豐山銅礦主溜井改造技術(shù)研究

程治華,彭家斌,劉曉亮

(1.大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽(yáng)新縣 435232;2.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012)

豐山銅礦主溜井改造技術(shù)研究

程治華1,彭家斌1,劉曉亮2

(1.大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽(yáng)新縣 435232;2.長(zhǎng)沙礦山研究院, 湖南長(zhǎng)沙 410012)

對(duì)豐山銅礦原主溜井破壞情況、附近工程布置、底部轉(zhuǎn)運(yùn)工程進(jìn)行了分析。結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際,確定了溜井改造方案,提出了給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)方案、溜井直通礦倉(cāng)方案兩個(gè)新溜井系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)備選方案。通過(guò)對(duì)比和分析,選定溜井直通礦倉(cāng)方案為豐山銅礦主溜井改造方案。

主溜井改造;直通礦倉(cāng)轉(zhuǎn)運(yùn);給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn);豐山銅礦

1 概 述

豐山銅礦原主溜井于1990年設(shè)計(jì),1996年投產(chǎn),直徑5m。經(jīng)過(guò)近10a的使用,溜井井壁垮塌,井筒被刷大為原來(lái)的數(shù)倍,井筒斷面最大跨度達(dá)15 m,最小也達(dá)9m,見(jiàn)圖1(虛線表示破壞之前原主溜井?dāng)嗝?。2007年豐山銅礦對(duì)主溜井垮塌情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),并用鋼筋混凝土砌筑修復(fù)。2008年4月底,發(fā)現(xiàn)中段溜井聯(lián)絡(luò)道位置有垮塌痕跡。豐山銅礦組織人員對(duì)溜井垮塌再次進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,溜井垮塌范圍較修復(fù)前增大,并有進(jìn)一步增大的可能。該主溜井為豐山銅礦的唯一生產(chǎn)供礦井,為保證豐山銅礦生產(chǎn),必須采取有效措施阻止該主溜進(jìn)一步破壞。

圖1 主溜井破壞范圍復(fù)合圖

2 溜井改造方案選擇

為減少溜井改造工程量,應(yīng)優(yōu)先考慮使用鋼筋混凝土修復(fù)受破壞的主溜井,恢復(fù)主溜井功能。主溜井修復(fù)時(shí)要將溜井內(nèi)貯滿礦石,邊放礦邊修復(fù),自上而下進(jìn)行。由于豐山銅礦原主溜井破壞后的斷面積是原來(lái)的3倍多,且溜井壁圍巖松動(dòng),如果要達(dá)到較好的修復(fù)效果,必須投入大量的人力物力財(cái)力,施工復(fù)雜、難度大、成本高,修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。并且在溜井修復(fù)期間,礦山不能生產(chǎn)放礦,影響生產(chǎn)。之前使用鋼筋混凝土修復(fù)原主溜井的效果并不理想。由于溜井破壞,-260m卸礦繞道東段部分已經(jīng)垮塌,破壞邊界距主井最短距離小于8m。

為保證原主溜井附近已有工程不再受到破壞,決定在原主溜井西側(cè)重新開(kāi)鑿一條新的溜井,并將原主溜井回填。新溜井系統(tǒng)在滿足一般溜井安全生產(chǎn)要求的同時(shí),還需要滿足礦山實(shí)際生產(chǎn)要求:

(1)新溜井系統(tǒng)必須利用原溜井下部的礦倉(cāng)及破碎系統(tǒng);

(2)新溜井必須經(jīng)久耐用,保證-200,-260m中段卸礦,避免破壞-320m卸礦系統(tǒng),保證礦山下部延伸生產(chǎn)出礦;

(3)新溜井溜礦能力要能夠滿足礦山擴(kuò)產(chǎn)需要;

(4)新溜井施工過(guò)程要盡量減少對(duì)礦山生產(chǎn)的影響。

3 溜井轉(zhuǎn)運(yùn)方案選擇

豐山銅礦多中段同時(shí)開(kāi)采,-150,-200,-260 m中段礦石通過(guò)斜溜道放入原主溜井,然后通過(guò)-320m礦石轉(zhuǎn)載站放入上部礦倉(cāng);-320m中段卸礦硐室位于上部礦倉(cāng)正上方,礦石直接放入上部礦倉(cāng),見(jiàn)圖2。原主溜井的結(jié)構(gòu)形式為多中段卸礦單段垂直溜井。

新主溜井不位于上部礦倉(cāng)正上方,溜井礦石必須通過(guò)轉(zhuǎn)載放入上部礦倉(cāng),結(jié)合礦山實(shí)際情況,提出給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)和直通礦倉(cāng)兩轉(zhuǎn)運(yùn)方案。

圖2 原主溜井底部轉(zhuǎn)運(yùn)站

3.1 給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)方案

在距離-320m中段卸礦硐室底板向下10m的水平,即-330m水平開(kāi)鑿轉(zhuǎn)運(yùn)巷。新溜井內(nèi)礦石通過(guò)振動(dòng)放礦機(jī)放到板式給料機(jī),由板式給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至上部礦倉(cāng),。-330m礦石轉(zhuǎn)運(yùn)巷頂板距離-320m中段卸礦硐室底板的最小距離大于7m,且使用噴錨網(wǎng)支護(hù),能夠保證-320m卸礦硐室不受破壞,見(jiàn)圖3。

圖3 板式給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)礦石方案

3.2 直通礦倉(cāng)方案

新溜井內(nèi)的礦石通過(guò)斜溜道直接放入礦倉(cāng)。如果斜溜道傾角大,溜井通往礦倉(cāng)的斜溜道與礦倉(cāng)交點(diǎn)離礦倉(cāng)底太近,礦倉(cāng)有效體積很小;如果斜溜傾角小,轉(zhuǎn)運(yùn)道內(nèi)礦石容易堵塞,且斜溜道與轉(zhuǎn)運(yùn)道之間巖層太薄,造成-320m卸礦硐室安全隱患。綜合考慮以上問(wèn)題,提出溜井直通礦倉(cāng)方案,即在-320 m溜井底部開(kāi)鑿一條和上部礦倉(cāng)相連的斜溜道,加大斜溜道斷面,溜井通過(guò)斜溜道直接連通上部礦倉(cāng)底部,見(jiàn)圖4。

3.3 方案比較

轉(zhuǎn)運(yùn)方案的比較見(jiàn)表1。

板式給料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)方案系統(tǒng)復(fù)雜,工程造價(jià)高,運(yùn)行成本高;溜井直通方案,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工程造價(jià)低。綜合考慮豐山銅礦安全生產(chǎn)、礦山擴(kuò)產(chǎn)要求、溜井附近工程地質(zhì)條件、已有工程等因素,確定“溜井直通方案”為豐山銅礦溜井改造方案。

圖4 溜井直通礦倉(cāng)轉(zhuǎn)運(yùn)方案

表1 轉(zhuǎn)運(yùn)方案的比較

4 總 結(jié)

由于所處圍巖地質(zhì)條件差,豐山銅礦原主溜井經(jīng)長(zhǎng)期放礦井筒垮塌嚴(yán)重。此溜井為豐山銅礦唯一供礦井,溜井系統(tǒng)改造迫在眉睫。通過(guò)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析,決定在原主溜井附近開(kāi)鑿一條新的溜井,并通過(guò)斜溜道將礦石放入礦倉(cāng)。直通礦倉(cāng)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工程造價(jià),運(yùn)行成本低;新溜井施工對(duì)礦山生產(chǎn)影響時(shí)間短,且能夠滿足礦山擴(kuò)產(chǎn)及下部延伸開(kāi)采的需要。

[1]程治華,等.豐山銅礦開(kāi)拓工程的優(yōu)化[J].采礦技術(shù),2004,4(4):12～13.

[2]周昌達(dá),等.井巷工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1979,8.

[3]張富民,等.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)井巷工程卷(下冊(cè))[M].北京:中國(guó)建筑出工業(yè)版社,1987,12.

2009-10-29)

程治華(1971-),男,湖北武穴人,碩士,工程師,主要研究方向是質(zhì)量、技術(shù)管理。