礦山雙斜井施工設(shè)計(jì)與應(yīng)用

昝紅建，陳星明

(1.會理縣黑箐礦業(yè)有限責(zé)任公司, 四川會理縣 615100；2.西南科技大學(xué), 四川綿陽市 621000)

礦山雙斜井施工設(shè)計(jì)與應(yīng)用

昝紅建1，陳星明2

(1.會理縣黑箐礦業(yè)有限責(zé)任公司, 四川會理縣 615100；2.西南科技大學(xué), 四川綿陽市 621000)

黑箐銅礦因原礦平均品位下降及原礦量增加，原有主出礦運(yùn)輸提升系統(tǒng)已不能滿足礦山的發(fā)展需要，嚴(yán)重制約和影響了礦山的發(fā)展，急需重新設(shè)計(jì)。通過對礦山開采現(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析研究，采用雙斜井設(shè)計(jì)方案，以滿足礦山的發(fā)展需要，并以此實(shí)例，介紹雙斜井設(shè)計(jì)的參數(shù)及應(yīng)用，并進(jìn)行了總結(jié)分析，為同類礦山提供參考依據(jù)。

雙斜井；提升系統(tǒng)；擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能

1 礦山概況

黑箐銅礦礦體賦存于會理通安組白云石大理巖中,東南方向部分出露地表,礦巖中等穩(wěn)固,地表允許塌陷,豎井井口標(biāo)高+1852 m。井下現(xiàn)已開采到1700 m中段,采用淺孔留礦法開采礦房,中深孔回采礦柱,黑箐礦業(yè)原有產(chǎn)能為15萬t/a,原礦品位0.7%,隨著開采深度的增加及礦柱回采原礦品位下降嚴(yán)重,目前品位只有0.35%,但原礦量增加1.5 倍,原有的提升運(yùn)礦能力已不能滿足需要,急需重新設(shè)計(jì)。經(jīng)過方案對比,確定采用雙斜井提升方案,斜井運(yùn)輸采用單繩纏繞單鉤串車組提升,最終選址在20勘探線側(cè)。雙斜井位于礦體下盤,其礦體傾角45°～65°,走向NNW,傾向NE,井口距礦體邊界100 m,礦層上盤為碳質(zhì)鈣質(zhì)板巖、千枚巖,煌斑巖,下盤為石英石榴絹云片巖、千枚巖夾大理巖,巖石為中等堅(jiān)固,地表浮土層厚20～50 m,其間受斷層影響,風(fēng)化裂隙及巖溶、溶裂較為發(fā)育,施工有一定難度。地下水為裂隙充水基本降至1700 m中段以下,夏季多,冬季少,為大氣降水補(bǔ)給。

2 礦山提升運(yùn)輸能力現(xiàn)狀分析

黑箐銅礦原有提升運(yùn)輸系統(tǒng)為:一條老斜井延伸到1750 m中段,一條新斜井延伸到1700 m中段,規(guī)格為2.5 m×2.5 m,坡度為-24°,絞車為JT1.2單筒雙電阻提升絞車,兩條斜井提升能力800 t/d,隨著開采深度的延深現(xiàn)已到1700 m中段,老斜井出礦需從1700 m中段盲斜井中轉(zhuǎn),成本、管理費(fèi)用較高；新斜井由于礦柱回采工程已發(fā)生變形垮塌,嚴(yán)重影響運(yùn)輸出礦能力,安全隱患巨大；同時(shí)由于礦柱回采及1700 m中段原礦平均品位下降的雙重原因,現(xiàn)在原礦入選品位只有0.35%,但原礦量增加了1.5倍。針對這一突出現(xiàn)狀,及時(shí)做出調(diào)整,新開出礦井,報(bào)廢新老斜井,同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能改造,將原礦出礦能力提升為1600 t/d,新設(shè)計(jì)的雙斜井可滿足礦山提升運(yùn)輸出礦能力,1700 m中段平面見圖1。

圖1 1700m中段平面圖

3 雙斜井設(shè)計(jì)方案

3.1 方 案

雙斜井口選點(diǎn)坐標(biāo)為1號井口X:2915731.797, Y:34499937.698；2號井口X:2915724.124,Y: 34499931.260；井口高程為1890m。方位310°,雙斜井平行布置,相距10m,斷面2.5m×2.5m；20～30m處打一聯(lián)道,兼做躲硐,斜井坡度-24°,斜井長467m,高差189 m,落平點(diǎn)在1700 m中段,10勘探線～12勘探線之間,其落平點(diǎn)坐標(biāo)為:1號井X: 2916006.255,Y:34499610.587；2號井X: 2915998.595,Y:34499604.159；落平點(diǎn)高程1701 m；井底車場規(guī)格40 m×4.5 m×2.5 m,1700 m中段的2＃、3＃盲斜井礦石由運(yùn)輸聯(lián)道運(yùn)至車場,由斜井提升出井,3＃盲斜井至車場運(yùn)輸距離為146 m,2＃盲斜井至車場運(yùn)輸距離為412 m；在2＃盲斜井至車場間設(shè)計(jì)一錯(cuò)車道,規(guī)格60 m×5 m×2.5 m,在兩運(yùn)輸?shù)澜换ヌ幵O(shè)計(jì)雙車道,規(guī)格51 m×5 m×2.5 m,用岔間連接雙道即可兼做錯(cuò)車道；每列車串車15輛,3～7 t電機(jī)車牽引,鋼軌選型15 kg/m,礦車選型為0.75m3的側(cè)缷式；雙斜井選用JTp1.6提升絞車卷筒直徑為1.6 m,提速3.2 m/s,拉力45 kN,一次提升串車5輛；雙斜井鋼軌選用18 kg/m,地表甩車場及機(jī)修需要面積80×60m2,設(shè)計(jì)為人字甩車場；礦石直接倒入選礦料倉。

3.2 雙斜井提升能力驗(yàn)算

設(shè)計(jì)雙斜井提升能力為2500 t/d,單井為1250 t/d；一次提升循環(huán)時(shí)間為7min,一天工作按21 h計(jì)算,日提升次數(shù)為180次,一次提升礦石重量按5斗計(jì)為8 t,日提升礦石量為1440 t；雙斜井設(shè)計(jì)提升能力滿足出礦能力。

為達(dá)到日出礦2500 t/d的出礦能力,斜井長467 m,提升高度189 m,傾角-24°,礦山工作時(shí)間為三班24 h工作制,斜井絞車有效工作時(shí)間21 h,一次提升循環(huán)時(shí)間7 min。

3.3 絞車選型驗(yàn)算

一次提升礦石量8 t(提升速度3.2 m/s),小時(shí)提升8.5次,礦車容積0.75 m3,自重800 kg,5個(gè)(一次提升礦車組)4000 kg,則礦車組重載重量為12 t,鋼絲繩采用24.5(6T25+7×7)金屬繩芯,質(zhì)重2.29 kg/m,按500m計(jì),自重為1145 kg,則總重為13.145 t。

根據(jù)計(jì)算公式可得礦車組需平衡靜拉力為5.5 t,因此,選擇設(shè)備為JT-1.6型斜井單筒(機(jī)械調(diào)速)絞車,鋼軌18 kg/m,最大靜拉力為45 kN,提升速度3.2 m/s；容繩880 m,電機(jī)功率110 kW；當(dāng)斜井為24°時(shí),絞車最大靜拉力為11 t＞5.5 t,滿足需要。

3.4 雙斜井設(shè)計(jì)方案實(shí)施效果

雙斜井經(jīng)過11個(gè)月施工完成并通過驗(yàn)收。運(yùn)行的實(shí)際效果滿足1600 t/d的運(yùn)輸出礦提升能力；雙斜井的管理維護(hù)更加方便高效；同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、礦產(chǎn)資源的回收利用率,每年節(jié)約管理運(yùn)輸費(fèi)300萬元。

4 結(jié) 論

(1)通過對礦山采區(qū)的詳細(xì)勘察,為雙斜井的設(shè)計(jì)施工提供了準(zhǔn)確詳細(xì)的資料,并提供了強(qiáng)力的技術(shù)依據(jù)。

(2)雙斜井的設(shè)計(jì)施工的成功運(yùn)用,并取得良好效果,為礦山經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提升提供了良好的支持平臺。

(3)雙斜井的運(yùn)輸提升系統(tǒng)方案具有投資少、工期短、安全高效、施工工藝簡單、維護(hù)管理方便等技術(shù)上的優(yōu)勢,特別適合中小型礦山,可為類似礦山運(yùn)輸提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供借鑒。

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2015-04-12)

昝紅建(1968-)，男，四川成都人，大專，采礦工程師，主要從事采礦技術(shù)工作，Email:zuogei1290＠163.com。