肖艷芬

(大冶有色金屬公司銅綠山礦技術(shù)科, 湖北大冶市 435101)

銅綠山銅鐵礦二期工程回顧

肖艷芬

(大冶有色金屬公司銅綠山礦技術(shù)科, 湖北大冶市 435101)

銅綠山銅鐵礦二期工程建設(shè)從 1985年正式開工,經(jīng)歷了初步設(shè)計(jì)中大露天開采項(xiàng)目的建設(shè)和修改初步設(shè)計(jì)中的井下開采項(xiàng)目的建設(shè),歷時(shí) 14年,至 1998年建成試生產(chǎn)。投產(chǎn) 10多年來,礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成果相當(dāng)可觀:1998～2010年銅綠山礦共完成采礦量1089.75萬 t,生產(chǎn)礦山銅 151591 t,為銅綠山礦的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮了積極作用。

銅綠山銅鐵礦;二期工程;開拓系統(tǒng);充填系統(tǒng);運(yùn)輸系統(tǒng)

銅綠山銅鐵礦二期工程地下開采的對(duì)象主要是Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體和Ⅺ號(hào)礦體,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 2500 t/d,開采深度從 -245～-365 m,由于一期工程和二期工程沒有及時(shí)銜接,為維持井下產(chǎn)量,銅綠山礦在 -185 m中段和 -245 m中段間設(shè)計(jì)開掘了盲斜井和盲措施井,利用一期工程對(duì) -245 m中段部分礦石進(jìn)行了開采。

1 開拓系統(tǒng)

二期工程地下開拓方式為上盤豎井開拓,開拓工程有主井、副井,一期工程管纜井、充填系統(tǒng)、部份排水系統(tǒng)繼續(xù)沿用,主、副井及工業(yè)場(chǎng)地位于選礦中碎車間旁邊。二期工程中段高度為 60 m,設(shè) -245,-305,-365 m 3個(gè)運(yùn)輸中段。

主、副井信號(hào)通訊系統(tǒng)采用電視監(jiān)視、普通電話、聲光信號(hào)、泄漏式電纜報(bào)話通訊及提升鋼絲繩聯(lián)絡(luò)通訊等多種信號(hào)、通訊系統(tǒng)并用的方式,確保了信號(hào)系統(tǒng)的安全可靠。

1.1 主井

主井井筒凈直徑為Φ4.5 m,混凝土支護(hù),支護(hù)厚度為 300 mm,井口地面標(biāo)高為 +26.5 m,井底標(biāo)高為 -500 m,井深為 527 m。井筒內(nèi)配帶平衡錘 8 m3單箕斗,箕斗卸載礦倉(cāng)頂部標(biāo)高為 +36.5 m,機(jī)車卸礦最低中段標(biāo)高為 -365 m,箕斗裝載標(biāo)高為 -460.205 m。主井井架為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),井塔高62 m,采用 JK M2.8×6塔式 6繩摩擦式提升機(jī),732 kW電機(jī)直流拖動(dòng),設(shè)計(jì)提升能力為 3000 t/d,提升系統(tǒng)采用微機(jī)數(shù)字控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程序操作,于 1998年 12月建成投入試生產(chǎn)。

1.2 副井

副井井筒凈直徑為Φ5.5 m,混凝土支護(hù),支護(hù)厚度為 300 mm,井口地面標(biāo)高為 +27 m,井底標(biāo)高為 -528 m,井深為 555 m,副井井筒與各中段通過馬頭門連通,井架為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),井塔高 35 m,井筒內(nèi)配 4200×2175帶平衡錘罐籠,采用 JK M2.8×4塔式 4繩摩擦式提升機(jī);為了提升運(yùn)輸?shù)姆奖?井筒內(nèi)還配置了 1190×930帶平衡鍾交通罐籠,采用 75 kW多繩提升系統(tǒng),載重 1 t,罐籠主要用于提升人員、材料和設(shè)備,可以升降 3.8 m3鏟運(yùn)機(jī)的拆卸大件,于 1995年 4月建成投入試生產(chǎn)。

2 運(yùn)輸系統(tǒng)

在主井旁邊設(shè)有礦石集中溜井和廢石集中溜井,礦石集中溜井直徑為Φ3 m,廢石集中溜井直徑為Φ2.5 m,均與 -245,-305,-365 m中段卸載站連通。井下破碎硐室布置在 -425 m水平,內(nèi)設(shè)900×1200顎式破碎機(jī)。

2.1 礦石運(yùn)輸

井下各中段 (-245,-305,-365 m中段)的礦石經(jīng)振動(dòng)出礦漏斗裝礦車后,在本中段由架線式電機(jī)車?yán)街骶赃叺男兜V硐室卸載,經(jīng)集中溜井下放到 -425 m水平的破碎硐室,經(jīng)破碎后下放至碎礦倉(cāng),然后通過 -452 m水平皮帶輸送機(jī)輸送至計(jì)量硐室,最后由箕斗經(jīng)主井提升到地表,由皮帶輸送機(jī)直接送進(jìn)選廠中碎車間的中碎圓錐破碎機(jī)。

2.2 廢石運(yùn)輸

廢石運(yùn)輸同礦石運(yùn)輸相似,廢石從振動(dòng)出碴漏斗裝車后,用架線式電機(jī)車?yán)叫遁d硐室卸載至廢石溜井直接下放到 -425 m廢石倉(cāng),經(jīng)給料膠帶輸送機(jī)、計(jì)量漏斗裝入箕斗提升至地表,再用汽車運(yùn)至排土場(chǎng)。

3 通風(fēng)系統(tǒng)

銅綠山銅鐵礦二期工程坑內(nèi)通風(fēng)采用中央進(jìn)風(fēng)、南北風(fēng)井抽風(fēng)的中央對(duì)角式通風(fēng)方式;南、北風(fēng)機(jī)均安裝在坑內(nèi)。南風(fēng)井井筒直徑為Φ3.5 m,采用2K56-1NO.24D礦井軸流風(fēng)機(jī) (190 kW);北風(fēng)井井筒直徑為Φ4.0 m,采用 DK40NO19風(fēng)機(jī) (2×110 kW);作為緊急安全出口之一,北風(fēng)井內(nèi)設(shè)有人行梯子間。

井下新鮮風(fēng)流由副井進(jìn)入各中段平巷,由人行濾水井進(jìn)入各工作面,洗涮工作面后的污風(fēng)從充填井排至上中段回風(fēng)巷,由南北風(fēng)井排出地表。獨(dú)頭掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)采用局扇強(qiáng)制通風(fēng)。

4 壓縮空氣和供水系統(tǒng)

井下各類鑿巖機(jī)、風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)均以壓縮空氣作為動(dòng)力,壓縮空氣總需求量約為 150 m3/min,在副井井口附近建有壓縮空氣機(jī)房,壓縮空氣經(jīng)無縫鋼管輸送至井下各中段。

坑內(nèi)鑿巖、防塵及消防用水約為 1250 m3/d,在地表建有 3000 m3高位水池對(duì)井下排水回收利用,生產(chǎn)用水由地表高位水池Φ102×4鋼管經(jīng)副井下到各中段。由于采礦中段至地表高位水池高差大,水壓高,在各中段馬頭門處安裝有減壓閥減壓,以將水壓降至所需的壓力。

5 排水和排泥系統(tǒng)

銅綠山銅鐵礦二期工程坑內(nèi)布置有 2座水泵房,其中 -245 m水泵房安裝有D500A-57×6型水泵 6臺(tái) (總排水量 Q=450 m3/h),廢水經(jīng)管纜井直接排至地表,最大排水能力達(dá) 48000 m3/d,主要攔截排除 -245 m及上部涌水;-365 m水泵房設(shè)有 5臺(tái) 250D-60x8型水泵 (總排水量 Q=450 m3/h,H=480 m),經(jīng)副井直接排至地表,最大排水能力為36000 m3/d;井下 2個(gè)水泵房的最大總排水能力為84000 m3/d。

目前,-365 m中段水泵房日均排水量約為1800 m3,由副井排至地面高位水池,經(jīng)澄清后供井下生產(chǎn)用水;-245 m中段水泵房日均排水量約為1200 m3,由管纜井排至地面后流入小清河,沒有回收利用。

副井 -532 m井底水窩水泵負(fù)責(zé)排除主井和副井井底水窩的水,水泵安裝在副井的井底,主井井底水窩的水通過粉礦回收巷道流向副井井底水窩。井底水窩的水由井底水窩水泵排到 -365 m水倉(cāng),再由主泵房水泵排出地表。

由于泥沙水易造成坑道污染,影響運(yùn)輸,增加排水設(shè)備的磨損,故在巷道和水倉(cāng)前設(shè)置有沉淀池,用鏟運(yùn)機(jī)清泥,水倉(cāng)采用人工清泥;在粉礦回收巷道的水溝旁也設(shè)有沉淀池,沉淀池中的泥由人工清理。

6 充填系統(tǒng)

銅綠山銅鐵礦二期工程設(shè)有 2套充填系統(tǒng),其中 1套為全尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng),1套為膏體泵送充填系統(tǒng)。

為了保護(hù)銅綠山銅鐵礦區(qū)的古礦遺址,盡量減少地表的沉降,以及保證采場(chǎng)的充填接頂,投資1300萬設(shè)計(jì)建成了國(guó)際先進(jìn)的膏體泵送充填系統(tǒng)。

全尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)充填井布置在Ⅲ號(hào)礦體的上盤,地表標(biāo)高為 +40 m,井底的標(biāo)高為 -185 m,井筒直徑為Φ2.5 m,采用全尾砂作為充填料,充填能力能滿足礦山 1500 t/d采礦生產(chǎn)能力的需要。

膏體泵送充填系統(tǒng)全尾砂經(jīng)過Φ15 m高效濃密池濃密、3臺(tái) 32 m2全自動(dòng)立式壓濾機(jī)過濾,然后和爐渣、水泥一起攪拌,由引進(jìn)的2套KSP80HD雙缸柱塞泵泵送到采場(chǎng)進(jìn)行充填。

7 采礦方法

根據(jù)礦體不同區(qū)段的開采條件,二期工程地下開采選用的采礦方法為:Ⅲ號(hào)礦體 5～11線礦體厚大,下盤圍巖破碎,選用機(jī)械化盤區(qū)上向分層進(jìn)路膠結(jié)充填法,5線以南礦體傾角較陡,選用 VCR法;Ⅳ號(hào)礦體采用上向分層膠結(jié)充填法,采用脈外采準(zhǔn)方式,機(jī)械化作業(yè)。

Ⅲ號(hào)礦體 5～11線盤區(qū)開采采用 H127雙臂鑿巖臺(tái)車鑿巖,電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦,采場(chǎng)生產(chǎn)能力為 500 t/d。

VCR法采場(chǎng)垂直走向布置,礦房礦柱寬度均為10 m,采用Simba261潛孔鉆機(jī)鑿巖,由電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)利用平底和斗狀相結(jié)合的底部結(jié)構(gòu)出礦,采場(chǎng)綜合生產(chǎn)能力為 300 t/d。

垂直走向上向分層膠結(jié)充填法采場(chǎng)寬度為 10 m,采用 YT-27氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖、電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦 ,YG-80鉆機(jī)打長(zhǎng)錨索進(jìn)行采場(chǎng)護(hù)頂。采場(chǎng)生產(chǎn)能力為 120 t/d。

8 結(jié) 語

銅綠山銅鐵礦二期工程建成投產(chǎn)后,礦山生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成果相當(dāng)可觀:1998～2010年銅綠山礦共完成采礦量 1089.75萬 t,生產(chǎn)礦山銅 151591 t,為銅綠山礦的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮了積極作用。

[1] 北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院.銅綠山礦二期工程“修改初步設(shè)計(jì)”[R].北京:北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院,1992.

[2] 吳 偉.銅綠山礦三期工程設(shè)計(jì)與建設(shè) [J].采礦技術(shù),2011,11(2).

[3] 汪茂華,成 涌.銅綠山高分段中深孔充填采礦方法的爆破工藝技術(shù)[J].采礦技術(shù),2010,10(2).

[4] 張富民,等.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè):井巷工程卷 [M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1987.

[5] 楊耀亮,鄧代強(qiáng),惠 林,等.深部高大采場(chǎng)全尾砂膠結(jié)充填理論分析[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2007,27(4).

[6] 高 泉,譚幼媛.高濃度全尾砂膠結(jié)充填料膠結(jié)機(jī)理研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),1995,15(2).

[7] 譚幼媛.高濃度漿體輸送特性的研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),1995,15(2).

2011-06-02)

肖艷芬 (1964-)女,湖北大冶人,工程師,主要從事采礦工程技術(shù)研究。