三山岛金矿井下环形车场设计及应用

刘国栋，贾万玉，吴若菡

(山东黄金矿业(莱州)有限公司, 山东莱州市 261442)

三山岛金矿井下环形车场设计及应用

刘国栋1，贾万玉2，吴若菡3

(山东黄金矿业(莱州)有限公司, 山东莱州市 261442)

三山岛金矿西山矿区-600m中段有轨运输系统工程是该矿8000 t/d探建工程的中枢。该矿为提高-600 m中段运输能力，根据西山矿区装载车场实际情况，经过方案对比选择后施工斜式环形车场，减少会车等待时间，采用单电机车牵引矿车，使西山矿区-600 m中段有轨运输转运量目前达到4100 t/d。同时，将环形车场时与西山矿区主斜坡道贯通，将新立矿区新鲜风流引入西山矿区，有效缓解西山矿区深部通风问题。

三山岛金矿；有轨运输；环形车场；通风

0 引 言

三山岛金矿是我国国内大型黄金矿山之一,在面临国际金价低位运行,生产成本不断上涨的困难形势下,积极采取一系列降本增效的措施,其中运输方式由无轨逐步向有轨转变,增加有轨运输量,以达到减少运输成本的目的是该矿重点措施之一[1]。西山矿区-600 m中段有轨运输系统为三山岛金矿8000 t/d采选工程的中枢,目前可转运矿石3500 t/d,但受到-600 m中段大巷工程限制,只通过优化生产组织无法再提高其运输能力[2]。同时,该矿目前生产区域已下沉至-780 m中段,深部开采面临风量不足、风流污染严重等不利因素[3]。为解决上述问题,在西山矿区设计施工环形车场,维修硐室等工程实现连续装车,并将环形车场与西山主斜坡道贯通,将新立矿区新鲜风流引入西山矿区。

1 环形车场设计方案

1.1 方案选择和设计

西山矿区-600 m中段有3个溜井,1＃、2＃溜井目前正在使用,3＃溜井尚在建设中,改造前1＃、2＃溜井共同使用一条单轨装车巷,3＃溜井独自使用一条单轨装车巷,装载车场均为折返式车场。矿车采用双机牵引,在运输过程中,对向行驶矿车务必在固定的错车巷进行等待会车,耽误运输时间。同时,由于1＃、2＃溜井之间距离较短,无法实现两列矿车同时进入装车巷装矿。因此,考虑施工环形车场,使矿车不必在错车巷会车,直接在车场内调车,实现连续循环装车。在设计方案的选择上主要考虑以下几点:

(1)便于调整储车线和出车方向；

(2)工程量尽可能减少；

(3)运输量较大,可以实现连续装车；

(4)运输设备类型和自动化程度；

(5)车场所处位置的地质条件。

环形车场类型主要分为立式、卧式、斜式[4](见表1)。依据西山矿区-600 m中段的实际状况,设计采用斜式环形车场,环形车场设计方案见图1。设计掘进工程量274.1m,其中弯道段175.2m,直道段88.7 m,斜坡道联络巷10.2 m。

表1 环形车场类型对比

图1 环形车场平面图

巷道装备标准与原-600 m中段无轨运输巷装备标准一致。巷道工程掘进工期6个月,巷道标准化装备3个月。

1.2 环形车场施工

(1)施工顺序:两头对向掘进,车场两头距离差15 m时,暂停其中一头掘进,只在另一掘进面施工,并贯通车场。

(2)凿岩爆破:采用光面爆破,直道处断面3.3 m×3.3 m,弯道处断面3.5 m×3.3 m,断面均为1/3三心拱,气腿式风动凿岩机凿岩,孔深2.0～2.5 m,使用2＃岩石乳化炸药,人工装药,起爆器材为发爆器引爆非电导爆管秒差雷管反向起爆[5]。

(3)铲运:使用矿山2 m3容量ST-2.0铲运机铲装,通过坑内卡车运往废石溜井。

(4)支护作业:采用锚喷支护,锚杆使用管缝式,锚杆网度2.0 m×2.0 m；喷浆强度C20,厚度50 mm。

(5)巷道装备:巷道装备标准与-600 m运输大巷统一,在与斜坡道贯通处安装挂钩,方便设备吊运。

1.3 设计方案探讨

(1)装车方式优化。1＃、2＃溜井口距离为61m,每列矿车的组成形式为电机车牵引12辆矿车,矿车全长84 m,因此装车巷内无法容纳2列车同时装矿。环形车场形成后,装车方式为第一列矿车进入2＃溜井装矿,车尾通过1＃溜井后,第二列矿车进入1＃溜井装矿,此时第一列矿车进入环形车场,2列车装完矿后均通过环形车场调头离开装车巷,形成循环装车。当3＃溜井建设完成后,增加1列车可以实现3列车循环装车,装车效率明显提高[6]。

(2)环形车场将1＃、2＃、3＃溜井连接在一起,形成环形。原先的折返式车场由于无法调头,矿车需要双机牵引,采用环形车场后,通过车场调头,可以采用单电机车牵引,减少设备投入。

(3)设计环形采用大转弯半径。牵引电机车型号为CJY 14/7 GB550斩波调速架线电机车,运行最大速度4 m/s,轴距1600 mm,按照《金属非金属矿山安全规程》要求,轨道转弯半径大于1.5 m/s时,转弯半径不小于车辆最大轴距的10倍。该环形车场转弯半径设计为50 m,不仅符合安全规定要求且采用大转弯半径可以减少电机车行驶盲区,保证电机车快速安全行驶,而且满足车场通过能力[7-8]。

(4)将环形车场与与西山斜坡道贯通,从而使新立矿区新风引入西山矿区。三山岛金矿西山矿区主要进风井为主斜坡道,但由于浅部采矿仍在进行和斜坡道受无轨设备污染,-600 m以下中段新鲜风量不足。工程贯通之后,新立主混合井的部分新风直接通过-600 m有轨运输巷和环形车场进入西山主斜坡道,从而补充西山深部风量,且补充的风均为未受无轨设备污染的新鲜风流[9]。

(5)环形车场直道段与主斜坡道保持5m安全距离。主斜坡道是西山矿区主要开拓方式,通过预留5 m安全距离,保证环形车场爆破震动不对主斜坡道造成扰动破坏。

2 应用效果

工程施工结束,经过调试运行后,统计1＃、2＃溜井3个月运输量,认为西山矿区有轨运输能力得到提升；通风技术员在深部-630 m中段石门巷风量测试结论认为该中段风量有所增加,且温度有所下降。具体对比数据见表2。

表2 车场改造前后对比

3 结 语

三山岛金矿通过对原有车场合理改造,增设环形车场,使西山矿区有轨转运量提升900 t/d,相对无轨运输的高昂费用,提高有轨运输能力每年直接节约运输成本160万元。新立矿区的新鲜风流直接进入西山矿区深部采场,有效改善了西山矿区深部采场的低风量、高温施工等问题,节省了部分通风降温成本。由此可见,西山矿区-600 m中段环形车场优化取得了多重效益,对三山岛金矿深部未来生产意义重大。

[1]陈玉民.“黄金微利时代”的企业战略[J].中国有色金属, 2014,32(1):44-45.

[2]卢央泽.大规模地下矿有轨运输系统网络结构优化[J].矿业工程研究,2014,29(4):72-74.

[3]杨竹周,李 威,冀 东,等.三山岛金矿深井通风降温治理技术研究[J].金属矿山,2011,46(11):146-149.

[4]张富民.采矿设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1987.

[5]张志旭,任少锋,张亚文,等.光面爆破在平硐开挖施工中的应用[J].采矿技术,2013,13(2):84-85.

[6]董进忠.矿井大巷运输系统改造综合效益研究[J].煤炭与化工,2014,37(10):91-93.

[7]朱淑伦,王保伦.井下运输的最优化问题[J].阜新矿业学院学报,1982,4(2):17-25.

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[9]王明斌,何顺斌,李文光,等.三山岛金矿西山矿区北翼通风系统改造设计[J].现代矿业,2014,34(4):69-71,78.

2015-01-30)