云南某銅礦開拓運輸方案選擇

段林松

(云南黃金礦業集團股份有限公司, 云南昆明 650224)

云南某銅礦開拓運輸方案選擇

段林松

(云南黃金礦業集團股份有限公司, 云南昆明 650224)

根據云南某銅礦礦體賦存條件和礦山開拓現狀，設計了2種開拓運輸方案，并進行了詳細的技術經濟比較分析，最終推薦了方案一主、副井+平硐+輔助斜坡道為開拓方案。

銅礦；開拓運輸；平硐；輔助斜坡道

1 礦山現狀

云南某銅礦礦體是以硫化礦為主的矽卡巖型銅礦。礦山前期以探礦為主,2005,2006年開展過500 t/d和1000 t/d規模的設計工作以及水保、環評等配套評價及審批工作。礦山分別在4130 m和4122 m標高施工了少量探礦平硐,平硐斷面2.2 m×2.2 m,兩個主要平硐編號為PD3、PD7,施工長度分別為340m和160m。后期由于地方行政管理變化,施工停止。為了使礦山盡快恢復生產,實現4000 t/d的生產規模,需選擇和優化礦山開拓運輸方案。

2 礦床地質特征

礦區賦礦層位為晚三疊系曲嘎寺組笫二段第二亞段地層,銅礦體主要分布在大理巖夾層頂、底接觸部位之矽卡巖化帶內,其次分布在靠近大理巖的角巖化變砂巖中,與矽卡巖化蝕變關系十分密切。

2009年詳查報告共圈定48個礦體,具有開發價值的礦體共10個,其中KT2、KT2-1和KT4三個礦體為主礦體。

KT2號礦體:分布在0～15線間的矽卡巖化大理巖夾層及兩側與角巖化變砂巖接觸帶,傾角75°～85°,控制長度600 m,控制斜深103～604 m。礦體厚度一般在1.32～18.90 m,平均厚度7.17 m,礦體平均品位2.11%。

KT2-1號礦體:分布在0～11線,緊鄰KT2礦體東側平行產出,4100 m標高以上總體向南西陡傾,向下逐漸轉向北東陡傾,傾角75°～85°,沿走向控制礦體長度600 m,控制斜深35～563 m；厚度0.53～19.20 m,平均7.07 m,平均品位1.17%。該礦體在5線附近3800～4000 m標高出現無礦“天窗”。

KT4號礦體:分布在4～11線,傾角70°～80°；控制長度600 m,沿傾向控制斜深30～361 m；厚度0.71～9.17 m,平均厚度2.79 m,礦體平均品位1.59%。

3 開拓運輸方案的選擇比較[1]

礦區位于高海拔地區,采區海拔標高4100～4300 m,自然條件惡劣,因此,影響開拓運輸方案選擇的因素較多,除了技術、經濟方面的,還要考慮高原條件對從業人員生產活動及日常生活的影響,盡可能地為從業人員提供一個舒適的生產、生活環境[2-3]。

根據礦山開拓現狀、礦山特殊的地理環境以及充分利用礦山已有井巷工程等因素,提出了以下兩個開拓方案。

3.1 方案一:主副井+平硐+輔助斜坡道開拓方案

(1)主井。位于采區6線附近礦體下盤,井筒凈直徑4.5 m,井口標高4180.20 m,井底標高3747 m。井筒內采用4.5 m3前翻式雙箕斗互為配重提升,鋼絲繩罐道,提升機型號為2JK-3.5/11.5E,電機功率868 kW。主要用來提升4047 m標高以下區段礦石。

主井在4077 m標高設卸載硐室,硐室下接礦倉,在4047 m中段設運輸平硐,連通選礦廠。井下裝礦皮帶道設在3782 m水平,粉礦回收設在3747 m水平。粉礦回收采用電梯井,電梯井布置在主井附近,井筒內裝配一套3 t礦用電梯提升系統。提升高度為75 m,分別在3822 m中段、裝礦皮帶道水平和粉礦回收水平設停靠點。

(2)副井。位于采區6線附近礦體下盤,井筒凈直徑5 m,井口標高4164.128 m,井底標高3800.000 m,采用罐籠和平衡錘互為配重的提升方式。罐籠采用底板尺寸為長3600 mm×寬1600 mm的雙層罐籠,罐道采用180mm×180mm空心方鋼作為固定罐道,提升機型號為JKM2.25×4/(Ⅰ)10.5E塔式多繩摩擦式提升機,電動機為Z500-1A直流電動機。副井主要承擔廢石及部分人員、材料及設備的提升任務,兼作入風井。

(3)回風井。布置在采區西北角15線附近,井筒凈直徑4.0 m,采用分期、倒段方式施工?；仫L井上口在4182 m中段回風平硐內,基建期施工4047 m中段。主要承擔井下回風任務。

(4)平硐。運輸平硐開口于選廠西側,開口標高4030 m,與采區4047 m中段連通,是礦石運輸的通道,平硐內布置2個轉載站,一個位于4047 m中段至4122 m中段溜礦井下口,一個位于主井卸載礦倉下口。4047 m以上中段礦石經溜井下口放礦機裝入礦車,直接運至選礦廠；4047 m以下礦石經主井提升卸載后裝入礦車,運至選礦廠。

(5)措施井。措施井布置在采區與選礦廠間野鴨塘北側山坡,與主運輸平硐相通,井筒凈斷面2.5 m×2.4 m。

(6)輔助斜坡道。輔助斜坡道開口于采區0～4線間礦體下盤,巷道斷面4.0 m×3.5 m,坡度直線段12%,曲線段和緩坡段3%,平均10%。

3.2 方案二:主副井+輔助斜坡道開拓方案

(1)主井。布置在選礦廠地內,位于主廠房西北方向,井筒凈直徑4.5m,井口標高4021.000m,井底標高3731 m。井筒內采用雙箕斗提升方式,箕斗為4.5 m3翻轉式箕斗,有效載重6.5 t,柔性罐道,承擔礦石的提升任務。提升機型號為2JK-3.5/11.5E單繩纏繞式提升機,電動機為Z710-2直流電動機,電動機功率868 kW。

井下裝礦皮帶道設在3766 m水平,粉礦回收設在3731 m水平。粉礦回收采用電梯井,電梯井布置在主井附近,井筒內裝配一套3 t礦用電梯提升系統。提升高度為75 m,分別在3806 m水平、裝礦皮帶道水平和粉礦回收水平設停靠點。

(2)輔助提升井。布置在主井西北方向,距主井64 m,井筒凈直徑4 m,井口標高4021.00 m,井底標高3720.00m。采用罐籠配平衡錘提升方式,罐籠為2200mm×1250mm的雙層罐籠,180mm×160mm鋼木復合罐道；提升機為2JK-2.5×1.5/20E型單繩纏繞式提升機。輔助提升井分別在3806 m、3766 m 和3731 m設馬頭門,與運輸巷、主井皮帶道和粉礦回收水平相通。

輔助提升井承擔主井系統作業人員的上下任務,并兼作主井的粉礦回收井,同時在冬季積雪影響地表運輸時,可承擔采區人員、材料及設備的提升任務。輔助提升井兼作入風井。

(3)其它工程。方案二副井、回風井輔助斜坡道及措施井布置與方案一相同。

3.3 方案比較分析[4-5]

設計開掘量、支護砼量、投資及運營費、基建期對比見表1。

表1 2種方案對比

方案一(見圖1)基建期短,工程量較少,投資低；4047 m以上礦石溜至平硐,經礦車運至選廠,不需要經過豎井提升,節省能源消耗；但是該方案礦石運輸至選廠后,需露天曲軌卸載,車場距離較長,冬季積雪難以清理,影響生產；主井需施工井下箕斗卸載硐室及礦倉、溜井,施工工藝較復雜,難度大。

方案二礦石經主井提升后直接卸入原礦倉,進入選礦破碎系統,生產管理緊湊；地表轉運環節簡單,受氣候條件影響小。但是該方案基建期長,工程量大,投資高；主井服務年限內提升量大,浪費能源；運輸平巷布置在井下,需先施工井筒,受未知因素影響大,基建期長。

通過以上比較可以看出,方案一工程量、投資及運營費比方案二低。

方案一以4047 m為界,上部區段采用平硐+輔助斜坡道開拓方案,施工難度小,基建期為3 a,工程投產后即可形成4000 t/d的生產能力,服務年限5 a以上,因此下部區段建設時間充裕；方案二采用主、副井開拓,提升、運輸等系統全部形成后才能達到4000 t/d的生產能力,基建期需要4 a。工程施工條件方面,礦區屬卡斯特發育區,水文地質條件復雜,豎井施工難度大,影響工期的不可預見因素多,一旦出現問題,工期難以保證,應對能力較方案一弱。方案二礦石提升運輸銜接緊湊,受氣候影響較方案一小。

圖1 方案一

綜合以上各因素,推薦方案一即主、副井+平硐+輔助斜坡道為開拓方案。

4 結 論

根據云南某銅礦的生產規模和礦床地質特征,設計了2種開拓運輸方案,方案一為主副井+平硐+輔助斜坡道開拓方案,方案二為主副井+輔助斜坡道開拓方案,通過對該2種方案的技術經濟指標對比,最終選擇方案一作為礦山的開拓運輸方案,其開掘量為73401.754 m3,支護砼量4941.238 m3,投資及運營費13929.61萬元,基建期3 a。

[1]盧學專.某鉛鋅礦深部工程開拓方案探討[J].采礦技術, 2010,10(3):40-42.

[2]北京有色冶金設計研究總院.采礦設計手冊:礦床開采卷[M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

[3]王運敏.中國采礦設備手冊[M].北京:科學出版社,2007.

[4]GB16423-2006.中華人民共和國國家標準金屬非金屬礦山安全規程[S].

[5]GB50771-2012.中華人民共和國國家標準有色金屬采礦設計規范[S].

2015-05-21)

段林松(1979-)，男，云南鶴慶人，采礦工程師，主要研究采礦技術、工程爆破技術與應用、生產管理，Email: duanlsong＠163.com。