矿山双斜井施工设计与应用

昝红建，陈星明

(1.会理县黑箐矿业有限责任公司, 四川会理县 615100；2.西南科技大学, 四川绵阳市 621000)

矿山双斜井施工设计与应用

昝红建1，陈星明2

(1.会理县黑箐矿业有限责任公司, 四川会理县 615100；2.西南科技大学, 四川绵阳市 621000)

黑箐铜矿因原矿平均品位下降及原矿量增加，原有主出矿运输提升系统已不能满足矿山的发展需要，严重制约和影响了矿山的发展，急需重新设计。通过对矿山开采现状、经济技术指标分析研究，采用双斜井设计方案，以满足矿山的发展需要，并以此实例，介绍双斜井设计的参数及应用，并进行了总结分析，为同类矿山提供参考依据。

双斜井；提升系统；扩产扩能

1 矿山概况

黑箐铜矿矿体赋存于会理通安组白云石大理岩中,东南方向部分出露地表,矿岩中等稳固,地表允许塌陷,竖井井口标高+1852 m。井下现已开采到1700 m中段,采用浅孔留矿法开采矿房,中深孔回采矿柱,黑箐矿业原有产能为15万t/a,原矿品位0.7%,随着开采深度的增加及矿柱回采原矿品位下降严重,目前品位只有0.35%,但原矿量增加1.5 倍,原有的提升运矿能力已不能满足需要,急需重新设计。经过方案对比,确定采用双斜井提升方案,斜井运输采用单绳缠绕单钩串车组提升,最终选址在20勘探线侧。双斜井位于矿体下盘,其矿体倾角45°～65°,走向NNW,倾向NE,井口距矿体边界100 m,矿层上盘为碳质钙质板岩、千枚岩,煌斑岩,下盘为石英石榴绢云片岩、千枚岩夹大理岩,岩石为中等坚固,地表浮土层厚20～50 m,其间受断层影响,风化裂隙及岩溶、溶裂较为发育,施工有一定难度。地下水为裂隙充水基本降至1700 m中段以下,夏季多,冬季少,为大气降水补给。

2 矿山提升运输能力现状分析

黑箐铜矿原有提升运输系统为:一条老斜井延伸到1750 m中段,一条新斜井延伸到1700 m中段,规格为2.5 m×2.5 m,坡度为-24°,绞车为JT1.2单筒双电阻提升绞车,两条斜井提升能力800 t/d,随着开采深度的延深现已到1700 m中段,老斜井出矿需从1700 m中段盲斜井中转,成本、管理费用较高；新斜井由于矿柱回采工程已发生变形垮塌,严重影响运输出矿能力,安全隐患巨大；同时由于矿柱回采及1700 m中段原矿平均品位下降的双重原因,现在原矿入选品位只有0.35%,但原矿量增加了1.5倍。针对这一突出现状,及时做出调整,新开出矿井,报废新老斜井,同时进行扩产扩能改造,将原矿出矿能力提升为1600 t/d,新设计的双斜井可满足矿山提升运输出矿能力,1700 m中段平面见图1。

图1 1700m中段平面图

3 双斜井设计方案

3.1 方 案

双斜井口选点坐标为1号井口X:2915731.797, Y:34499937.698；2号井口X:2915724.124,Y: 34499931.260；井口高程为1890m。方位310°,双斜井平行布置,相距10m,断面2.5m×2.5m；20～30m处打一联道,兼做躲硐,斜井坡度-24°,斜井长467m,高差189 m,落平点在1700 m中段,10勘探线～12勘探线之间,其落平点坐标为:1号井X: 2916006.255,Y:34499610.587；2号井X: 2915998.595,Y:34499604.159；落平点高程1701 m；井底车场规格40 m×4.5 m×2.5 m,1700 m中段的2＃、3＃盲斜井矿石由运输联道运至车场,由斜井提升出井,3＃盲斜井至车场运输距离为146 m,2＃盲斜井至车场运输距离为412 m；在2＃盲斜井至车场间设计一错车道,规格60 m×5 m×2.5 m,在两运输道交互处设计双车道,规格51 m×5 m×2.5 m,用岔间连接双道即可兼做错车道；每列车串车15辆,3～7 t电机车牵引,钢轨选型15 kg/m,矿车选型为0.75m3的侧缷式；双斜井选用JTp1.6提升绞车卷筒直径为1.6 m,提速3.2 m/s,拉力45 kN,一次提升串车5辆；双斜井钢轨选用18 kg/m,地表甩车场及机修需要面积80×60m2,设计为人字甩车场；矿石直接倒入选矿料仓。

3.2 双斜井提升能力验算

设计双斜井提升能力为2500 t/d,单井为1250 t/d；一次提升循环时间为7min,一天工作按21 h计算,日提升次数为180次,一次提升矿石重量按5斗计为8 t,日提升矿石量为1440 t；双斜井设计提升能力满足出矿能力。

为达到日出矿2500 t/d的出矿能力,斜井长467 m,提升高度189 m,倾角-24°,矿山工作时间为三班24 h工作制,斜井绞车有效工作时间21 h,一次提升循环时间7 min。

3.3 绞车选型验算

一次提升矿石量8 t(提升速度3.2 m/s),小时提升8.5次,矿车容积0.75 m3,自重800 kg,5个(一次提升矿车组)4000 kg,则矿车组重载重量为12 t,钢丝绳采用24.5(6T25+7×7)金属绳芯,质重2.29 kg/m,按500m计,自重为1145 kg,则总重为13.145 t。

根据计算公式可得矿车组需平衡静拉力为5.5 t,因此,选择设备为JT-1.6型斜井单筒(机械调速)绞车,钢轨18 kg/m,最大静拉力为45 kN,提升速度3.2 m/s；容绳880 m,电机功率110 kW；当斜井为24°时,绞车最大静拉力为11 t＞5.5 t,满足需要。

3.4 双斜井设计方案实施效果

双斜井经过11个月施工完成并通过验收。运行的实际效果满足1600 t/d的运输出矿提升能力；双斜井的管理维护更加方便高效；同时提高了经济技术指标、矿产资源的回收利用率,每年节约管理运输费300万元。

4 结 论

(1)通过对矿山采区的详细勘察,为双斜井的设计施工提供了准确详细的资料,并提供了强力的技术依据。

(2)双斜井的设计施工的成功运用,并取得良好效果,为矿山经济技术指标的提升提供了良好的支持平台。

(3)双斜井的运输提升系统方案具有投资少、工期短、安全高效、施工工艺简单、维护管理方便等技术上的优势,特别适合中小型矿山,可为类似矿山运输提升系统的设计提供借鉴。

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2015-04-12)

昝红建(1968-)，男，四川成都人，大专，采矿工程师，主要从事采矿技术工作，Email:zuogei1290＠163.com。