石灰石礦露天礦開采技術及破碎篩分設備配置研究

陳明

摘 要：石灰石礦露天開采和破碎篩分設備的優化配置是影響礦山企業發展的重要因素。從目前的礦山開采狀況來看，只有結合實際的地質條件，調整相關的技術和設備，才能夠更好地提高其生產率、降低投資成本，使整個礦山開采過程滿足優質高效的生產。

關鍵詞：石灰石；露天礦；開采技術；設備優化

石灰石礦露天開采技術和破碎篩分設備的優化配置是影響礦山企業發展的重要因素。我們只有不斷地對相關技術設備進行優化調整，并結合實際工作地的地質條件特點，才能夠正確選擇適應企業、行業發展的特色之路。

一、石灰石礦產品利用現狀

石灰巖主要是由方解石礦物組成的碳酸鹽巖，通常作礦物原料，商品名稱為石灰石，按照工業用途分為：冶金工業用石灰巖、建材工業用石灰巖、化學工業用石灰巖以及其他工業部門用石灰巖等幾種。隨著石灰巖礦產品深加工的技術含量越來越高，為石灰巖礦產品進入更多的工業領域拓展了空間。

目前全國比較集中的較大型石灰石礦山，已基本上被大的水泥企業和冶金企業所壟斷，新資源越來越少，從某種意義上講，誰占有了石灰石資源，誰就占有了將來的水泥和鋼鐵市場。

二、石灰石礦露天開采境界確定

2.1老虎垅礦開采技術條件

老虎垅石灰巖礦直接出露地表，無頂板。底板由泥質條帶灰巖夾薄層狀頁巖或互層組成，節理裂隙較發育，巖石質量好，巖體完整，巖石強度較堅硬，巖體質量屬Ⅲ類中等巖體。區內石灰巖礦體，由粉晶灰巖、蠕蟲狀灰巖組成，中厚層狀，間夾少量薄層狀微晶灰巖。巖溶不太發育，節理裂隙較發育。地表巖石風化微弱，巖芯較完整，RQD（%）為70.3%～78.4%，巖石較完整，強度堅硬，巖體質量屬Ⅲ類中等巖體。礦區地形地貌簡單，地層巖性單一，且厚度、產狀穩定，巖溶不發育，巖體結構以厚層塊狀結構為主，巖石強度高，穩定性好，為工程地質條件簡單的礦床。

2.2石灰石露天礦最終邊幫參數確定

1）露天底的確定

露天礦的最小底寬按礦山鏟裝、運輸設備的運輸方式確定。礦體水平厚度小于露天采場底部最小寬度時，底部寬度按最小寬度來確定；礦體水平厚度與最小寬度接近時，則露天采場底寬取等于礦體水平厚度；礦體水平厚度大于露天礦最小底寬時，以最小底寬確定露天底部平面，這時露天礦底部位置按露天開采經濟效果最大的原則決定。老虎垅石灰石礦礦體大于最小底寬，同時依據當前礦界、少剝離量，確定+50為露天底。

2）生產臺階高度的確定

《金屬非金屬礦山安全規程》要求生產臺階高度：①不爆破直接挖掘時，臺階高度不大于挖掘機的最大挖掘高度；②采用爆破再采裝時，不大于挖掘機的最大挖掘高度的1.5倍。根據礦山實際條件，本次設計確定的采場生產臺階高度為15m。

3）終了臺階坡面角

終了臺階坡面角大小取決于礦巖性質、巖層構造以及穿爆方法。根據本次礦區石灰巖巖樣物理力學測試結果，其礦石飽和狀態抗壓強度83.41Mpa～89.25Mpa，干燥狀態抗壓強度87.80 Mpa～98.27Mpa，參考相關手冊及類似礦山，終了臺階坡面角可取值60°～70°。

考慮礦山生產臺階為15m，結合礦區內巖層構造、礦巖硬度以及以往設計情況，本次設計確定的終了臺階坡面角取65°。

4）安全平臺寬度

安全平臺寬度一般大于2m，同時還應不小于臺階高度的1/3，因此本次設計確定的安全平臺寬度為6m。

5）清掃平臺寬度

采場清掃設備采用2m3液壓挖掘機配東風EQ3126型10t自卸汽車（尺寸長×寬：7.00×2.47m），為保證調車安全，設計確定的清掃平臺寬度為12m。

6）最終邊坡角

最終邊坡角是圈定露天采場境界的主要參數，根據《礦山采礦設計手冊》，當巖石硬度普氏系數為3～7，采場深度在180m以內時，穩定的幫坡角為41°～48°。

考慮本礦山巖體硬度堅硬，質量中等，露天采場邊幫深度75.0m～125m不等，由此設計最終確定的采場最終邊坡角為41°～47°，類比同類礦山實際情況，設計邊坡穩定。

三、露天爆破技術

3.1炮孔堵塞

為了獲得更好的密封度，減少炮孔垂直方向上的能量消耗，目前推出了三種新的炮孔堵塞方式：一是動力塞，將一種氣枕式塑料袋置于按油炸藥上，然后向袋內壓氣使其膨脹后再填上砂石等填充物。二是充氣體填塞法。三是漏斗充填物，在炸藥上先放少量砂石，然后放入裝滿炮泥的塑料漏斗（大頭向下），再填上砂石填充物，炸藥爆炸時，漏頭炮泥向上壓象楔子那樣在孔內張開，獲得很好的密封度，改善爆破效果。

3.2爆破技術

采用多排單孔爆破技術。老虎垅石灰石礦的技術是：開采時臺階高15m，炮孔呈75°傾斜，孔深17.5m，采用銨油炸藥，通常每次爆破2排10孔，單一起爆，逐孔爆破。這種爆破法炸藥單耗稍高，但無飛石且爆聲爆震較小。

四、破碎篩分設備選擇的

4.1破碎機的選擇

根據破碎方式、機械的構造特征（動作原理）來劃分的，大體上分為六類

①鄂式破碎機（老虎口）。②圓錐破碎機。③輥式破碎機。④沖擊式破碎機。屬于這一類的又可分為：錘碎機；籠式破碎機；反擊式破碎機。⑤磨礦機。

石灰石礦主要根據其產品的用途來選擇破碎機，如老虎垅石灰石礦主要有三種產品，粉料（0-12mm）作為水泥原料，分子（12-31.5mm）、寸子（31.5-45mm）主要作為建材，要求產品針片狀含量最低為15%，輥式破碎機針片狀含量較高，當前選擇為錘式破碎機。

4.2振動篩選擇

選擇振動篩主要考慮以下幾個方面：①篩分物料的名稱、堆積比重、黏度、溫度②每小時的處理量③篩網目數④物料的粒度比例和要求的篩分精度⑤物料的酸堿性（確定使用不同材質的篩網）⑥生產場地放置振動篩的空間尺寸等。

結語

石灰石礦露天開采技術和破碎篩分設備的優化配置是影響礦山企業發展的重要因素。我們只有不斷地對相關技術設備進行優化調整，并結合實際工作地的地質條件特點，才能夠正確選擇適應企業發展的特色之路。

參考文獻

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