遥控铲运机在蔡家营锌金矿的应用

方 勇

(河北华澳矿业开发有限公司, 河北张家口市 075000)

遥控铲运机在蔡家营锌金矿的应用

方 勇

(河北华澳矿业开发有限公司, 河北张家口市 075000)

蔡家营锌金矿采用中深孔分段空场采矿法,利用无轨设备出矿。在回采矿体时,考虑到安全原因,铲运机将不进入空区出矿,从而造成大量矿石残留在采场。在回采下分层矿体时,上分层的残留矿石将进入下分层空区;但是在回采矿体底部最后一分层时将形成永久损失。为了避免资源的损失,提高资源回收率,矿山通过遥控铲车来回收最后一分层的残留矿石。通过实例对比,证明了利用遥控铲运机回收采区残留矿石具有较强的可操作性和实用性。

遥控铲运机;残留矿石;资源回收;经济分析

蔡家营锌金矿是由澳大利亚格瑞芬矿业开发有限公司与中方共同出资成立的一家合资企业。2004年由中国有色工程设计研究总院设计,设计年处理矿石20×104t,2005年正式投产,经过3次扩产改造,目前处理矿石能力为75×104t/a。

1 采出矿现状

1.1 采矿工艺

矿体倾角60°～90°,为急倾斜矿体,矿脉小而多,成脉群状,需要采富保贫,地表不允许崩落,再综合考虑其它因素,采用中深孔分段空场嗣后充填采矿法。

(1)采准工作。由斜坡道进入脉外分段巷道,凿岩人员和设备通过脉外分段巷道进入分段凿岩巷道;在采场最宽处掘进拉槽,再在拉槽一端布置切割天井形成自由面,矿块长度根据实际情况确定,一般不超过60m,采场间留有间柱,间柱宽度为10～15 m不等,采场高度为15m,最高不超过20m。凿岩完成后,从天井处开始爆破,一次爆破2排,采用铲运机直接出矿,出矿进路为采场两端的穿脉,为分段出矿。

(2)回采工作。采用YGZ-90钻机凿岩施工中深孔,孔径Φ60mm,最大孔深约18m,最大排距1.6m,最大孔底距1.8m;使用粉状乳化炸药,井下硐室拌药,分包装好运至爆破采场用装药器装药;采用非电导爆雷管起爆。装矿采用铲运机,用卡车运至地表。

(3)空区处理。在最后一分层回采结束后,在凿岩道两端做封闭挡墙,从最上分层利用选厂尾砂进行胶结充填。

1.2 出矿现状

(1)出矿设备。矿山使用北京安期生公司制造的铲运机,型号为ACY-3型。它是一种矮车身,中央铰接前端装载的装、运、卸联合作业设备,既可以用于采场出矿、出渣,又可以向低位的溜井卸矿,也能向较高的运输车或矿车卸矿,还可以用铲斗运送辅助材料、机械设备、修路、铺路,具有生产能力大、效率高,机动灵活、活动范围广,大大改善司机作业条件等优点,但又有轮胎磨损大,尾气净化问题,维修费用高,对人员素质要求高等缺点。

(2)出矿现状。回采爆破从拉槽一端的切割天井开始,扩井排爆破结束,向凿岩道两端后退式回采爆破。爆破后铲运机从两端出矿穿脉进入凿岩道出矿,在爆破的前几排内,铲运机几乎能将爆破的矿石出干净,但随着爆破向两端的进行,采空区面积越来越大,根据爆破落矿情况,很多矿石都被抛掷到了较远的空区里。然而出于安全考虑,铲运机的驾驶室不能进入空区作业,因此铲运机只能铲出铲臂能铲到范围的矿石,更远处的矿石只能靠自重溜到能铲出的区域。由于矿石自然安息角的因素,仍然有一部分矿石留在空区里不能铲出。随着爆破向两端出矿穿脉的进行,堆积留在空区的矿石将越来越多。

根据矿山总结的规律,采场沿走向越长,堆积在采场的矿石将越多,因此合理控制采场长度也是减少矿石残留堆积的措施之一,但是相应地也会增加井巷工程的掘进量。由于下分层爆破后,上分层留下的矿石基本上能进入下分层空区,因此只会在最后一分层形成大量的残留矿石堆积而不能铲出。

为此,在最后一分层,适当缩短采场长度、增加出矿穿脉将能更多地铲出残留在空区的矿石,但这样仍然会有一部分矿石留在空区,同时增加掘进作业量。

2 应用与评价

矿山统计了近几年残存在采场空区的矿石,并且2009年以前形成的空区基本上已经充填,也就是说,残留在空区的矿石已经永久性损失。

从表1可以看到,每年将有较多的矿石残留在空区而不能铲出,不仅降低了资源回采率,造成资源的损失,而且对矿山的经济效益也有一定的影响。为此,在适当增加掘进工程的情况下,矿山提出了使用遥控铲运机出矿的方法并予以了实施。

表1 近几年空区残留矿石

2.1 遥控铲运机出矿统计

矿山于2011年9月在现有的2台铲运机上安装了遥控系统,一台使用,一台备用;安装调试后对操作人员进行了培训,并进行了试运行。试运行结果令人满意。使用遥控铲运机出矿后,虽然仍有少量矿石残留于采空区,但相对于使用前,已大大减少了资源的损失。根据矿山统计,一台遥控铲运机班出矿量在180t左右。从2011年10月正式使用遥控铲运机出矿,只白班作业,其余2班铲运机做其他工作。矿山统计了5个月遥控铲运机出矿实际情况,为了便于计算,出矿量取整数,见表2。

2.2 经济分析

根据出矿统计,对遥控铲运机的使用情况进行经济成本分析。2台铲运机的遥控系统及安装费用为50万元,在此不考虑铲运机折旧;矿山运矿成本45元/t,选矿成本54元/t,采矿费用在每月的采矿结算中已经付给采矿承包商,故无需采矿成本,出矿费用还要从承包商工程款扣除。根据矿石品位和当月实际锌的平均价格估算铲出矿石的价值,见表2。

从表2可以看出,虽然遥控铲运机使用才5个月,但所回收矿石的市场价值已经达到567.4万元。运矿选矿成本114.04万元、铲运机遥控系统安装费用50万元及其他辅助费用等,远远小于回收矿石的市场价值。

表2 遥控铲运机出矿经济成本分析

2.3 应用评价

根据经济成本分析,遥控铲运机在矿山的应用不仅回收了资源,提高了资源回收率,还可为公司带来了一定的经济效益,在同类型矿山中具有推广价值。

[1]中国恩菲工程技术有限公司.蔡家营锌金矿75万t/a扩产计划[R].张家口:河北华澳矿业开发有限公司,2009.

[2]李建波.金属矿床地下开采[M].北京:冶金工业出版社,2011.

[3]石博强.地下辅助车辆[M].北京:冶金工业出版社,2006.

[4]马立强.矿山技术经济学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007.

2012-03-14)

方 勇(1983-),男,四川仪陇人,助理工程师,主要从事采矿技术工作。