灰倉雙用技術(shù)在充填工藝優(yōu)化中的應(yīng)用

孫銘駿，趙書堯，劉廣成，趙純龍，趙聯(lián)信

(山東黃金礦業(yè)有限公司三山島金礦，　山東 萊州市　261442)

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灰倉雙用技術(shù)在充填工藝優(yōu)化中的應(yīng)用

孫銘駿，趙書堯，劉廣成，趙純龍，趙聯(lián)信

(山東黃金礦業(yè)有限公司三山島金礦，山東 萊州市261442)

摘要：隨著地表深部資源開發(fā)，受地表不允許陷落，開采條件復(fù)雜等因素制約，同時(shí)為了更好的對地壓、圍巖以及地表移動的控制，充填采礦法得到了廣泛應(yīng)用。而作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的工序，生產(chǎn)能力與充填量平衡問題是制約礦山發(fā)展的關(guān)鍵問題。三山島金礦在生產(chǎn)能力提升、現(xiàn)有充填量不匹配的現(xiàn)狀下，同時(shí)充填站空間布局受限的條件下，成功對現(xiàn)有灰倉進(jìn)行優(yōu)化改造，實(shí)現(xiàn)對深井充填生產(chǎn)的需要，解決了采充不平衡的技術(shù)性難題。

關(guān)鍵詞：三山島金礦；采充平衡；充填工藝優(yōu)化；灰倉雙用

1礦山背景

山東黃金集團(tuán)三山島金礦位于山東省萊州市工業(yè)園區(qū)，生產(chǎn)能力達(dá)到8000 t/d，是國內(nèi)黃金礦山企業(yè)中機(jī)械化程度最高的地下開采礦山，是最早發(fā)現(xiàn)的破碎帶蝕變巖型特大型金礦床。由于作業(yè)范圍涉及海底開采，以及居民區(qū)地表不允許陷落等因素，故采用礦房交替上升式機(jī)械化盤區(qū)上向充填法以及機(jī)械化上升式上向水平分層充填法進(jìn)行回采[1]。充填采用全尾砂充填及膠結(jié)充填2種方式。隨著開采深度的增大和生產(chǎn)能力的提升，需要的膠結(jié)充填量也大幅增加，原有充填站的膠結(jié)充填量已不能滿足井下充填要求，影響了井下充填生產(chǎn)的正常運(yùn)行，不能保證井下采充平衡，如何解決膠結(jié)充填量的問題迫在眉睫[2-4]。

2灰倉雙用技術(shù)方案與設(shè)備改造

2.1 灰倉雙用技術(shù)方案

三山島新立礦區(qū)8000 t充填站配備4套充填攪拌系統(tǒng)，在工藝優(yōu)化前3#、4#系統(tǒng)含砂倉、攪拌桶、灰倉，既能進(jìn)行全尾充填，也能做膠結(jié)充填，1#、2#系統(tǒng)含砂倉、攪拌桶，沒有建灰倉，只能進(jìn)行全尾充填，不能做膠結(jié)充填用[5]。本文提出的灰倉雙用技術(shù)是在現(xiàn)有3#充填系統(tǒng)的水泥倉下灰錐斗倉壁上增加一側(cè)下灰口，采用2臺螺旋輸送機(jī)將水泥接力輸送到1#和3#充填系統(tǒng)的攪拌桶，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)灰倉同時(shí)為兩個(gè)攪拌槽輸送水泥。下灰改造系統(tǒng)涉及螺旋輸送機(jī)、閘板閥、脈沖式布袋除塵器、沖板流量計(jì)等主要設(shè)備；同時(shí)為了保證下灰過程的順暢，需要在水泥倉倉壁上安裝振打設(shè)備；另外，為了保證新增膠結(jié)充填系統(tǒng)下灰量能夠滿足膠結(jié)充填要求，螺旋輸送機(jī)最大下灰量需不小于30 t/h。改造系統(tǒng)流程見圖1中虛線框內(nèi)部分。

圖1　灰倉雙用技術(shù)方案

2.2灰倉雙用技術(shù)設(shè)備改造

(1) 螺旋輸送機(jī)。考慮到現(xiàn)場空間布置以及實(shí)際改造需要，采用單管螺旋輸送機(jī)，水泥通過3#充填系統(tǒng)水泥倉新增加的側(cè)下灰口，經(jīng)過新布置的螺旋輸送機(jī)輸送至流量計(jì)，再經(jīng)沖板流量計(jì)計(jì)量下灰量，最后輸送到1#攪拌桶。確定給料機(jī)最大轉(zhuǎn)速為63 r/min，此時(shí)下灰量達(dá)到33.6 t/h，完全滿足充填站要求的最大下灰量30 t/h。

(2) 脈沖式布袋除塵器。由于1#攪拌桶與3#攪拌桶所用脈沖式布袋除塵器距離較遠(yuǎn)，原有除塵器除塵效果已不滿足除塵要求，因此需要在1#攪拌桶新增加一臺脈沖式布袋除塵器。確定改造下灰系統(tǒng)中的新增脈沖式布袋除塵器選用DMC(A)-32型脈沖式布袋除塵器，功率為1.5 kW。

(3) 沖板流量計(jì)。根據(jù)新增螺旋輸送機(jī)的布置情況，需要在出料口下方布置流量計(jì)，對下灰量進(jìn)行監(jiān)控，再將水泥輸送到1#攪拌桶中，新增下灰系統(tǒng)中采用沖板流量計(jì)。

(4) 振打器。考慮到水泥倉下灰口經(jīng)常出現(xiàn)下灰不暢的現(xiàn)象，方案確定采用CZ800倉壁振打器，保證下灰的順利進(jìn)行。

(5) 自動化控制。三山島新立礦區(qū)8000 t充填站已有一套自動化控制系統(tǒng)。此次下灰改造系統(tǒng)屬于現(xiàn)有自動化控制系統(tǒng)的擴(kuò)展部分，需增加相應(yīng)的控制柜、PLC模塊、柜內(nèi)器件等，實(shí)現(xiàn)下灰改造系統(tǒng)與原有系統(tǒng)的無縫對接。具體改造內(nèi)容包括：上位機(jī)畫面的組態(tài)與調(diào)試、PLC程序的編寫、控制系統(tǒng)的調(diào)試等。控制系統(tǒng)須實(shí)現(xiàn)下灰流量的在線檢測、下灰量的自動控制、增加設(shè)備的啟停控制及狀態(tài)監(jiān)測及下灰及除塵系統(tǒng)的連鎖控制等。

3技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)效益

3.1技術(shù)指標(biāo)

通過系統(tǒng)改造使得1#充填系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)膠結(jié)充填功能，單體調(diào)試期間，沖板流量計(jì)經(jīng)過了4次標(biāo)定，精確度達(dá)±1%，滿足現(xiàn)場工作要求；2臺螺旋給料機(jī)接力給料，接近工頻時(shí)，瞬時(shí)流量可達(dá)到40 t/h，滿足現(xiàn)有充填最大配比時(shí)的要求，且下灰流量與頻率線性度較好，可精確控制。滿足充填生產(chǎn)需求，最終實(shí)現(xiàn)安全、高效自動化充填控制模式，減輕工人勞動強(qiáng)度。通過對灰倉的技術(shù)性改造，使其在原有條件下優(yōu)化升級，既滿足了生產(chǎn)需要又對成本進(jìn)行了節(jié)約。表1為改造前后的技術(shù)參數(shù)對比：

表1　改造前后的技術(shù)參數(shù)對比

3.2經(jīng)濟(jì)效益

按照每天增加膠結(jié)充填量400 m3，每天提高采礦量140 t，年新增礦石產(chǎn)量50000 t計(jì)算，按每噸黃金含金量2 g，每克黃金平均價(jià)格245元計(jì)算，年新增產(chǎn)值2450萬元，按噸礦成本200元計(jì)算，年新增利潤1450萬元；同時(shí)減少建一座灰倉的投資成本100萬元，灰倉雙用技術(shù)在三山島金礦的應(yīng)用取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)語

三山島金礦通過對灰倉的雙用技術(shù)改造，解決了采充不平衡的技術(shù)難題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對成本的節(jié)約、效率的增長，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的應(yīng)用效果，并且為實(shí)現(xiàn)綠色礦山的目標(biāo)上邁出扎實(shí)有力的一步。同時(shí)為類似條件礦山充填問題起到了示范作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿群迪，姚強(qiáng)嶺，李學(xué)華，等.充填開采控制地表沉陷的關(guān)鍵因素分析[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào).2010,27(04)：458-462.

[2]王運(yùn)永，鄧代強(qiáng)，高艷華.西南某礦充填系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā). 2015，35(5):8-10.

[3]郭明明.太平山鐵礦全尾砂充填系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2015,35(02):9-12.

[4]李興尚，吳法春，許家林.上向水平分層充填采礦法的優(yōu)化研究[J].金屬礦山.2006，358(04)：1-3.

[5]王喜兵，龐計(jì)來，李紅橋.新型全尾砂膠結(jié)充填采礦工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[J].采礦技術(shù).2010，10(03)：1-5.

[6]柳小勝.短流程無砂倉分級尾砂膠結(jié)充填工藝[J].礦業(yè)研究與開發(fā).2015，35(5):16-18.(收稿日期：2015-07-21)

作者簡介：孫銘駿(1986-)，男，山東萊州人，助理工程師，從事井下充填管理工作，Email：735997042@qq.com。