某磷矿运输系统改造

严佳龙 高忠民 李寿山 欧宇青

(化工部长沙设计研究院)

某磷矿运输系统改造

严佳龙 高忠民 李寿山 欧宇青

(化工部长沙设计研究院)

采用有轨运输的矿山在扩产或者向深部延伸开采时，易产生运输能力的瓶颈。采用胶带运输方式可以解除运输能力的限制，提高生产能力。贵州省某磷矿原设计采用平硐-溜井开拓、主平硐电机车运输、上部中段无轨汽车运输的开拓运输方式，通过将该系统改造为胶带运输方式，实现了产能的提升，取得了良好的经济效益。

胶带输送机 运输系统 改造

胶带运输系统具有结构简单、运输效率高、适应性强、运输能力强等优点，在深井开采中还可采用多段胶带运输机接力运输的方式来实现矿井岩石的深井提升运输，彻底改变了轨道运输环节多、系统复杂、运输效率低的状况[1-4]，井下所有斜巷实现了无人值守，大大缩减了劳动定员，从根本上突破了传统井下运输方式的限制。贵州省某磷矿原设计规模为80万t/a，开采条件好，矿石质量好，具有较大的经济和技术优势，加之需求扩大，生产规模在原有的基础上进一步扩大至150～200万t/a，因而需要对矿段生产开拓运输系统进行技术改造。

1 原有运输系统概况

该磷矿原设计采用平硐主溜井辅助斜坡道联合开拓方式，井底车场为有轨电机车运输系统。主平硐和井底车场位于920 m水平，矿石经溜井振动放矿机放入矿车，由电机车牵引运出920 m平硐，卸载至矿仓。主溜井系盲副竖井改造，井底车场和主溜井生产能力为80～100万t/a，主要运输系统如图1所示。辅助斜坡道位于1 050 m工业场地上方，进硐标高为1 103 m，主要运输废石、材料和人员设备出入井下。920 m水平以上矿石运输，920 m主平硐及其车场和溜井装卸系统是全矿生产的咽喉，目前采用溜井振动放矿机放矿，主线双轨电机车运输，运输设备为10 t电机车牵引2 m3固定式矿车，在地表设有翻车机卸矿，实际最大通过能力约100万t/a。

图1 改造前开拓系统平面

2 改造方案

2.1 主运输方案

(1)方案1。将现有的920 m电机车平硐改造为胶带运输巷道，将电机车运输改造为胶带运输磷矿石。另沿920 m水平下盘脉外布置胶带运输巷道，同时布置石门将各采场溜井与胶带平巷连接，矿石通过采场溜井到给矿胶带到中段大巷胶带经主平硐运出地表。撤除地面翻车机，改为胶带卸矿。

(2)方案2。保持现有的电机车运输系统不变，沿现有主平硐增掘一条单轨运输平硐。另沿920 m水平下盘脉外布置电机车运输巷道，采用双轨沿脉加穿脉布置， 920 m中段采用电机车运输。

相对于方案1，方案2对现行生产系统影响较小，但井巷工程量大，自动化程度低，需要的人员较多，且系统形成后，再扩大规模较为困难。两种方案对比见表1。

表1 主运输方案比较

改造过程中，从硐口到井底车场线路全长1 584 m，双轨巷道，断面净宽3.9 m，为了尽可能降低改造施工对矿山生产的影响，一方面要求加快920 m无轨平硐的施工，并考虑在靠近无轨平硐和1 070 m中段平巷的适当位置掘进一条溜井，连通920， 1 070 m 水平,在改造施工期间，大部分矿石通过溜井下放至920 m水平后，通过汽车从无轨平硐运出地表至矿石堆场；另一方面将靠近车场一侧的线路继续用做矿石运输，仅将远离井底车场一侧的轨道改造成胶带运输道。为了加快施工速度，不撤除现有的轨道，将胶带运输机机架整体焊接在轨道上，顺利解决了施工问题。

2.2 中段胶带提升系统

超前掘进最下一个分段采准平巷，连通各盘区斜坡道等，解决无轨设备运行通道的问题。中段采用胶带运输，由于胶带投资较大，安装调试时间长，因此应尽量延长胶带的服务时间。在规模扩大和中段采用胶带运输的情况下，如果继续按中段高度每50 m布置，显然是不合适的。因此，划为3个中段开采，分别为850，780，700 m中段，同时考虑上2个中段矿山集中放在下中段胶带运输，上中段的巷道作为无轨设备通道布置方案。850，780 m中段采用坑内汽车运输，700 m中段布置胶带，850，780，700 m 中段的矿石和废石先集中到700 m中段，通过胶带斜井提升至920 m胶带运输系统运出。其他中段的矿石也以此类推，通过920 m主平硐胶带机，经主平硐4条胶带机的接力运输运至地表原有的翻车机矿仓卸矿。

2.3 废石提升运输系统

经计算，生产规模为200万t/a时，按现有的充填法开采，废石总量约为78万t/a。考虑一部分废石可以充填到采空区，运出地表堆放的废石量为40万t/a。矿山现有的废石场容量难以满足上述要求，考虑在矿体的上盘新增废石场地，并从现有废石场掘进一条胶带斜井至920 m水平，与920 m中段胶带系统连通，再与920 m下延胶带斜井连接。

2.4 溜井布置方案

920～1 070 m水平垂直高度约145 m，按10 m分段高度，共分为14个分段。采场溜井的布置方案有：①方案1，分段布置溜井，即溜井分1 070～990 m 及990～920 m 2段布置，990 m水平以上的矿石通过第1段溜井下放至990 m水平后，通过转载胶带运至第2段溜井，下放至920 m中段；②方案2，溜井不分段，采场溜井从1 070 m一直通至920 m中段。相对于方案1，方案2由于不设转载水平，生产环节相对简单，设备投资减少243万元，服务年限内共节省电费60万元。由于990 m水平以上每个分段的石门长约80 m，增加巷道投资约1 500万。另外，990 m水平以上铲运机运距增加了80 m，铲运机数量增加2～3台，采矿成本增加500～ 1 000万元。由此可见，采用分段布置溜井(方案1)经济上的优势是非常明显的，技术上也不存在困难。由于中段采用胶带运输，要求溜井具有一定的储存矿石容量，溜井宜布置于较为稳固的白云岩中，溜井的净直径取3 m。

3 结 论

(1)主平硐改为胶带运输，通过与中段胶带相联接，实现了连续、高效运输，完全破除了运输瓶颈，且运输能力还可以根据需要进一步扩充。

(2)通过改进中段运输方式，大中段采用胶带运输系统运输矿石和废石，大大减少了井下汽车的数量，简化了井下调度流程，减轻了对井下空气的污染，中段胶带与主运输胶带配合，实现了连续高效运输，若主要开采水平在主运输胶带以下将具有更好的经济性。

(3)采用分段溜井布置方式，与中段胶带配合实现了运输的均衡。

(4)全矿通过胶带运输改造，已经达产，顺利实现了产能提升，高效、连续运输。

[1] 吴爱祥，古德生，余佑林.我国地下金属矿山连续开采技术的研究[J].金属矿山，1998(7)：1-3.

[2] 刘敬国，程素萍，秦鹏渊，等.主矿胶带运输方案设计[J].金属矿山，2008(1)：146-147.

[3] 马相松，张正明，魏建海.大顶山矿区中段运输有轨改无轨的研究[J].有色金属设计，2012，39(2)：1-4.

[4] 战 凯.地下金属矿山无轨采矿装备发展趋势[J].采矿技术，2006，6(3)：34-38.

2015-01-20)

严佳龙(1984—)，男，助理工程师，硕士，4101116 湖南省长沙市雨花区洞株路6号。