敦德铁矿阶段运输方案的优化

张明

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

敦德铁矿阶段运输方案的优化

张明

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司）

文章分析了敦德铁矿阶段运输方案面临的现实。通过综合考虑矿山产能平稳过渡、建设投资、运输成本、生产安全等因素，对矿山阶段运输方案进行了优化。

阶段运输方案；投资成本；安全生产

联系人：张明，男，采矿高级工程师，哈密（839000）新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司

E-mail：zhangming@bygt.com.cn

1 前言

敦德铁矿位于和静县西北136km，行政区划隶属和静县管辖。敦德铁矿区位于高山区的冰川中部，地形总体上为北高南低，海拔3699～4370m，比高500～700m。采矿设计一期3788m以上矿体产能300万t/a，其中3912m以上为新增储量，设计产能150万t/a，是目前的生产中段；二期3568m以上矿体预计产能在300万t/a以上。开拓运输系统采用平硐溜井-斜坡道联合开拓方式。主运输平硐标高为3788m和3568m，采矿方法为无底柱分段崩落法。

按照设计采出的矿石由3788m平硐有轨运输系统运出，运至3788m硐口的150移动式破碎，岩石由3788m平硐运出至废石场排弃。3568m平硐有轨运输系统建成后，矿石通过主溜井（上口：3788m，下口：3568m）下放至3568m主运输平硐运出，岩石仍由3788m平硐运出地表排弃，矿石经破碎及干选后由汽车运至选矿厂。

在矿山建设中，矿山运输系统的合理设计是矿山顺利达产的基本保证。通过对敦德铁矿原阶段运输系统的设计方案分析，认为该方案面临无法满足矿山产能达产的问题，需要对阶段运输方案进行优化。

2 原开拓运输系统规划方案简述及分析

敦德铁矿开拓运输系统示意图见图1。

图1 原设计的敦德铁矿开拓运输系统示意图

目前敦德铁矿3912m以上已经完成平硐及斜坡道开拓工程，3912m平硐具备临时出矿条件；3788m运输平硐掘进工程已经完成，有轨运输系统尚未建立，只具备汽车运输条件，但由于断面规格小，所以汽车运输能力小；3850m中段为进风平硐，目前已按双平硐施工完毕，具备临时出矿条件，由于是双硐汽车运输能力大；3568m按单硐双轨断面施工，目前完成长度850m。

按照规划方案，利用3912m和3850m平硐汽车运输出矿，并辅以地表汽车运输，将矿石运到3788m平硐口150万t破碎系统。在3788m有轨运输系统建成后，3788m以上矿石全部下放到3788m水平，再利用有轨运输系统运出。

目前3568m水平为单硐双轨施工，断面规格6.0m×4.6m，已完成850m。因3568m平硐内涌水量极大，加之掘进断面大，故掘支速度非常缓慢，成巷速度约为60m/月。

按照规划，在3568m水平有轨运输系统建成前，3788m及3850m是矿山的主要运输平硐。

问题分析：（1）由于3912m水平以上产能为80～150万t，服务年限仅为4年（2014～2017年），利用3912m、3850m及3788m平硐汽车运输出矿，并辅以地表汽车运输，通过计算2014～2017年可以保证矿石运输需求（见表1），但自2018年矿山产能将由200万t逐步过渡到300万t，规划将无法满足运输要求，届时阶段运输能力不足将成为矿山达产的瓶颈。

（2）在3788m平硐铺轨前，3788～3912m水平大量的采区溜井放矿系统（包括溜井联巷、溜井掘进，振动放矿机基础及安装等）必须在2017年以前建好，但按照现有施工进度是无法保证的。

（3）建成3788m水平有轨运输系统，其硐口工业场地的建设根据计算需要17万m3岩石垫层，但3788m、3850m硐内只有约12万m3岩量，岩量不足将导致3788m硐口工业场地无法建成。

（4）若要保证运输需求，唯一的办法是3788m暂不铺轨，也采用汽车运输，故3788m、3850m平硐同时汽车运输，并辅以地表汽车运输，方能保证2018年后200万t以上的产能需求，但会大大增加运输成本。

由上述分析可以看出，运输方案面临的问题是阶段运输能力无法满足产能提升的要求：（1）因采区溜井放矿系统不能提前建成，又会制约3788m有轨运输系统按期建成；（2）因硐口工业场地岩量不足，如果从外运至将大大增加建设成本。

为保证敦德铁矿矿石阶段运输能力不影响矿山后期正常达产，同时尽量减少汽车运输，降低运费，减少矿山建设成本，必须对矿山阶段运输方案进行了优化。

表1 原设计的2017～2018年矿石运输方式

3 阶段运输方案优化内容

3.1 加快建成3568水平有轨运输系统

3568 m水平运输系统主要工程有:3568m主运输平硐，总长4250m；3788～3568m通风安全井，长度220m；3788～3568m主溜井，长度220m；另有主溜井振动放矿机硐室、电机车矿车修理硐室以及风机硐室。

目前3568m水平采用单硐双轨大断面施工，施工速度极其缓慢，成巷速度仅为60m/月，按照目前的成巷速度，大约需要3.5～4年完成掘支工程，铺轨时间按1.5年(因单硐双轨效率低)考虑，需要5～5.5年才能建成3568m水平运输系统，故最快于2019年能建成3568m水平运输系统，即按照目前情况无法满足矿山正常发展的要求。

根据目前3568m水平涌水量大、成巷速度极慢的现状，建议加快建成3568m水平运输系统，即将单硐改为双硐，将大断面改为小断面掘进，断面规格由6.0m×4.6m改为4.01m×4.00m（见表2）。经计算，如果3568m水平改为双硐单轨，即小断面施工，成巷速度可以提高到80m/月以上，且双硐平行作业。在平硐掘进到达相应位置后，3568m水平其它工程同样可以平行作业，故建成3568m运输系统主要取决于平硐掘进时间。目前3568m水平约有3400m平硐未完成，经估算约2.0～2.5年可以完成掘支，铺轨时间按1年考虑，故需3～3.5年即可建成3568m水平运输系统，即3568m有轨运输系统于2017年可以投运，建成3568m水平有轨运输系统后，3568m以上全部矿石可以溜放到3568m水平，再运到硐口150破碎系统。3568m以上岩石量溜放到3788m通过无轨运输运出。3568m硐口场地也无须填方。

3568 m水平改单硐为双硐具有明显优势：（1）大大降低目前3568m大断面施工的安全风险，双硐平行作业并辅以联巷，可以有效改善通风效果，提高施工效率。（2）缩短3788m平硐汽车运输、地表汽车倒运的服务年限，从而提高运输安全。因3788m平硐断面小，不利于汽车运输。

经估算，3568m水平改单硐为双硐工程费用大体相当，均在5800万元。即优化后3568m水平建设投资并不增加。

3.2 可以取消3788m有轨运输系统等工程建设

加快建成3568m水平有轨运输系统后，3788m有轨运输系统可以不必建设，其硐口工业场地、铺轨及信号系统都无须建设，这样不但省去了3788m有轨运输系统的建设投资，也解决了3788m建设溜井放矿系统的矛盾。参考有关单位提交的《敦德铁矿采选工程技术咨询报告》，经估算取消3788m有轨运输系统可以降低建设投资约1300万元（铺轨250万元、信号系统450万元及信号楼500万元等，硐口调车场填方费用150万元）。即使3788m建设有轨系统输出岩石，硐口调车场也可以大大简化，预计节省投资500万元以上（含铺轨、信号系统、信号楼及硐口调车场填方费用）。

运输方案优化后见表2，自2017年下半年3568m水平有轨运输系统建成后，运费大幅降低。

表2 优化后的2017～2018年矿石运输方式

3.3 安全施工更有保障

结合矿区地质条件，3568m主运输平硐施工及设计前半程均在矿区地表水沟的西侧，后半程在主沟的东侧。从地质因素推测，工程穿过此构造时涌水量还将大幅升高，严重影响工程进度及工程安全。所以大断面改为小断面后，3568m主运输平硐穿过地表水沟的对应位置，可以比较安全。

由上述分析可以看出，3568m水平改单硐掘进为双硐掘进，可以大大提高掘进效率，预计2017年下半年可以建成3568m有轨运输系统，同时在安全、通风等方面有诸多明显优势，从而大大降低运输成本。更为重要的是可以实现150万t向300万t以上规模的平稳过渡。

4 结束语

敦德铁矿开拓运输过渡方案的确定直接关系到矿山规模平稳过渡、矿山运输成本、建设投资以及生产安全等问题，只有加快建成3568m水平运输系统，才能确保矿山产能由150万t向300万t以上平稳过渡，同时降低矿石运输成本，降低建设投资，提高矿山生产的安全。

Optim ization Stage Transportation Programs of Dunde Iron Mine

ZHANGMing
（Xinjiang Iron&SteelYamansu Mining Co.Ltd）

Thispaperanalyzed stage transportsolutionsof Dunde ironmineactualsituation.By comprehensive considering themine production tobe seamless transition and construction investmentand transportation costs and other factors ofproduction safety of themine,the stage transportprogramswereoptimized.

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TD50

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1672—4224（2014）01—0041—03