-150m中段以下,中段高度定為50 m。設計范圍礦體劃分為-70m(回風充填中段)、-110,-150,-200,-250,-300,-350m等中段。

2 開拓運輸方案的選擇

2.1 寶山礦區原有開拓系統

寶山礦井下現采用平窿-明豎井-盲斜井聯合開拓方式。明豎井井口標高為472m,井深約460 m,服務的最低中段為+50m中段。井筒凈直徑為Φ5.5m,剛性罐道。豎井主提升機為Φ2.8m多繩提升機,主提升容器為雙層罐籠配平衡錘,一次可提升4個1.2m3礦車。主要提升礦石和廢石,能力最大時可達1500t/d。輔助提升機為Φ1.3m多繩提升機,提升容器為單罐配平衡錘,主要提升人員和輔助材料。

主平窿標高為330m,是井下礦石、人員、材料運輸的主要通道之一,窿口距選廠粗礦倉僅150m,主平窿連接明豎井和330～250m斜井。豎井提出的礦石通過365m平窿出罐籠后,卸入礦倉內,溜至330m主平窿,由電機車拉至選廠粗礦倉。

西區上部采用盲斜井開拓,斜井卷揚硐室位于+50m中段,斜井從+50m中段向下掘至-150m中段,斜井傾角25°,主要用于開采西部鉛鋅銀礦床的上部礦體。

2.2 寶山西區開拓運輸系統選擇

根據寶山礦區現狀、礦區地形地貌、礦體賦存條件以及本次設計的開拓方案要求兼顧周邊礦體的要求,設計同時考慮了如下兩個開拓方案。

Ⅰ方案:新掘深部主井、延深罐籠井為副井。新掘進一條箕斗井作為深部礦體的主提升井,設計提升能力為2500t/d,并留有適當的余地。

延深現有罐籠井到-415m水平,作為深部礦區的副提升井,負責深部礦體開采時人員、設備、材料和廢石的提運。

新掘箕斗井在現有露天采場的南邊,井筒凈直徑4m,提升容器為6m3底卸式箕斗。主井井口標高400m,井下最低出礦中段-350m,皮帶計量裝載水平的標高為-390m,井底粉礦回收水平標高為-430m。罐籠井以馬頭門與深部中段-70,-110,-150,-200,-250,-300,-350,-390m中段相連,井底標高為-415m。除-70,-390m中段為單面馬頭門,其他馬頭門均為雙面馬頭門。所有馬頭門均設置搖臺、安全門、阻車器和推車機。井底設有兩臺潛水泵,一臺工作,一臺備用。將水排至-350m中段。

Ⅱ方案:新掘深部主井,原罐籠井+新掘盲罐籠井為副井。在+50m中段新掘盲罐籠井到-415m水平,與原有罐籠井形成兩段接力提升,負責人員、設備、材料和廢石的提運。

新掘箕斗井的位置、斷面、高度、提升系統配置與Ⅰ方案完全相同。

盲罐籠井以馬頭門與+50m中段和深部中段-70,-110,-150,-200,-250,-300,-350,-390m中段相連,井底標高-415m。各馬頭門均需安裝搖臺、安全門、阻車器和推車機等操車設備。井底設有潛水泵,將水排至-350m中段。

設計將上述二個方案進行了技術經濟比較,比較結果詳見表1。

表1 寶山礦開拓方案比較

Ⅰ方案相對于Ⅱ方案具有基建工程量小,投資省,井下人員、材料廢石等不需要二次倒運,通風系統暢通,管理方便,生產可靠性好等優點;但Ⅰ方案在最后貫通罐籠井時,需要破巖柱,并進行井筒裝備,屆時將影響礦山生產。

根據二個方案的基建工程量、投資和優、缺點的比較,經綜合考慮,設計選擇推薦Ⅰ方案,即新掘深部主井,延深罐籠井為副井方案。

3 結束語

為加速礦山建設進程、縮短建設周期,基建施工的關鍵點是必須抓緊現有罐籠井的延深改造及箕斗井與回風井的施工進度,擴大平行作業范圍。罐籠井和回風井不但要擔負本身掘進出渣任務,還要擔負中段井巷工程掘進出渣的任務,工作十分繁重,是工程能否按期投產的關鍵之一。為了減少現有罐籠井延深改造對現有生產的影響,應先在現有罐籠井底留7～10m巖柱,待下部井筒施工完畢,再破巖柱、貫通罐籠井,然后進行井架和井筒安裝。

西區開拓系統預估項目建設投資為2000多萬元,系統建成后,預估項目達產年平均可實現近億元的利潤,項目投資財務內部收益率達16.66%(所得稅后),投資回收期為7.68a(含建設期3a),總投資收益率為24.64%,項目資本金凈利潤率為36.25%。項目投資在經濟上是可行的。

[1]伍選華.湖南省桂陽縣寶山鉛鋅銀礦西部礦區深部地質勘查中間性報告[R].長沙:湖南省有色地質勘查局,2008.

[2]廖廷德.論寶山西部銅鉬鉛鋅銀礦床地質特征及找礦預測[J].湖南有色金屬,2009,(3):1～7.

[3]左大鏞,等.湖南寶山有色金屬礦業有限責任公司西部礦區資源投資評估報告[R].長沙:長沙有色冶金設計研究院,2009.

[4]YSJ019-92.有色金屬采礦設計規范[S].

[5]GB16424-1996.金屬非金屬地下礦山安全規程[S].

2010-01-08)

劉岳軍(1971-),男,湖南岳陽人,工程師,從事井下深部開發項目建設與管理,Email:lyj1981@126.com。