某磷礦運輸系統優化

高 新，鄒多利，呂中友，周 勇，曾文平，羅建中

(化工部長沙設計研究院， 湖南 長沙 410000)

某磷礦運輸系統優化

高 新，鄒多利，呂中友，周 勇，曾文平，羅建中

(化工部長沙設計研究院， 湖南 長沙 410000)

宜昌某磷礦擴大產能需要提高運輸能力，為此，提出了2種運輸方案，方案1為汽車+膠帶運輸，方案2為汽車運輸。通過詳細的技術經濟對比，對該礦的中段運輸系統進行了優化分析。分析對比結果表明：方案1不僅基建投資少，而且后期的運營費用和人工費用都較少，因此，最終選擇方案1：汽車+膠帶運輸作為礦山的運輸系統。

磷礦；膠帶運輸；技術經濟

近年來隨著經濟的發展，各類礦石資源的需求成倍增長。磷礦作為磷肥的原料也是增長迅速，很多礦山相繼擴產擴能以滿足日趨增長的需求。宜昌某磷礦現階段年產量80萬t，中段運輸采用汽車，井下空氣污染大，后期準備擴大產能至100萬t/a，單純增加汽車難以滿足生產需求。利用膠帶運輸代替汽車運輸是井下礦山發展的趨勢，膠帶運輸能實現自動化運輸，安全可靠，結構簡單、運輸效率高、適應性強、運輸能力強，因此利用膠帶運輸替代原來的汽車運輸有很大的優勢[1-2]。

1 采礦技術條件

宜昌某磷礦賦存條件為礦體平均傾角8°，平均厚度3 m，是比較具有代表性的緩傾斜薄礦體，礦體和圍巖大多比較穩固，原設計采礦方法為房柱法，該礦資源整體較好。礦山采用主膠帶斜井運輸礦石，利用輔助斜坡道運送人員、設備、材料。當前礦山年產能為80萬t礦層賦存于震旦系陡山沱組地層中，為隱伏礦，斷層、褶皺構造不發育，僅在礦區外東北角有一條較大斷層對礦層具有破壞作用，但對采礦權范圍內的采礦活動無影響。礦體開采標高為560～787 m，區內最大埋深超過1000 m，為了節省初期基建投資，盡快投產，盡早產生經濟效益，在確保主提升運輸、輔助提升運輸、通風、排水等礦山控制性工程能有較長服務年限的前提下，根據礦體賦存特點、現有坑探工程布置情況，結合地質勘探控制程度、井下排水條件以及中段標高的布置，礦山分兩期開采，一期開采700 m標高以上礦體，二期開采700 m標高以下礦體。為了便于產能分配和通風管理，礦山以主膠帶斜井落平點為起點沿南部方向作直線將一期工程分為東、西兩個采區，直線以西為西采區，直線以東為東采區。

根據地質報告，礦山從下到上發育有兩層工業磷礦層Ph1和Ph2，因此開采對象為Ph1和Ph2礦層。Ph1礦層資源儲量為37383 kt，平均厚度2.5 m，平均傾角5.5°；Ph2礦層資源儲量為40358 kt，平均厚度3.0 m ，平均傾角5.5°； Ph1與Ph2礦層平均相距8.45 m。

2 運輸方案比選

礦山一期首采區域為720～740 m中段。采場采用鏟運機將礦石運送到脈內切割巷處的臨時堆場，然后鏟運機將礦石直接鏟裝到卸礦口處的汽車，再由汽車經中段平巷運出。礦山當前中段運輸全部采用汽車，汽車運到中段平巷后直接通過盤區沿脈斜坡道運到主膠帶斜井井底車場處的卸礦溜井，卸載到底部卸礦膠帶上面，再轉運至主膠帶斜井運出地表。

基于礦山開拓現狀，盡量利用礦山現有汽車，在保證增產的前提下，初步提出兩種運輸方案：即方案1，汽車+膠帶運輸(見圖1)，在東西采區各布置一條膠帶，在西采區Ph1底板下方15 m處布置一條與主膠帶斜井呈81°的底板膠帶，在東采區在Ph1底板下方布置一條與主膠帶斜井平行的底板膠帶。東西采區各個中段采場內的礦石先利用汽車運送到中段平巷和底板膠帶搭接處的溜井，然后通過溜井下放到各自的底板膠帶上，底板膠帶直接轉運到主膠帶斜井，再通過主斜井運到地表[3]。

方案2為全部汽車運輸(見圖2)。采場采下的礦石通過鏟運機運到各個采場的裝礦口處裝入汽車，由汽車運到卸礦車場卸礦，礦石通過主溜井下放后裝載到主膠帶斜井提升出地表。礦石中段運量按礦石100萬t/a，東西部采區礦石加權平均運距分別為2.5 km和1.7 km，采場少量廢石通過鏟運機運到各個采場的采空區。

圖1 方案1：汽車+膠帶運輸

圖2 方案2：汽車運輸

綜合考慮礦巖運輸量、巷道斷面尺寸、裝車設備、運輸距離、卸載要求等因素后，兩個方案所需的相關設備和工程量分別如下[4-5]：

方案1：汽車+膠帶運輸方案，在礦區西部距Ph1礦體底板15 m處從主膠帶斜井落平處(標高700 m)附近布置一條坡度為7%,長度為365 m的西部底板膠帶巷道，最后通過一段坡度為14%，長度220 m的回風斜巷與760平巷相通。同時在東采區Ph1底板下方另布置一條膠帶巷道，在720 m和740 m平巷處均布置一組溜井和卸礦平臺，礦石經汽車從各個中段運輸巷道運到溜井處分別卸入布置在東部底板的主運輸膠帶上。經計算，需7臺汽車。膠帶運輸巷道凈寬為3.8 m，溜井直徑2.5 m，共7個。

方案2：汽車運輸方案，礦區東西采區均通過汽車將礦石直接運到主斜井底部處的卸礦溜井上方，在膠帶斜井卸礦處設環形車場，礦石通過底部的一條短膠帶倒運到主膠帶上礦石中段運量按礦石100萬t/a，東西部采區礦石加權平均運距分別為2.5 km和1.7 km，采場少量廢石通過鏟運機運到各個采場的采空區。設計選用10 t坑內汽車。100萬t/a礦石需12臺車。運輸巷道按單車道設計，局部設錯車道，巷道凈寬4.5 m。

兩方案的基建投資和相關費用對比見表1。

表1 運輸方案比較(可比部分)

從表1中可看出，方案1經濟性最好，且膠帶運輸利于后期礦石的分采分運和計量，同時對井下空氣影響程度也較方案2小，所以推薦選擇方案1，在東西采區各布置一條膠帶+汽車的運輸方案。

3 結 論

(1) 通過優化中段運輸方式，中段部分采用膠帶運輸系統運輸礦石，減少了井下汽車的數量，簡化了井下調度流程，減輕了對井下空氣的污染，中段膠帶與主運輸膠帶配合，實現了連續高效運輸。

(2) 膠帶運輸替代汽車運輸，在后期的運行過程中，人員較少，經營維護費用也少，經濟效益較好，利于礦山的長期運營。

(3) 膠帶運輸礦石，運輸能力富余系數大，利于今后礦山擴大產能。

[1]徐進平.大紅山鐵礦主斜井膠帶運輸[J].有色金屬設計,2009,36(3):23-32.

[2]劉敬國.程素萍,秦鵬淵,等.主礦膠帶運輸方案設計[J].金屬礦山,2008(1):146-154. [3]戰 凱.地下金屬礦山無軌采礦裝備發展趨勢[J].采礦技術，2006，6(3):34-38.

[4]李壽山.緩傾斜礦體井下膠帶運輸工藝探討[J].化工礦物與加工,2016(2).

[5]吳國平.貴州開陽馬路坪礦膠帶斜井提升系統的設計[J].化工礦物與加工,2003(10):31-32.

2017-02-09)