三山島金礦井下環形車場設計及應用

劉國棟，賈萬玉，吳若菡

(山東黃金礦業(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)

三山島金礦井下環形車場設計及應用

劉國棟1，賈萬玉2，吳若菡3

(山東黃金礦業(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)

三山島金礦西山礦區-600m中段有軌運輸系統工程是該礦8000 t/d探建工程的中樞。該礦為提高-600 m中段運輸能力，根據西山礦區裝載車場實際情況，經過方案對比選擇后施工斜式環形車場，減少會車等待時間，采用單電機車牽引礦車，使西山礦區-600 m中段有軌運輸轉運量目前達到4100 t/d。同時，將環形車場時與西山礦區主斜坡道貫通，將新立礦區新鮮風流引入西山礦區，有效緩解西山礦區深部通風問題。

三山島金礦；有軌運輸；環形車場；通風

0 引 言

三山島金礦是我國國內大型黃金礦山之一,在面臨國際金價低位運行,生產成本不斷上漲的困難形勢下,積極采取一系列降本增效的措施,其中運輸方式由無軌逐步向有軌轉變,增加有軌運輸量,以達到減少運輸成本的目的是該礦重點措施之一[1]。西山礦區-600 m中段有軌運輸系統為三山島金礦8000 t/d采選工程的中樞,目前可轉運礦石3500 t/d,但受到-600 m中段大巷工程限制,只通過優化生產組織無法再提高其運輸能力[2]。同時,該礦目前生產區域已下沉至-780 m中段,深部開采面臨風量不足、風流污染嚴重等不利因素[3]。為解決上述問題,在西山礦區設計施工環形車場,維修硐室等工程實現連續裝車,并將環形車場與西山主斜坡道貫通,將新立礦區新鮮風流引入西山礦區。

1 環形車場設計方案

1.1 方案選擇和設計

西山礦區-600 m中段有3個溜井,1＃、2＃溜井目前正在使用,3＃溜井尚在建設中,改造前1＃、2＃溜井共同使用一條單軌裝車巷,3＃溜井獨自使用一條單軌裝車巷,裝載車場均為折返式車場。礦車采用雙機牽引,在運輸過程中,對向行駛礦車務必在固定的錯車巷進行等待會車,耽誤運輸時間。同時,由于1＃、2＃溜井之間距離較短,無法實現兩列礦車同時進入裝車巷裝礦。因此,考慮施工環形車場,使礦車不必在錯車巷會車,直接在車場內調車,實現連續循環裝車。在設計方案的選擇上主要考慮以下幾點:

(1)便于調整儲車線和出車方向；

(2)工程量盡可能減少；

(3)運輸量較大,可以實現連續裝車；

(4)運輸設備類型和自動化程度；

(5)車場所處位置的地質條件。

環形車場類型主要分為立式、臥式、斜式[4](見表1)。依據西山礦區-600 m中段的實際狀況,設計采用斜式環形車場,環形車場設計方案見圖1。設計掘進工程量274.1m,其中彎道段175.2m,直道段88.7 m,斜坡道聯絡巷10.2 m。

表1 環形車場類型對比

圖1 環形車場平面圖

巷道裝備標準與原-600 m中段無軌運輸巷裝備標準一致。巷道工程掘進工期6個月,巷道標準化裝備3個月。

1.2 環形車場施工

(1)施工順序:兩頭對向掘進,車場兩頭距離差15 m時,暫停其中一頭掘進,只在另一掘進面施工,并貫通車場。

(2)鑿巖爆破:采用光面爆破,直道處斷面3.3 m×3.3 m,彎道處斷面3.5 m×3.3 m,斷面均為1/3三心拱,氣腿式風動鑿巖機鑿巖,孔深2.0～2.5 m,使用2＃巖石乳化炸藥,人工裝藥,起爆器材為發爆器引爆非電導爆管秒差雷管反向起爆[5]。

(3)鏟運:使用礦山2 m3容量ST-2.0鏟運機鏟裝,通過坑內卡車運往廢石溜井。

(4)支護作業:采用錨噴支護,錨桿使用管縫式,錨桿網度2.0 m×2.0 m；噴漿強度C20,厚度50 mm。

(5)巷道裝備:巷道裝備標準與-600 m運輸大巷統一,在與斜坡道貫通處安裝掛鉤,方便設備吊運。

1.3 設計方案探討

(1)裝車方式優化。1＃、2＃溜井口距離為61m,每列礦車的組成形式為電機車牽引12輛礦車,礦車全長84 m,因此裝車巷內無法容納2列車同時裝礦。環形車場形成后,裝車方式為第一列礦車進入2＃溜井裝礦,車尾通過1＃溜井后,第二列礦車進入1＃溜井裝礦,此時第一列礦車進入環形車場,2列車裝完礦后均通過環形車場調頭離開裝車巷,形成循環裝車。當3＃溜井建設完成后,增加1列車可以實現3列車循環裝車,裝車效率明顯提高[6]。

(2)環形車場將1＃、2＃、3＃溜井連接在一起,形成環形。原先的折返式車場由于無法調頭,礦車需要雙機牽引,采用環形車場后,通過車場調頭,可以采用單電機車牽引,減少設備投入。

(3)設計環形采用大轉彎半徑。牽引電機車型號為CJY 14/7 GB550斬波調速架線電機車,運行最大速度4 m/s,軸距1600 mm,按照《金屬非金屬礦山安全規程》要求,軌道轉彎半徑大于1.5 m/s時,轉彎半徑不小于車輛最大軸距的10倍。該環形車場轉彎半徑設計為50 m,不僅符合安全規定要求且采用大轉彎半徑可以減少電機車行駛盲區,保證電機車快速安全行駛,而且滿足車場通過能力[7-8]。

(4)將環形車場與與西山斜坡道貫通,從而使新立礦區新風引入西山礦區。三山島金礦西山礦區主要進風井為主斜坡道,但由于淺部采礦仍在進行和斜坡道受無軌設備污染,-600 m以下中段新鮮風量不足。工程貫通之后,新立主混合井的部分新風直接通過-600 m有軌運輸巷和環形車場進入西山主斜坡道,從而補充西山深部風量,且補充的風均為未受無軌設備污染的新鮮風流[9]。

(5)環形車場直道段與主斜坡道保持5m安全距離。主斜坡道是西山礦區主要開拓方式,通過預留5 m安全距離,保證環形車場爆破震動不對主斜坡道造成擾動破壞。

2 應用效果

工程施工結束,經過調試運行后,統計1＃、2＃溜井3個月運輸量,認為西山礦區有軌運輸能力得到提升；通風技術員在深部-630 m中段石門巷風量測試結論認為該中段風量有所增加,且溫度有所下降。具體對比數據見表2。

表2 車場改造前后對比

3 結 語

三山島金礦通過對原有車場合理改造,增設環形車場,使西山礦區有軌轉運量提升900 t/d,相對無軌運輸的高昂費用,提高有軌運輸能力每年直接節約運輸成本160萬元。新立礦區的新鮮風流直接進入西山礦區深部采場,有效改善了西山礦區深部采場的低風量、高溫施工等問題,節省了部分通風降溫成本。由此可見,西山礦區-600 m中段環形車場優化取得了多重效益,對三山島金礦深部未來生產意義重大。

[1]陳玉民.“黃金微利時代”的企業戰略[J].中國有色金屬, 2014,32(1):44-45.

[2]盧央澤.大規模地下礦有軌運輸系統網絡結構優化[J].礦業工程研究,2014,29(4):72-74.

[3]楊竹周,李 威,冀 東,等.三山島金礦深井通風降溫治理技術研究[J].金屬礦山,2011,46(11):146-149.

[4]張富民.采礦設計手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

[5]張志旭,任少鋒,張亞文,等.光面爆破在平硐開挖施工中的應用[J].采礦技術,2013,13(2):84-85.

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[8]關樹杰.井下電機車運輸優化的探討[J].廣西大學學報(自然科學版),1994,19(3):281-283.

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2015-01-30)