豐山銅礦主溜井改造技術研究

程治華,彭家斌,劉曉亮

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

豐山銅礦主溜井改造技術研究

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, 湖北陽新縣 435232;2.長沙礦山研究院, 湖南長沙 410012)

對豐山銅礦原主溜井破壞情況、附近工程布置、底部轉運工程進行了分析。結合礦山生產實際,確定了溜井改造方案,提出了給料機轉運方案、溜井直通礦倉方案兩個新溜井系統轉運備選方案。通過對比和分析,選定溜井直通礦倉方案為豐山銅礦主溜井改造方案。

主溜井改造;直通礦倉轉運;給料機轉運;豐山銅礦

1 概 述

豐山銅礦原主溜井于1990年設計,1996年投產,直徑5m。經過近10a的使用,溜井井壁垮塌,井筒被刷大為原來的數倍,井筒斷面最大跨度達15 m,最小也達9m,見圖1(虛線表示破壞之前原主溜井斷面)。2007年豐山銅礦對主溜井垮塌情況進行監測,并用鋼筋混凝土砌筑修復。2008年4月底,發現中段溜井聯絡道位置有垮塌痕跡。豐山銅礦組織人員對溜井垮塌再次進行監測,監測結果表明,溜井垮塌范圍較修復前增大,并有進一步增大的可能。該主溜井為豐山銅礦的唯一生產供礦井,為保證豐山銅礦生產,必須采取有效措施阻止該主溜進一步破壞。

圖1 主溜井破壞范圍復合圖

2 溜井改造方案選擇

為減少溜井改造工程量,應優先考慮使用鋼筋混凝土修復受破壞的主溜井,恢復主溜井功能。主溜井修復時要將溜井內貯滿礦石,邊放礦邊修復,自上而下進行。由于豐山銅礦原主溜井破壞后的斷面積是原來的3倍多,且溜井壁圍巖松動,如果要達到較好的修復效果,必須投入大量的人力物力財力,施工復雜、難度大、成本高,修復時間較長。并且在溜井修復期間,礦山不能生產放礦,影響生產。之前使用鋼筋混凝土修復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重新開鑿一條新的溜井,并將原主溜井回填。新溜井系統在滿足一般溜井安全生產要求的同時,還需要滿足礦山實際生產要求:

(1)新溜井系統必須利用原溜井下部的礦倉及破碎系統;

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

(3)新溜井溜礦能力要能夠滿足礦山擴產需要;

(4)新溜井施工過程要盡量減少對礦山生產的影響。

3 溜井轉運方案選擇

豐山銅礦多中段同時開采,-150,-200,-260 m中段礦石通過斜溜道放入原主溜井,然后通過-320m礦石轉載站放入上部礦倉;-320m中段卸礦硐室位于上部礦倉正上方,礦石直接放入上部礦倉,見圖2。原主溜井的結構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正上方,溜井礦石必須通過轉載放入上部礦倉,結合礦山實際情況,提出給料機轉運和直通礦倉兩轉運方案。

圖2 原主溜井底部轉運站

3.1 給料機轉運方案

在距離-320m中段卸礦硐室底板向下10m的水平,即-330m水平開鑿轉運巷。新溜井內礦石通過振動放礦機放到板式給料機,由板式給料機轉運至上部礦倉,。-330m礦石轉運巷頂板距離-320m中段卸礦硐室底板的最小距離大于7m,且使用噴錨網支護,能夠保證-320m卸礦硐室不受破壞,見圖3。

圖3 板式給料機轉運礦石方案

3.2 直通礦倉方案

新溜井內的礦石通過斜溜道直接放入礦倉。如果斜溜道傾角大,溜井通往礦倉的斜溜道與礦倉交點離礦倉底太近,礦倉有效體積很小;如果斜溜傾角小,轉運道內礦石容易堵塞,且斜溜道與轉運道之間巖層太薄,造成-320m卸礦硐室安全隱患。綜合考慮以上問題,提出溜井直通礦倉方案,即在-320 m溜井底部開鑿一條和上部礦倉相連的斜溜道,加大斜溜道斷面,溜井通過斜溜道直接連通上部礦倉底部,見圖4。

3.3 方案比較

轉運方案的比較見表1。

板式給料機轉運方案系統復雜,工程造價高,運行成本高;溜井直通方案,系統結構簡單,工程造價低。綜合考慮豐山銅礦安全生產、礦山擴產要求、溜井附近工程地質條件、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 溜井直通礦倉轉運方案

表1 轉運方案的比較

4 總 結

由于所處圍巖地質條件差,豐山銅礦原主溜井經長期放礦井筒垮塌嚴重。此溜井為豐山銅礦唯一供礦井,溜井系統改造迫在眉睫。通過對實際情況進行分析,決定在原主溜井附近開鑿一條新的溜井,并通過斜溜道將礦石放入礦倉。直通礦倉方案結構簡單,工程造價,運行成本低;新溜井施工對礦山生產影響時間短,且能夠滿足礦山擴產及下部延伸開采的需要。

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

[2]周昌達,等.井巷工程[M].北京:冶金工業出版社,1979,8.

[3]張富民,等.采礦設計手冊井巷工程卷(下冊)[M].北京:中國建筑出工業版社,1987,12.

2009-10-29)

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