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科, 湖北大冶市 435101)

銅綠山銅鐵礦二期工程建設從 1985年正式開工,經歷了初步設計中大露天開采項目的建設和修改初步設計中的井下開采項目的建設,歷時 14年,至 1998年建成試生產。投產 10多年來,礦山生產經營成果相當可觀:1998～2010年銅綠山礦共完成采礦量1089.75萬 t,生產礦山銅 151591 t,為銅綠山礦的持續穩定發展發揮了積極作用。

銅綠山銅鐵礦;二期工程;開拓系統;充填系統;運輸系統

銅綠山銅鐵礦二期工程地下開采的對象主要是Ⅲ、Ⅳ號礦體和Ⅺ號礦體,設計生產能力為 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銜接,為維持井下產量,銅綠山礦在 -185 m中段和 -245 m中段間設計開掘了盲斜井和盲措施井,利用一期工程對 -245 m中段部分礦石進行了開采。

1 開拓系統

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、部份排水系統繼續沿用,主、副井及工業場地位于選礦中碎車間旁邊。二期工程中段高度為 60 m,設 -245,-305,-365 m 3個運輸中段。

主、副井信號通訊系統采用電視監視、普通電話、聲光信號、泄漏式電纜報話通訊及提升鋼絲繩聯絡通訊等多種信號、通訊系統并用的方式,確保了信號系統的安全可靠。

1.1 主井

主井井筒凈直徑為Φ4.5 m,混凝土支護,支護厚度為 300 mm,井口地面標高為 +26.5 m,井底標高為 -500 m,井深為 527 m。井筒內配帶平衡錘 8 m3單箕斗,箕斗卸載礦倉頂部標高為 +36.5 m,機車卸礦最低中段標高為 -365 m,箕斗裝載標高為 -460.205 m。主井井架為鋼筋混凝土結構,井塔高62 m,采用 JK M2.8×6塔式 6繩摩擦式提升機,732 kW電機直流拖動,設計提升能力為 3000 t/d,提升系統采用微機數字控制技術,實現了自動化程序操作,于 1998年 12月建成投入試生產。

1.2 副井

副井井筒凈直徑為Φ5.5 m,混凝土支護,支護厚度為 300 mm,井口地面標高為 +27 m,井底標高為 -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構,井塔高 35 m,井筒內配 4200×2175帶平衡錘罐籠,采用 JK M2.8×4塔式 4繩摩擦式提升機;為了提升運輸的方便,井筒內還配置了 1190×930帶平衡鍾交通罐籠,采用 75 kW多繩提升系統,載重 1 t,罐籠主要用于提升人員、材料和設備,可以升降 3.8 m3鏟運機的拆卸大件,于 1995年 4月建成投入試生產。

2 運輸系統

在主井旁邊設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,內設900×1200顎式破碎機。

2.1 礦石運輸

井下各中段 (-245,-305,-365 m中段)的礦石經振動出礦漏斗裝礦車后,在本中段由架線式電機車拉到主井旁邊的卸礦硐室卸載,經集中溜井下放到 -425 m水平的破碎硐室,經破碎后下放至碎礦倉,然后通過 -452 m水平皮帶輸送機輸送至計量硐室,最后由箕斗經主井提升到地表,由皮帶輸送機直接送進選廠中碎車間的中碎圓錐破碎機。

2.2 廢石運輸

廢石運輸同礦石運輸相似,廢石從振動出碴漏斗裝車后,用架線式電機車拉到卸載硐室卸載至廢石溜井直接下放到 -425 m廢石倉,經給料膠帶輸送機、計量漏斗裝入箕斗提升至地表,再用汽車運至排土場。

3 通風系統

銅綠山銅鐵礦二期工程坑內通風采用中央進風、南北風井抽風的中央對角式通風方式;南、北風機均安裝在坑內。南風井井筒直徑為Φ3.5 m,采用2K56-1NO.24D礦井軸流風機 (190 kW);北風井井筒直徑為Φ4.0 m,采用 DK40NO19風機 (2×110 kW);作為緊急安全出口之一,北風井內設有人行梯子間。

井下新鮮風流由副井進入各中段平巷,由人行濾水井進入各工作面,洗涮工作面后的污風從充填井排至上中段回風巷,由南北風井排出地表。獨頭掘進時的通風采用局扇強制通風。

4 壓縮空氣和供水系統

井下各類鑿巖機、風動裝巖機均以壓縮空氣作為動力,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房,壓縮空氣經無縫鋼管輸送至井下各中段。

坑內鑿巖、防塵及消防用水約為 1250 m3/d,在地表建有 3000 m3高位水池對井下排水回收利用,生產用水由地表高位水池Φ102×4鋼管經副井下到各中段。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

銅綠山銅鐵礦二期工程坑內布置有 2座水泵房,其中 -245 m水泵房安裝有D500A-57×6型水泵 6臺 (總排水量 Q=450 m3/h),廢水經管纜井直接排至地表,最大排水能力達 48000 m3/d,主要攔截排除 -245 m及上部涌水;-365 m水泵房設有 5臺 250D-60x8型水泵 (總排水量 Q=450 m3/h,H=480 m),經副井直接排至地表,最大排水能力為36000 m3/d;井下 2個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,經澄清后供井下生產用水;-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井底水窩水泵負責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,再由主泵房水泵排出地表。

由于泥沙水易造成坑道污染,影響運輸,增加排水設備的磨損,故在巷道和水倉前設置有沉淀池,用鏟運機清泥,水倉采用人工清泥;在粉礦回收巷道的水溝旁也設有沉淀池,沉淀池中的泥由人工清理。

6 充填系統

銅綠山銅鐵礦二期工程設有 2套充填系統,其中 1套為全尾砂膠結充填系統,1套為膏體泵送充填系統。

為了保護銅綠山銅鐵礦區的古礦遺址,盡量減少地表的沉降,以及保證采場的充填接頂,投資1300萬設計建成了國際先進的膏體泵送充填系統。

全尾砂膠結充填系統充填井布置在Ⅲ號礦體的上盤,地表標高為 +40 m,井底的標高為 -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采礦生產能力的需要。

膏體泵送充填系統全尾砂經過Φ15 m高效濃密池濃密、3臺 32 m2全自動立式壓濾機過濾,然后和爐渣、水泥一起攪拌,由引進的2套KSP80HD雙缸柱塞泵泵送到采場進行充填。

7 采礦方法

根據礦體不同區段的開采條件,二期工程地下開采選用的采礦方法為:Ⅲ號礦體 5～11線礦體厚大,下盤圍巖破碎,選用機械化盤區上向分層進路膠結充填法,5線以南礦體傾角較陡,選用 VCR法;Ⅳ號礦體采用上向分層膠結充填法,采用脈外采準方式,機械化作業。

Ⅲ號礦體 5～11線盤區開采采用 H127雙臂鑿巖臺車鑿巖,電動鏟運機出礦,采場生產能力為 500 t/d。

VCR法采場垂直走向布置,礦房礦柱寬度均為10 m,采用Simba261潛孔鉆機鑿巖,由電動鏟運機利用平底和斗狀相結合的底部結構出礦,采場綜合生產能力為 300 t/d。

垂直走向上向分層膠結充填法采場寬度為 10 m,采用 YT-27氣腿式鑿巖機鑿巖、電動鏟運機出礦 ,YG-80鉆機打長錨索進行采場護頂。采場生產能力為 120 t/d。

8 結 語

銅綠山銅鐵礦二期工程建成投產后,礦山生產經營成果相當可觀:1998～2010年銅綠山礦共完成采礦量 1089.75萬 t,生產礦山銅 151591 t,為銅綠山礦的持續穩定發展發揮了積極作用。

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

[2] 吳 偉.銅綠山礦三期工程設計與建設 [J].采礦技術,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[J].采礦技術,2010,10(2).

[4] 張富民,等.采礦設計手冊:井巷工程卷 [M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

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

[6] 高 泉,譚幼媛.高濃度全尾砂膠結充填料膠結機理研究[J].礦業研究與開發,1995,15(2).

[7] 譚幼媛.高濃度漿體輸送特性的研究[J].礦業研究與開發,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研究。