礦山雙斜井施工設計與應用

昝紅建，陳星明

(1.會理縣黑箐礦業有限責任公司, 四川會理縣 615100；2.西南科技大學, 四川綿陽市 621000)

礦山雙斜井施工設計與應用

昝紅建1，陳星明2

(1.會理縣黑箐礦業有限責任公司, 四川會理縣 615100；2.西南科技大學, 四川綿陽市 621000)

黑箐銅礦因原礦平均品位下降及原礦量增加，原有主出礦運輸提升系統已不能滿足礦山的發展需要，嚴重制約和影響了礦山的發展，急需重新設計。通過對礦山開采現狀、經濟技術指標分析研究，采用雙斜井設計方案，以滿足礦山的發展需要，并以此實例，介紹雙斜井設計的參數及應用，并進行了總結分析，為同類礦山提供參考依據。

雙斜井；提升系統；擴產擴能

1 礦山概況

黑箐銅礦礦體賦存于會理通安組白云石大理巖中,東南方向部分出露地表,礦巖中等穩固,地表允許塌陷,豎井井口標高+1852 m。井下現已開采到1700 m中段,采用淺孔留礦法開采礦房,中深孔回采礦柱,黑箐礦業原有產能為15萬t/a,原礦品位0.7%,隨著開采深度的增加及礦柱回采原礦品位下降嚴重,目前品位只有0.35%,但原礦量增加1.5 倍,原有的提升運礦能力已不能滿足需要,急需重新設計。經過方案對比,確定采用雙斜井提升方案,斜井運輸采用單繩纏繞單鉤串車組提升,最終選址在20勘探線側。雙斜井位于礦體下盤,其礦體傾角45°～65°,走向NNW,傾向NE,井口距礦體邊界100 m,礦層上盤為碳質鈣質板巖、千枚巖,煌斑巖,下盤為石英石榴絹云片巖、千枚巖夾大理巖,巖石為中等堅固,地表浮土層厚20～50 m,其間受斷層影響,風化裂隙及巖溶、溶裂較為發育,施工有一定難度。地下水為裂隙充水基本降至1700 m中段以下,夏季多,冬季少,為大氣降水補給。

2 礦山提升運輸能力現狀分析

黑箐銅礦原有提升運輸系統為:一條老斜井延伸到1750 m中段,一條新斜井延伸到1700 m中段,規格為2.5 m×2.5 m,坡度為-24°,絞車為JT1.2單筒雙電阻提升絞車,兩條斜井提升能力800 t/d,隨著開采深度的延深現已到1700 m中段,老斜井出礦需從1700 m中段盲斜井中轉,成本、管理費用較高；新斜井由于礦柱回采工程已發生變形垮塌,嚴重影響運輸出礦能力,安全隱患巨大；同時由于礦柱回采及1700 m中段原礦平均品位下降的雙重原因,現在原礦入選品位只有0.35%,但原礦量增加了1.5倍。針對這一突出現狀,及時做出調整,新開出礦井,報廢新老斜井,同時進行擴產擴能改造,將原礦出礦能力提升為1600 t/d,新設計的雙斜井可滿足礦山提升運輸出礦能力,1700 m中段平面見圖1。

圖1 1700m中段平面圖

3 雙斜井設計方案

3.1 方 案

雙斜井口選點坐標為1號井口X:2915731.797, Y:34499937.698；2號井口X:2915724.124,Y: 34499931.260；井口高程為1890m。方位310°,雙斜井平行布置,相距10m,斷面2.5m×2.5m；20～30m處打一聯道,兼做躲硐,斜井坡度-24°,斜井長467m,高差189 m,落平點在1700 m中段,10勘探線～12勘探線之間,其落平點坐標為:1號井X: 2916006.255,Y:34499610.587；2號井X: 2915998.595,Y:34499604.159；落平點高程1701 m；井底車場規格40 m×4.5 m×2.5 m,1700 m中段的2＃、3＃盲斜井礦石由運輸聯道運至車場,由斜井提升出井,3＃盲斜井至車場運輸距離為146 m,2＃盲斜井至車場運輸距離為412 m；在2＃盲斜井至車場間設計一錯車道,規格60 m×5 m×2.5 m,在兩運輸道交互處設計雙車道,規格51 m×5 m×2.5 m,用岔間連接雙道即可兼做錯車道；每列車串車15輛,3～7 t電機車牽引,鋼軌選型15 kg/m,礦車選型為0.75m3的側缷式；雙斜井選用JTp1.6提升絞車卷筒直徑為1.6 m,提速3.2 m/s,拉力45 kN,一次提升串車5輛；雙斜井鋼軌選用18 kg/m,地表甩車場及機修需要面積80×60m2,設計為人字甩車場；礦石直接倒入選礦料倉。

3.2 雙斜井提升能力驗算

設計雙斜井提升能力為2500 t/d,單井為1250 t/d；一次提升循環時間為7min,一天工作按21 h計算,日提升次數為180次,一次提升礦石重量按5斗計為8 t,日提升礦石量為1440 t；雙斜井設計提升能力滿足出礦能力。

為達到日出礦2500 t/d的出礦能力,斜井長467 m,提升高度189 m,傾角-24°,礦山工作時間為三班24 h工作制,斜井絞車有效工作時間21 h,一次提升循環時間7 min。

3.3 絞車選型驗算

一次提升礦石量8 t(提升速度3.2 m/s),小時提升8.5次,礦車容積0.75 m3,自重800 kg,5個(一次提升礦車組)4000 kg,則礦車組重載重量為12 t,鋼絲繩采用24.5(6T25+7×7)金屬繩芯,質重2.29 kg/m,按500m計,自重為1145 kg,則總重為13.145 t。

根據計算公式可得礦車組需平衡靜拉力為5.5 t,因此,選擇設備為JT-1.6型斜井單筒(機械調速)絞車,鋼軌18 kg/m,最大靜拉力為45 kN,提升速度3.2 m/s；容繩880 m,電機功率110 kW；當斜井為24°時,絞車最大靜拉力為11 t＞5.5 t,滿足需要。

3.4 雙斜井設計方案實施效果

雙斜井經過11個月施工完成并通過驗收。運行的實際效果滿足1600 t/d的運輸出礦提升能力；雙斜井的管理維護更加方便高效；同時提高了經濟技術指標、礦產資源的回收利用率,每年節約管理運輸費300萬元。

4 結 論

(1)通過對礦山采區的詳細勘察,為雙斜井的設計施工提供了準確詳細的資料,并提供了強力的技術依據。

(2)雙斜井的設計施工的成功運用,并取得良好效果,為礦山經濟技術指標的提升提供了良好的支持平臺。

(3)雙斜井的運輸提升系統方案具有投資少、工期短、安全高效、施工工藝簡單、維護管理方便等技術上的優勢,特別適合中小型礦山,可為類似礦山運輸提升系統的設計提供借鑒。

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2015-04-12)

昝紅建(1968-)，男，四川成都人，大專，采礦工程師，主要從事采礦技術工作，Email:zuogei1290＠163.com。