明溜槽在強烈地形切割地區的應用

王 洋，張 琪，趙明生，劉海衛，4

(1.河北省建筑材料工業設計研究院， 河北石家莊 050051；2.中化泉州石化有限公司控制部，福建泉州市 362103；3.貴州新聯爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550002；4.冀東發展集團河北礦山工程有限公司， 河北石家莊 050057)

明溜槽在強烈地形切割地區的應用

王 洋1，張 琪2，趙明生3，劉海衛1，4

(1.河北省建筑材料工業設計研究院， 河北石家莊 050051；2.中化泉州石化有限公司控制部，福建泉州市 362103；3.貴州新聯爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550002；4.冀東發展集團河北礦山工程有限公司， 河北石家莊 050057)

根據礦體賦存的地質地形條件，選擇合理的開拓運輸方式，是礦山開采的一個重要環節。針對陜西省涇陽縣某骨料建材園礦區的復雜地勢，確定礦山采用公路—膠帶輸送機—溜槽—膠帶輸送機聯合開拓運輸方式。溜槽方案工程量小，基建投資較低，運行安全可靠。

開拓運輸方式；溜槽；強烈地形切割；露天開采

0 引 言

陜西省涇陽縣某建材有限責任公司擬在涇陽縣渭北旱腰帶地區投資建廠，公司以建設住宅工廠化部品生產線為核心，配套建設骨料建材園，從而提高建材產品的市場競爭力。

骨料礦山位于渭北黃土高原南緣與關中盆地接壤處，海拔961.5～1210m，相對高差248.5m，屬低中山地貌，地形切割強烈。礦體為碳酸鹽巖，為較堅硬巖石，巖體結構較均一，巖石力學強度高，抗風化能力強，穩定性良好。

1 骨料生產線方案

骨料建材園建設在礦山附近山腳下，距離礦山2.3 km，生產能力300萬t/a。考慮到建設區地形起伏多變，既保證生產能力，又節約成本地將礦石運往骨料建材園是建設方案討論的重點。

礦區溝谷發育，整體地貌呈“雞爪”形，采場作業面變動頻繁。經過多次論證，礦山擬采用公路—膠帶輸送機—溜槽—膠帶輸送機聯合開拓運輸方式。

汽車運輸機動靈活，又可設多出入口進行分散運輸，有利于強化開采，提高露天礦生產能力，對于開采地形復雜的礦山適應性更強。所以，礦山采用公路開拓運輸方式。

骨料園區與礦區高差較大，最高達400m，方案整體采用膠帶輸送機運輸。一級破碎系統布置在礦區300m外，破碎后的礦石粒度＜70mm。礦石破碎后經膠帶機運輸至溜槽，利用其自重向下溜放，可減少運輸設備和運輸線路工程量，降低成本；膠帶機生產能力大，經濟效果好。

礦石經溜槽落入緩沖堆場，在堆場的底部設有2個卸料漏斗，分別布置有1臺板喂機，礦石經卸料漏斗、板喂機，由膠帶機運輸至骨料建材園。卸料漏斗和板喂機位于地坑內，采用棒條閥控制漏料，入料口尺寸大于5倍的礦石粒度，以確保不會發生堵料。骨料生產線布置見圖1。

圖1 骨料生產線布置

2 溜槽運輸系統方案

2.1 溜槽工藝

一破后皮帶運輸經過一處天然溝谷，高差約100m，山坡自然坡角51°，溝谷出口方向正對骨料園區，整體呈深“凹”字形發育，骨料建材園仍然在溝谷底部標高之下，平面距離約1 km。

設計充分利用這一地勢優勢，在溝谷的一側挖明溜槽，清理溝谷底部作為料石溜下的緩沖堆場，四周山體屏障可作為天然擋墻，既約束了礦石溜下的軌跡，又避免石塊彈出溜槽。溜槽在使用中時，禁止人員和設備進入。

溜槽主要參數:

(1)本溜槽為磨損型溜槽，溜放塊度小于70mm的石灰巖礦石，存在一定量細料和粉礦，粘性大；

(2)溜槽穿過的巖層為堅硬、穩定的石灰巖，底板坡度65°；

(3)溜槽上部采用膠帶機卸礦，膠帶機帶面寬1m，依據礦石塊度、卸礦方式及卸礦設備尺寸，確定采用上寬下窄的倒梯形斷面，底寬6m，兩側邊坡角75°。溜槽斷面在橫向槽底和兩幫間可做成圓弧形，見圖2(b)；

(4)溜槽的深度是以保證礦石不至從溜槽內跳出為原則，由于礦石在溜槽內滾動速度是越到下部越大，因此，溜槽的深度也是越到下部越深，起始點處深3m，下部最大深度8.6m；

(5)溜槽的落差不宜過大，因溜槽落差與其斜長成正比關系，溜槽斜長越長，暴露在地表的匯水面積越大，大量雨水匯入槽內會給礦石的溜放及生產管理帶來困難。本溜槽落差68m，斜長48m(不包括緩沖堆場)；

(6)溜槽＋緩沖堆場工程量6.3萬m3，溜槽運輸系統見圖2。

2.2 緩沖堆場

緩沖堆場作為礦石臨時存放場地，面積不宜過大，一是控制工程量，二是緩沖堆場底部卸料呈“V”型漏斗卸料，且入料口尺寸有限，極易在入料口周圍形成三角形死料，過大的場地面積會形成大量的死料，不易清理，也不利于場地利用和后期管理維護。根據礦石下落速度和存料要求，以縱向20m，橫向10m為宜。

溜槽下部施工成直壁形，垂高25m，以控制溜下的礦石落料位置，緩沖堆場位于山谷底部，地表被第四系沖積層覆蓋，當堆場側壁達到20m時，容易發生坍塌，可用大塊巖石巖側壁堆積在坡腳，防止第四系覆蓋層塌落混入石料。

2.3 溜槽工程施工安全措施

溜槽施工采用中深孔爆破與光面爆破法聯合施工，連續不耦合裝藥結構，光面孔起爆滯后于前排正常深孔爆破，2次爆破形成1個臺階小溜槽。施工時應注意以下安全措施:

圖2 溜槽運輸系統

(1)采取由下至上逐臺階形成溜槽的施工順序；

(2)施工前清除坡面的浮石、平整作業平臺，作業人員穿戴好個人勞保用品(安全帽等)；

(3)施工作業點上下部區域不得進行其他作業；

(4)在坡面根底部設置鋼絲繩安全攔網，鋼繩直徑不小于6mm，網度不大于5 cm，攔網設置高度不小于2.5m；

(5)溜槽爆破時必須做好爆破警戒工作，撤離人員及設備至安全地點；

(6)施工作業白天進行，避免夜晚施工，必須夜間作業時，應在溜槽施工作業點設置良好的照明。

2.4 溜槽運行安全防護措施

對溜槽運輸方案，滾石傷害是其突出危險因素。為了降低滾石危害，在溜槽兩側巖幫上修安全平臺截擋上部滾石，溜槽底板與各階坡底線之間的深部不小于5m。

粉塵危害主要存在于溜槽放礦環節和堆場底部卸料環節。本系統機械化程度較高，溜槽上部采用膠帶機卸礦，底部緩沖堆場設有2個卸料漏斗，分別布置有1臺板喂機，由棒條閥控制，溜槽作業場地無人員、設備。底部卸料系統位于地坑中，卸料點由袋式收塵器除塵，排氣標準20mg/m3，安全可靠。

3 結 論

當山坡自然傾角及高差都很大時，可以采用明溜槽運輸方案，以充分利用有利地形，達到最佳的經濟效果。此方案的特點是工程量小，基建投資較低，運行安全可靠，維護和生產費用低。溜槽底部的緩沖堆場可以緩解礦石下落的沖力負荷，同時具有一定的貯礦能力。溜槽坡腳以上20m削成垂直狀，增加了礦石的貯存量。

[1]張國濤.新編礦山采礦設計手冊－井巷工程卷(上冊)[M].徐州:中國礦業大學出版社，2007:567-569.

[2]王運敏.現代采礦手冊[M].冶金工業出版社，2012:119-120.

[3]Г.A.拉佐瓦特斯基.山地露天礦開采工程中巖石和礦石溜槽的應用效果[J].國外金屬礦山，1991(11).

[4]李寶祥.金屬礦床露天開采[M].北京:冶金工業出版社，1992 (5).

[5]李中楠，胡福祥，郝學冉.露天采場溜槽底部安全設施設計原理探討[J].金屬礦山，2008(3):150-152.

2015-04-23)

王 洋(1983－)，女，山西運城人，漢族，工程師，碩士研究生，主要從事礦山工程及安全技術研究，Email: 946340160＠163.com。