某礦山開拓系統(tǒng)的方案選擇

苑雪超，莊永曉

（中國瑞林工程技術股份有限公司，江西南昌 330038）

某鎢礦山為改擴建礦山，原設計采選能力33×104t/a，實際生產能力24×104t/a。開拓方式為平硐+主、副豎井+盲斜井聯(lián)合開拓， 中段劃分為+90 m、+40 m、-10 m、-60 m、-110 m 和-160 m 中段。主井為箕斗井，井筒斷面為方形，斷面規(guī)格2.2 m×4.8 m，井口標高+336 m、最低服務-60 m 中段，-110 m 和-160 m 中段礦石通過盲斜井導段提升至-60 m 中段后倒運至主井；副井為罐籠井，采用單繩落地提升、雙罐籠配平衡錘提升，罐道為鋼絲繩罐道，同時作為進風井，由于偏斜率較大，向下延伸已無可能；主、副井均與+289 m 平硐連通，井下礦石、廢石、人員、材料均由+289 m 主平硐進出。 目前，-160 m 中段以上礦體按現有生產規(guī)模只能服務3～4 a，生產銜接已成為礦山面臨的緊迫問題。根據礦山提供的詳查報告，礦區(qū)深部-160 m～-410 m 仍有可觀的資源量， 礦體為脈狀急傾斜礦體。

1 礦山開拓方案的介紹

為開采礦區(qū)深部資源，需對開拓系統(tǒng)進行深部延伸。根據礦體賦存條件，采礦方法沿用礦山目前采用的淺孔留礦法，中段運輸采用沿脈單軌運輸。 按1 000 t/d（33×104t/a）規(guī)模計算，考慮采礦損失貧化后，服務年限為9 年。礦山現有選廠能滿足1 000 t/d（33×104t/a）規(guī)模要求，廢石場及尾礦庫可以滿足服務年限內的排廢和排尾要求。因此，利用原有的選廠、廢石場、尾礦庫等設施。 結合礦體賦存狀態(tài)、開采技術條件、礦區(qū)地形地貌、礦山現有開拓系統(tǒng)等因素，本文對3 種開拓方案進行分別介紹。

1）方案Ⅰ：延深主井+新增副井開拓方案。

將原主井原位延深，若要服務-410 m 深部礦體開采，需將井筒延深至-510 m，滿足1 000 t/d 提升能力。同時，將井筒內現有1.5 m3雙箕斗更換為2 m3雙箕斗。新掘副井凈直徑Φ5.0 m，井口標高+310 m，井底標高-540 m，井深850 m，罐籠副井主要承擔廢石及人員、材料等的提升任務。礦石由主井箕斗提升至地表，在地表卸入地下礦倉，然后通過+289 m 主平硐由現有電機車運輸系統(tǒng)運往選礦廠。廢石由副井罐籠從各中段提至+289 m 主平硐，由地面電機車運往廢石場，副井同時作為粉礦回收井。新鮮風從副井進入各個中段，排水管布置在副井中。 開拓系統(tǒng)見圖1。

圖1 方案Ⅰ開拓系統(tǒng)

2）方案Ⅱ：新增主、副井開拓方案。

主、副井位置設在礦區(qū)東北部工業(yè)場地，主井凈直徑Φ4.0 m，井口標高+310 m，井底標高-510 m，井深820 m，井筒內裝配5 m3單箕斗配平衡錘，箕斗主井承擔1 000 t/d 礦石提升任務。 副井凈直徑Φ5.0 m，井口標高+310 m，井底標高-540 m，井深850 m，井筒內裝配4 200 mm×1 450 mm 雙層單罐籠帶平衡錘，罐籠副井主要承擔廢石及人員、材料等的提升任務。礦石由主井箕斗提升至地表，在地表卸入地下礦倉，然后通過+289 m 主平硐運往選廠。 廢石由副井罐籠提至+289 m 主平硐， 由地面電機車運往廢石場。副井同時作為粉礦回收井。新鮮風從副井進入各個中段，排水管布置在副井中。 開拓系統(tǒng)圖見圖2。

圖2 方案Ⅱ開拓系統(tǒng)

3）方案Ⅲ：新增混合井開拓方案。

混合井位置設在礦區(qū)東北部工業(yè)場地，井筒凈直徑Φ6.0 m，井口標高+310 m，井底標高-510 m，井深820 m。 井筒內配置2 套提升設備，1 套為6.3 m3箕斗配4 200 mm×1 450 mm 雙層罐籠，為主要提升系統(tǒng)，其中箕斗和罐籠之間設玻璃鋼隔板用來保證通風質量和運行安全；另1 套為1 100 mm×850 mm交通罐籠配2.3 t 平衡錘，為輔助提升系統(tǒng)。 其中，主提升系統(tǒng)中箕斗承擔1 000 t/d 礦石提升任務，罐籠承擔廢石及人員、材料等的提升任務，井下各中段礦石由混合井箕斗提升至地表，在地表卸入地下礦倉，然后通過+289 m 主平硐運往選廠。 廢石由混合井罐籠提至+289 m 主平硐， 由地面電機車運往廢石場。井底粉礦經粉礦回收斜井提至-410 m 水平后卸入主溜井。 交通罐一般用于零星人員的上下提升和主提升設備檢修時人員進出。 混合井同時作為井下安全通道和主要進風口。 新鮮風從混合井進入各個中段，排水管布置在混合井中。 開拓系統(tǒng)圖見圖3。

圖3 方案Ⅲ開拓系統(tǒng)圖

2 開拓方案的比選

以上3個開拓方案進行比較，詳見表1。

由表1 中可知：1）方案Ⅰ充分利用原有井筒，節(jié)省了井筒工程量， 且地表工業(yè)場地占地面積相對較少。但是其也存在很多缺點，首先主井延深時影響現有生產，當鎢價位在高位運行時，將影響公司整體效益；其次主井擴大提升能力的可能性較??；再者主井延深時，施工復雜、困難，輔助措施硐室與井巷多，造成了一定的浪費， 且基建投資和生產經營費較方案Ⅲ大。 2）方案Ⅱ新掘主副井，雖主副井兩套系統(tǒng)獨立，相互干擾小，且通風條件好，但是該方案工程量大，投資高，且建成后生產經營費高。 3)方案Ⅲ雖通風和管理較為復雜，但工程量少、基建投資少、生產經營費低，且地表工業(yè)場地占地面積少，基建期間對現有生產系統(tǒng)影響小。

表1 開拓方案比較

總之，方案Ⅲ（即混合井開拓方案）無論在基建投資、生產經營費，還是占地面積方面都有較大優(yōu)勢，雖然在通風方面存在一定缺點，但通過在箕斗和罐籠之間設置隔板可基本解決該問題。 因此本文認為方案Ⅲ更為合理，目前國內的金川龍首礦、東鄉(xiāng)銅礦、新城金礦等礦山均采用該種混合井開拓方式。

3 結論

本文通過方案比較， 推薦混合井開拓方案作為礦山深部延伸的開拓系統(tǒng)方案。 該方案不僅基建工程量少、基建投資少、生產經營費低，且對現有生產系統(tǒng)的影響小，且比單一的罐籠井提升能力大，而比箕斗主井+罐籠副井又節(jié)省投資和經營費用，對于一些規(guī)模較小的礦山來說，不失為一種經濟合理的開拓方式。