淺析某銀礦礦山總圖設(shè)計(jì)

王建偉，吳林鋒

(昆明有色冶金設(shè)計(jì)研究院股份公司，云南 昆明 650000)

0 引 言

礦產(chǎn)是目前社會(huì)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)資源，而礦山工程是礦產(chǎn)開采的關(guān)鍵。礦山工程設(shè)計(jì)過程中，涉及采礦、選礦、尾礦等諸多環(huán)節(jié)，能保證礦山工程有效開采的前提是科學(xué)合理的總圖設(shè)計(jì)方案。總圖設(shè)計(jì)人員在礦山工程設(shè)計(jì)中不僅要熟悉礦山生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)及生產(chǎn)工藝，還要充分了解礦區(qū)自然條件及現(xiàn)狀，結(jié)合自身專業(yè)知識(shí)，靈活運(yùn)用相關(guān)規(guī)范，將各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)銜接起來，才能實(shí)現(xiàn)總圖布置的合理及生產(chǎn)順暢。作者以某銀礦礦山選廠設(shè)計(jì)為例，根據(jù)地形地貌對(duì)該選廠進(jìn)行了總圖設(shè)計(jì)。

1 區(qū)域概況

某銀礦位于云南省，礦區(qū)呈近南北走向，南北長(zhǎng)5.26 km，東西平均寬1.27 km，面積6.7 km2。自北向南劃分為彎腰樹、觀音山、黃珙山、老君山4個(gè)礦段。該次采礦范圍主要為觀音山礦段(6～12勘探線)。礦區(qū)地勢(shì)總體西高東低，標(biāo)高2 613～1 274 m，相對(duì)高差達(dá)1 339 m，礦區(qū)山高谷深，地形陡峻，坡度多在30°～40°，屬侵蝕構(gòu)造高中山峽谷地貌。礦區(qū)主要風(fēng)向?yàn)镹NE向。根據(jù)GB18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)劃圖》，礦區(qū)所在地的反應(yīng)譜特征周期值為0.45 s，峰值加速度為0.15 g。

2 礦區(qū)建設(shè)條件

擬建選廠位于沙樂公路的南側(cè)，供水點(diǎn)為龍泉河位于礦區(qū)東側(cè)，電源來自礦區(qū)東北側(cè)的龍頭山鎮(zhèn)，生活福利設(shè)施考慮新建，因選廠離龍頭山鎮(zhèn)較近，機(jī)修設(shè)施及倉(cāng)庫(kù)公輔等可依托此鎮(zhèn)。

3 礦山生產(chǎn)工藝分析

礦山生產(chǎn)規(guī)模：18萬t/a。礦山生產(chǎn)服務(wù)年限：基建期3 a，生產(chǎn)期13 a。

3.1 采礦工藝

觀音山礦段(6～12勘探線)采用地下開采方式，由混合豎井提升礦石和廢石，礦石和廢石經(jīng)罐籠提升出地表坑口后，礦石送至選廠原礦倉(cāng)，廢石排至廢石卸載場(chǎng)再轉(zhuǎn)運(yùn)至排土場(chǎng)。

3.2 選礦工藝

選礦工藝主要有碎礦、磨礦、選別、精礦脫水，礦石由原礦倉(cāng)進(jìn)入二段閉路碎礦系統(tǒng)，由皮帶運(yùn)輸至兩段閉路磨礦系統(tǒng)，再進(jìn)入選別系統(tǒng)經(jīng)一次分離磨礦、一分離粗選三分離掃選二分離精選，經(jīng)濃縮過濾兩段脫水后精礦由汽車外運(yùn)，尾礦由管道泵送至尾礦庫(kù)。

4 總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)

總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容有礦山總圖設(shè)計(jì)、總平面布置、豎向設(shè)計(jì)，這三者密切聯(lián)系，不可分割。

4.1 設(shè)計(jì)原則

1)總平面布置保證生產(chǎn)工藝流暢。

2)根據(jù)現(xiàn)有地形，對(duì)接工藝專業(yè)，依山就勢(shì)進(jìn)行布置，減少土石方量。

3)排土場(chǎng)盡量靠近地表坑口和選廠，降低運(yùn)輸費(fèi)用。

4)保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。

4.2 各個(gè)場(chǎng)地選址設(shè)計(jì)

1)采礦工業(yè)場(chǎng)地：采礦工業(yè)場(chǎng)地位于沙樂公路南側(cè)，緊鄰選廠布置在其西側(cè)。主要布置混合豎井和35 kV總降壓站。

2)選礦工業(yè)場(chǎng)地：選廠所在地按坡度分為兩種，一種地形平均坡度在24°左右，適宜建設(shè)；另一種地形平均坡度在42°左右，不適宜建設(shè)。適宜建設(shè)用地范圍南北向長(zhǎng)度約220 m，東西向長(zhǎng)度約100 m。

3)排土場(chǎng)：結(jié)合現(xiàn)有地形及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，排土場(chǎng)分為2個(gè)，1#排土場(chǎng)位于選廠的西北側(cè)方向，距選廠直線距離約0.2 km。2#排土場(chǎng)位于回風(fēng)豎井工業(yè)場(chǎng)地的南側(cè)，距回風(fēng)豎井工業(yè)場(chǎng)地直線距離約0.7 km。

4)尾礦庫(kù)：尾礦庫(kù)布置在選廠西南側(cè)的箐溝內(nèi)，距選廠直線距離約1 km。

5)生活辦公區(qū)：生活辦公區(qū)緊鄰選廠布置其北側(cè)的開闊地帶。

6)炸藥庫(kù)：考慮到炸藥庫(kù)的特殊性，及坑口周邊沒有合適的位置進(jìn)行布置，礦山建設(shè)生產(chǎn)所用炸藥考慮外購(gòu)。

總體布置圖見圖1。

圖1 總體布置圖Fig.1 General layout

4.3 主要場(chǎng)地總圖布置

4.3.1 采礦工業(yè)場(chǎng)地平面及豎向布置

混合豎井工業(yè)場(chǎng)地場(chǎng)地標(biāo)高為1 760 m，布置有混合豎井和35 kV總降壓站，面積2 682 m2。

坑口工業(yè)場(chǎng)地場(chǎng)地標(biāo)高為1 710.00 m，坑口工業(yè)場(chǎng)地布置有材料發(fā)放庫(kù)、坑口值班調(diào)度室及安全檢查室、公共廁所等，面積3 926 m2。

4.3.2 選礦工業(yè)場(chǎng)地平面及豎向布置

除了工藝專業(yè)必須的主生產(chǎn)車間及構(gòu)筑物，就近布置配套輔助車間，如：選礦變電所、廠前回水泵站調(diào)節(jié)池、廠前回水加壓泵站調(diào)節(jié)池、尾礦底流泵站、公共廁所。依據(jù)工藝流程自東向西大致分為6個(gè)臺(tái)階布置，各臺(tái)階以擋土墻+護(hù)坡銜接。

臺(tái)階1，高程1 710.00 m，布置原礦倉(cāng)，面積30 m2；

臺(tái)階2，高程1 702.55 m，布置破碎篩分車間，面積1 545 m2；

臺(tái)階3，高程1 692.55 m，布置粉礦倉(cāng)，面積1 202 m2；

臺(tái)階4，高程1 685.55 m和1 682.55 m，布置磨浮車間，面積4 360 m2，其中一期面積2 680 m2，二期面積1 680 m2；

臺(tái)階5，高程1 670.55 m，布置濃密機(jī)，面積2 501 m2；

臺(tái)階6，高程1 660.55 m和1 655.55 m，布置脫水車間，面積2 171 m2；

充填系統(tǒng)包含水泥倉(cāng)和充填制備站，單獨(dú)布置在高程1 656.00 m和1 650.00 m，面積1 650 m2。

各臺(tái)階排水采用明溝與地表徑流散排結(jié)合方式。

4.3.3 其他公輔設(shè)施總圖布置

其他公輔設(shè)施位于坑口北側(cè)，分為2個(gè)臺(tái)階進(jìn)行布置。

臺(tái)階1，高程1 736.00 m，布置生產(chǎn)新水高位水池、廠前回水高位水池，面積1 578 m2；

臺(tái)階2，高程1 733.00 m，布置清水調(diào)節(jié)池、涌水處理設(shè)備房、空壓機(jī)站，面積1 525 m2。

4.3.4 生活辦公區(qū)總圖布置

根據(jù)地形，生活辦公區(qū)分為2個(gè)臺(tái)階進(jìn)行布置。

臺(tái)階1，高程1 737.00 m，布置綜合辦公樓，面積1 651 m2；

臺(tái)階2，高程1 730.00 m，布置單身宿舍、食堂、浴室、清水調(diào)節(jié)池、生活污水調(diào)節(jié)池及污泥消化池等，面積3 389 m2。

雨水通過地表徑流及局部排水溝引導(dǎo)，流至東側(cè)溝谷。

總平面及豎向布置圖見圖2。

圖2 總平面及豎向布置圖Fig.2 General and Vertical Layout

4.4 礦山運(yùn)輸設(shè)計(jì)

4.4.1 外部運(yùn)輸

外部運(yùn)輸采用公路運(yùn)輸，以公路運(yùn)輸進(jìn)出礦區(qū)。企業(yè)所有進(jìn)出礦區(qū)的物資運(yùn)輸均考慮委托地方運(yùn)輸或自行運(yùn)輸。委托地方運(yùn)輸后，企業(yè)除了對(duì)公路稍加改善保證行車外，企業(yè)就不需要進(jìn)行任何投資。對(duì)企業(yè)不但可節(jié)省大量的投資，可減少職工人數(shù)和生活福利設(shè)施的建設(shè)。

4.4.2 內(nèi)部運(yùn)輸

企業(yè)內(nèi)部主要運(yùn)輸物資及運(yùn)輸方式如下：

原礦：由電機(jī)車運(yùn)至豎井井底車場(chǎng)，經(jīng)罐籠提出地表，經(jīng)600 mm窄軌鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)至選廠的原礦倉(cāng)。

廢石：廢石經(jīng)混合豎井提至1 710坑口工業(yè)場(chǎng)地，再運(yùn)至1#排土場(chǎng)。

各種材料及備品備件：從魯?shù)榭h運(yùn)至混合豎井工業(yè)場(chǎng)地和回風(fēng)豎井工業(yè)場(chǎng)地，每日運(yùn)量不等，采用礦山自備載重汽車根據(jù)需要分送。

人員：采用礦山通勤車負(fù)責(zé)接送工人上班。

生活物資：礦區(qū)所需的各種生活物資，均依托龍頭山鎮(zhèn)市場(chǎng)供給，這樣有利于地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也減輕了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

4.4.3 道路設(shè)計(jì)

道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GBJ22—87《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。礦石產(chǎn)量221.18萬t，廢石總量75.43萬t，其中基建期(3 a)外排廢石量26.17萬t，生產(chǎn)期(13 a)外排廢石量49.26萬t。

根據(jù)運(yùn)量和企業(yè)等級(jí)，確定選廠主干道為雙車道路面，路面寬7.0 m，總長(zhǎng)1 046 m。次干道為單車道路面，路面寬5.0 m，總長(zhǎng)為1 178 m。道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

4.5 存在問題

因自然地形較陡，用地范圍限制，該工程用地布置較緊湊，工程量較大，投資高。同時(shí)，2#排土場(chǎng)在業(yè)主提供地形圖之外，下一階段補(bǔ)充2#排土場(chǎng)地形。

5 結(jié) 語

總之，總圖專業(yè)設(shè)計(jì)師在礦山工程設(shè)計(jì)中，需縱覽全局，以采、選礦工藝流程為中心，因地制宜，將物料運(yùn)輸設(shè)施及生產(chǎn)輔助設(shè)施密切結(jié)合起來，以確保選廠用地節(jié)約、安全高效，總圖布置緊湊合理，物流順暢。