遙控鏟運機在蔡家營鋅金礦的應用

方 勇

(河北華澳礦業開發有限公司, 河北張家口市 075000)

遙控鏟運機在蔡家營鋅金礦的應用

方 勇

(河北華澳礦業開發有限公司, 河北張家口市 075000)

蔡家營鋅金礦采用中深孔分段空場采礦法,利用無軌設備出礦。在回采礦體時,考慮到安全原因,鏟運機將不進入空區出礦,從而造成大量礦石殘留在采場。在回采下分層礦體時,上分層的殘留礦石將進入下分層空區;但是在回采礦體底部最后一分層時將形成永久損失。為了避免資源的損失,提高資源回收率,礦山通過遙控鏟車來回收最后一分層的殘留礦石。通過實例對比,證明了利用遙控鏟運機回收采區殘留礦石具有較強的可操作性和實用性。

遙控鏟運機;殘留礦石;資源回收;經濟分析

蔡家營鋅金礦是由澳大利亞格瑞芬礦業開發有限公司與中方共同出資成立的一家合資企業。2004年由中國有色工程設計研究總院設計,設計年處理礦石20×104t,2005年正式投產,經過3次擴產改造,目前處理礦石能力為75×104t/a。

1 采出礦現狀

1.1 采礦工藝

礦體傾角60°～90°,為急傾斜礦體,礦脈小而多,成脈群狀,需要采富保貧,地表不允許崩落,再綜合考慮其它因素,采用中深孔分段空場嗣后充填采礦法。

(1)采準工作。由斜坡道進入脈外分段巷道,鑿巖人員和設備通過脈外分段巷道進入分段鑿巖巷道;在采場最寬處掘進拉槽,再在拉槽一端布置切割天井形成自由面,礦塊長度根據實際情況確定,一般不超過60m,采場間留有間柱,間柱寬度為10～15 m不等,采場高度為15m,最高不超過20m。鑿巖完成后,從天井處開始爆破,一次爆破2排,采用鏟運機直接出礦,出礦進路為采場兩端的穿脈,為分段出礦。

(2)回采工作。采用YGZ-90鉆機鑿巖施工中深孔,孔徑Φ60mm,最大孔深約18m,最大排距1.6m,最大孔底距1.8m;使用粉狀乳化炸藥,井下硐室拌藥,分包裝好運至爆破采場用裝藥器裝藥;采用非電導爆雷管起爆。裝礦采用鏟運機,用卡車運至地表。

(3)空區處理。在最后一分層回采結束后,在鑿巖道兩端做封閉擋墻,從最上分層利用選廠尾砂進行膠結充填。

1.2 出礦現狀

(1)出礦設備。礦山使用北京安期生公司制造的鏟運機,型號為ACY-3型。它是一種矮車身,中央鉸接前端裝載的裝、運、卸聯合作業設備,既可以用于采場出礦、出渣,又可以向低位的溜井卸礦,也能向較高的運輸車或礦車卸礦,還可以用鏟斗運送輔助材料、機械設備、修路、鋪路,具有生產能力大、效率高,機動靈活、活動范圍廣,大大改善司機作業條件等優點,但又有輪胎磨損大,尾氣凈化問題,維修費用高,對人員素質要求高等缺點。

(2)出礦現狀。回采爆破從拉槽一端的切割天井開始,擴井排爆破結束,向鑿巖道兩端后退式回采爆破。爆破后鏟運機從兩端出礦穿脈進入鑿巖道出礦,在爆破的前幾排內,鏟運機幾乎能將爆破的礦石出干凈,但隨著爆破向兩端的進行,采空區面積越來越大,根據爆破落礦情況,很多礦石都被拋擲到了較遠的空區里。然而出于安全考慮,鏟運機的駕駛室不能進入空區作業,因此鏟運機只能鏟出鏟臂能鏟到范圍的礦石,更遠處的礦石只能靠自重溜到能鏟出的區域。由于礦石自然安息角的因素,仍然有一部分礦石留在空區里不能鏟出。隨著爆破向兩端出礦穿脈的進行,堆積留在空區的礦石將越來越多。

根據礦山總結的規律,采場沿走向越長,堆積在采場的礦石將越多,因此合理控制采場長度也是減少礦石殘留堆積的措施之一,但是相應地也會增加井巷工程的掘進量。由于下分層爆破后,上分層留下的礦石基本上能進入下分層空區,因此只會在最后一分層形成大量的殘留礦石堆積而不能鏟出。

為此,在最后一分層,適當縮短采場長度、增加出礦穿脈將能更多地鏟出殘留在空區的礦石,但這樣仍然會有一部分礦石留在空區,同時增加掘進作業量。

2 應用與評價

礦山統計了近幾年殘存在采場空區的礦石,并且2009年以前形成的空區基本上已經充填,也就是說,殘留在空區的礦石已經永久性損失。

從表1可以看到,每年將有較多的礦石殘留在空區而不能鏟出,不僅降低了資源回采率,造成資源的損失,而且對礦山的經濟效益也有一定的影響。為此,在適當增加掘進工程的情況下,礦山提出了使用遙控鏟運機出礦的方法并予以了實施。

表1 近幾年空區殘留礦石

2.1 遙控鏟運機出礦統計

礦山于2011年9月在現有的2臺鏟運機上安裝了遙控系統,一臺使用,一臺備用;安裝調試后對操作人員進行了培訓,并進行了試運行。試運行結果令人滿意。使用遙控鏟運機出礦后,雖然仍有少量礦石殘留于采空區,但相對于使用前,已大大減少了資源的損失。根據礦山統計,一臺遙控鏟運機班出礦量在180t左右。從2011年10月正式使用遙控鏟運機出礦,只白班作業,其余2班鏟運機做其他工作。礦山統計了5個月遙控鏟運機出礦實際情況,為了便于計算,出礦量取整數,見表2。

2.2 經濟分析

根據出礦統計,對遙控鏟運機的使用情況進行經濟成本分析。2臺鏟運機的遙控系統及安裝費用為50萬元,在此不考慮鏟運機折舊;礦山運礦成本45元/t,選礦成本54元/t,采礦費用在每月的采礦結算中已經付給采礦承包商,故無需采礦成本,出礦費用還要從承包商工程款扣除。根據礦石品位和當月實際鋅的平均價格估算鏟出礦石的價值,見表2。

從表2可以看出,雖然遙控鏟運機使用才5個月,但所回收礦石的市場價值已經達到567.4萬元。運礦選礦成本114.04萬元、鏟運機遙控系統安裝費用50萬元及其他輔助費用等,遠遠小于回收礦石的市場價值。

表2 遙控鏟運機出礦經濟成本分析

2.3 應用評價

根據經濟成本分析,遙控鏟運機在礦山的應用不僅回收了資源,提高了資源回收率,還可為公司帶來了一定的經濟效益,在同類型礦山中具有推廣價值。

[1]中國恩菲工程技術有限公司.蔡家營鋅金礦75萬t/a擴產計劃[R].張家口:河北華澳礦業開發有限公司,2009.

[2]李建波.金屬礦床地下開采[M].北京:冶金工業出版社,2011.

[3]石博強.地下輔助車輛[M].北京:冶金工業出版社,2006.

[4]馬立強.礦山技術經濟學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2007.

2012-03-14)

方 勇(1983-),男,四川儀隴人,助理工程師,主要從事采礦技術工作。