膠帶運輸在某緩傾斜層狀礦體開采中的應用

郭燕忠

(廈門紫金工程設計有限公司)

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膠帶運輸在某緩傾斜層狀礦體開采中的應用

郭燕忠

(廈門紫金工程設計有限公司)

某緩傾斜層狀礦床開采面積大，礦石運輸距離遠，井下運輸是該礦山實現大規模開采的關鍵，設計采用膠帶斜井和斜坡道聯合開拓，膠帶運輸系統延伸至各盤區采場，簡化了井下生產工序，實現了高效連續生產，可較好地適應緩傾斜層狀礦床的開采。

緩傾斜層狀礦床膠帶運輸系統生產工序

某銅礦床屬緩傾斜層狀礦床，礦體規模巨大，SN走向長12 km，東西寬2.0～8.68 km，水平面投影面積48.34 km2。礦體產狀受沉積地層控制，總體呈層狀賦存，埋深130～700 m，礦體傾角5°～20°，礦體賦存連續穩定，平均厚6 m。該礦床屬基巖風化裂隙含水層、基巖構造裂隙含水層充水為主的礦床，含水層富水性中等—強，補給相對穩定，地下水季節性動態變化幅度不大，礦床水文地質條件中等。礦區地層巖性相對簡單，以變質沉積巖為主，地表巖體風化較強，巖體結構以層狀結構為主，未風化巖石以堅硬巖為主，構造較發育，以高陡斷裂為主，風化帶及構造帶對礦床開采影響較大，礦床工程地質條件屬以堅硬、半堅硬層狀巖類為主的中等類型。井下采用房柱法開采，淺孔爆破，鏟運機出礦，開采規模為300萬t/a。為進一步促進該礦高效連續生產，本研究對該礦井下膠帶運輸方案進行探討。

1　開拓運輸方案

礦區礦體賦存連續穩定，為單層礦體，平均厚6 m，埋深130～700 m，根據礦山開采技術條件，適宜的開拓系統有膠帶斜井、斜坡道聯合開拓和單一斜坡道開拓。

(1)膠帶斜井、斜坡道聯合開拓。膠帶斜井和斜坡道平行布置，巷道間距20 m，傾角11%，膠帶斜井與斜坡道之間每隔100 m布置聯絡道貫通，膠帶斜井作為井下礦石運輸通道，斜坡道作為人員、設備進出和材料運輸通道。膠帶斜井和斜坡道掘進至礦體后，沿底板布置，延伸至各生產采場。井下礦石采用膠帶運至地表。膠帶規格：運量730 t/h，運行時間16.5 h/d，DTⅡ(A)，帶寬1 m，帶長1 017 m/條，帶速3.15 m/s，傾角6.28°，ST-2500，中部單滾筒雙驅，中部液壓拉緊裝置拉緊，功率2×250 kW。

(2)單一斜坡道開拓。取消膠帶斜井，采用單一斜坡道開拓，主斜坡道傾角11%，斜坡道掘進至礦體后，沿底板布置，延伸至各生產采場。斜坡道作為礦石、材料運輸和人員、設備進出通道。井下礦石采用汽車運至地表，選用51 t井下自卸式卡車，卸料廂容積為24～30 m3，設備外形尺寸11 570 mm×3 200 mm×3 160 mm(長×寬×高)，總承載重量92 t，配備直列式6缸柴油發動機，功率515 kW。

上述2個開拓方案的可比投資和運營費用詳見表1。由表1可知：單一斜坡道開拓雖然可節省井巷工程量，但由于大噸位井下專用汽車價格較昂貴，其可比投資高于膠帶斜井、斜坡道聯合開拓方案，另外，汽車運輸費用也高于膠帶運輸費用。隨著井下運輸距離的增加，2個方案的可比投資和運營費用的差距也越來越大，此外，膠帶運輸還具備運輸能力大、設備和工藝系統簡單、操作人員少、易于實現自動化、技術成熟、對井下通風環境污染較小等優點[1-3]，可見膠帶運輸是遠距離、大運量礦山較適宜的原礦運輸方案。綜上所述，該礦山采用膠帶斜井、斜坡道聯合開拓方案，礦石采用膠帶運輸方案。

2　膠帶運輸系統

礦區開采范圍較大，井下沿走向每隔1 km劃分一個盤區獨立開采，主膠帶斜井運輸能力10 000 t/d，主膠帶斜井和斜坡道平行掘進至礦體后，繼續沿礦體南北兩翼延伸，而后沿走向每隔1 km布置一條盤區膠帶斜井和2條盤區斜坡道，分別與主膠帶斜井和斜坡道連通。盤區斜坡道兩側沿傾向每隔200 m布置一個礦塊(500 m×200 m)，礦塊內布置有運輸巷道和回風巷道，運輸巷道內安裝采場膠帶，采場礦石經采場膠帶運至盤區中央，經盤區膠帶斜井轉運至主膠帶運出地表。盤區膠帶運輸能力10 000 t/d，采場膠帶運輸能力5 000 t/d。主要膠帶參數見表2。膠帶運輸系統布置見圖1。

表1　開拓方案運行費用比較

表2　膠帶主要參數

圖1　膠帶運輸系統布置1—主膠帶斜井；2—主斜坡道；3—盤區膠帶斜井； 4—盤區斜坡道；5—采場膠帶

3　采場礦石裝運系統

井下采用淺孔房柱法開采，淺孔爆破礦石塊度可控制在350 mm以內，采場礦石采用鏟運機直接裝入采場膠帶。具體操作如下：采場爆落礦石采用鏟運機鏟裝至采場膠帶上部卸礦平臺，卸礦平臺設有格篩，塊度小于300 mm的礦石通過格篩下方的振動給礦機將礦石給入采場膠帶后運出采場，篩上塊度大于300 mm的礦石采用液壓破碎錘進行二次破碎后重新鏟裝至采場膠帶，液壓破碎錘電機功率為90 kW。采場礦石裝運系統如圖2所示。

4　結　語

分析了某緩傾斜層狀礦床特征以及該礦山礦石運輸系統存在的問題，提出了膠帶斜井、斜坡道聯合開拓方案，膠帶運輸系統可完全適應礦體空間產狀，可充分發揮膠帶運輸效率，具有長距離運輸費用低、運輸能力大、系統可靠等優點。主膠帶和盤區膠帶選用標準化的膠帶輸送機，隨著井下開采的延深，膠帶搭接和延長便利，對生產影響小，盤區接替時間短，生產穩定，此外，膠帶運輸系統可延伸至各個盤區的每個采場，采場礦石采用鏟運機直接裝膠帶，大大簡化了井下生產工藝，提高了礦石運輸的自動化和連續化程度。

圖2　采場礦石裝運系統

[1]李壽山，嚴佳龍，高忠民，等.緩傾斜礦體井下膠帶運輸工藝探討[J].化工礦物與加工，2016(2)：55-57.

[2]吳愛祥，古德生，余佑林.我國地下金屬礦山連續開采技術的研究[J].金屬礦山，1998(7)：1-3.

[3]余南中，張志雄，郭枝新.膠帶斜井在金屬礦山及深井開拓中的應用和探討[J].中國礦業，2012(S)：560-565.

2016-04-06)

郭燕忠(1984—)，男，工程師，361006 福建省廈門市湖里區翔云三路128號。