大結構地下開采工藝參數優化研究與關鍵指標攻關

郝吉林

太鋼集團有限公司峨口鐵礦 山西忻州 034207

1 項目運行綜述

按照地下開采設計規劃，掛幫礦南翼1972m以下分段、北翼1882以下分段的采礦結構參數由12m＊15m擴大為18m＊20m，以進一步提高地下開采采礦效率，降低采礦生產成本。采礦結構參數變化會導致礦石損失貧化指標波動異常，影響原礦質量[1]。本項目通過采取優化中深孔鑿巖、放礦工藝，完善運輸系統生產、檢修運行模式，優化井下通風、給排水方案，研究井下多礦點配礦模式等措施，提高礦石質量，實現全流程均衡生產。本項目開展期間的主要亮點有：

（1）根據結構參數及設備選型完成過渡分層1972m和1882m水平中深孔鑿巖設計，確定回采放礦工藝方案；

（2）通過不斷實踐摸索優化了1738運輸水平放礦作業模式，改善井下作業條件，提高放礦效率；

（3）研究確定井下運輸系統協同作業模式，明確生產、檢修方案，協調礦部各部門人力、資源配合地采設備維護檢修；

（4）完善建立出礦進路—分層—溜井的多級配礦方案。

2 目標完成情況

3 主要工作

3.1 放礦工藝優化研究方面

（1）根據采礦結構參數完成中深孔設備選型，南翼1972水平仍使用YGZ90鉆機，1954水平改用1254鑿巖臺車，北翼1882水平使用1254鑿巖臺車。

（2）完成掛幫礦南翼1972水平和北翼1882水平兩個過渡分層的中深孔設計方案，YGZ90鉆機設計參數基本一致，北翼1254鑿巖臺車孔徑80mm，排距2m，孔底距2．5m-3m，邊孔角52°，孔數11-12個/排，最深孔22m左右。根據中深孔設計圖計算每排扇形孔爆破量，指導鏟運出礦，防止過出或少出[2]。

（3）南翼1972水平采用無切割巷回采工藝，在每條進路端部施工一條規格2m＊2m的切割井，切割井后布置2-3排擴井排，孔數14-16個，較正排多1-2個孔，以強化切割拉槽效果。

（4）建立出礦統計臺賬，分別在出礦量達到40%、60%、70%及80%時進行取樣化驗，對礦石品位及甩尾率進行分析，并與12m＊15m結構參數時的指標進行對比，指導回采出礦。

3.2 運輸設備協同作業模式的研究方面

（1）優化放礦作業模式，提高放礦效率。放礦原有的方式為放礦工與電機車司機通過鐵錘敲擊懸掛在操作間的道軌來傳遞信號，隨著機車前移，聲音會逐漸變弱，且費時費力。后經優化，在機車頭一側的巷道安裝電鈴，操作按鈕置于放礦機操作箱內，按“一聲停，二聲前進，三聲后退”的信號指揮電機車移動。此外，在機車駕駛室對面巷道標示停車指示線，提示機車停車位置，減少機車移動頻次，提升放礦效率[3]。

（2）確定了生產準備組進行運輸系統設備日常小修、檢修隊集中大修、鐵運站協助檢修的運行方案，大大降低了設備停機時間，生產效率得到明顯提升。

（3）將電機車下礦量與生產準備組崗薪績效掛鉤，從運行管理方面促進電機車產量提升。

（4）8月份新增兩臺電機車，電機車數量達到4臺，做到兩臺使用兩臺備用。

3.3 通風、給排水等輔助工序的優化研究方面

（1）完成1738運輸系統通風網絡簡算，在通風薄弱點5#穿、6#穿增加局扇風機，南東區各溜井砌風墻。

（2）完成地采主要風機調試，1972、1756、1738主要通風機已按計劃啟動，形成機械通風系統，滿足現場通風需求。

（3）完成1738運輸系統主排水系統整改并啟用，啟用1720沉淀池-2020高位水池供水系統。

3.4 井下多礦點生產礦石的最優配礦模式研究方面

（1）規范1738水平各溜井使用方案。南翼使用2-4、3-3、4-3溜井、北翼使用4-2、5-2及6-2溜井，為便于生產組織，南翼將4-3溜井向上施工，北翼將3-2、5-2溜井向上施工與各生產分層貫通，使回采礦石可直接進入1738運輸系統。

（2）對1738運輸水平各礦石溜井的放礦速度、機車行駛時間進行了統計跟蹤。5-2、6-2放礦需要50min/車，速度太慢，影響生產效率，4月份對放礦機進行了集中檢修，現在放礦時間縮短到30min/車左右，大大提高了生產效率。

4 結語

根據生產計劃制訂了各溜井間的配礦方案，地采調度系統每班根據一峒生產情況及各溜井質量指標確定當班計劃，由跑外調度及電機車司機組織生產，在保證地采各標段生產進度的同時，礦石質量達標。

采用鉆孔應力計對對工作面回采過程中大結構作用下圍巖應力演化規律進行分析，得到：圍巖應力發生呈上升突變和下降突變交替出現，圍巖應力下降突變由于“板-殼”結構失穩，上升突變由于結構下部巖層的周期破斷引起的。