徐明生,李寿山,申 延,孙贵东
(1.贵州开磷设计研究院有限责任公司, 贵州 贵阳 550081;2.中蓝长化工程科技有限公司, 湖南 长沙 410083)
开阳磷矿自20世纪80年代就开始推行盘区化开采,并在下属的5个矿山中都得到了推广应用,取得了良好的效果。近年来,随着企业的发展,矿山的生产任务逐年增加,这使得生产与开拓不平衡的矛盾也逐渐突出。盘区长度大具有井巷工程量少、投资省等优点,但同时又存在盘区生产准备时间长,中段可布盘区数量少等缺点;而盘区长度小就势必会增加井巷工程量、增加投资,但其却具有盘区生产准备时间短、中段可布盘区数量多等优点。因此选择合理的盘区长度参数就显得尤为重要。
沙坝土矿段位于贵州省开阳县洋水矿区北部,是开磷集团所有矿段中资源储量最大、矿石质量最好、开采条件最优的矿段,相对其他矿段,扩大其规模,具有较大的经济和技术优势。为满足发展需要,开磷集团决定将沙坝土矿段的生产规模从原来规划的120万t/a进一步扩大到200万t/a以上,设计基建中段为560 m中段。沙坝土矿段原有中段均采用汽车运输方式,盘区长度一般在800 m左右。扩大生产规模后,如继续采用汽车运输,汽车数量必然大幅增加,为保证通风效果也势必会大幅增加通风投资及成本。经论证设计确定560 m中段采用胶带运输方式,保留570 m水平分段巷道作为无轨运输巷道。
560 m中段矿体走向长度约7600 m(南、北两个矿块)。因生产规模扩大,必然需要增加同时生产盘区数量,而增加生产盘区数量的方式有两个:一是增加同时生产中段数量;二是减小盘区长度。但增加同时生产中段数量会给生产组织、通风管理等诸多方面带来困难。为此提出在不增加同时生产中段数量的前提下,通过改变以往的盘区布置方式来满足生产规模扩大的要求。
400 m长盘区布置方案如图1所示。
图1 盘区布置(400 m)
按400 m一个盘区,560 m中段可划为19个盘区,每个盘区中间布置一条斜坡道,在盘区斜坡道附近布置一条矿石溜井和一条废石溜井,全矿共设38条溜井。铲运机最大运距280 m左右,平均运距180 m。在每条采场溜井的底部掘进转运巷道,安装给矿胶带将矿石运到中段大巷胶带。另外为了控制矿石块度,在每个溜井的分段平巷的卸矿口设格筛和破碎机,中段共布置给料胶带19条,格筛324处,移动式破碎机3台。采场采用电动铲运机出矿,共需6台。
600 m长盘区布置方案如图2所示。
图2 盘区布置(600 m)
按600 m一个盘区,560 m中段可划为13个盘区,每个盘区中间布置一条斜坡道,在盘区斜坡道附近布置一条矿石溜井和一条废石溜井,全矿共设26条溜井。铲运机最大运距380 m左右,平均运距230 m。在每条采场溜井的底部掘进转运巷道,安装给矿胶带将矿石运到中段大巷胶带。另外为了控制矿石块度,在每个溜井的分段平巷的卸矿口设格筛和破碎机,中段共布置给料胶带19条,格筛208处,移动式破碎机3台。考虑到盘区端部采场到溜井的运矿距离太长,超过电动铲运机的有效运输距离,需配部分柴油铲运机出矿,全矿出矿共需3台柴油铲运机和4台电动铲运机。
400 m长盘区方案成倍增加了盘区数量,其盘区数量为19个,按盘区利用系数0.7考虑,生产盘区数量可达到13个。盘区生产能力按25万t/a考虑,560 m中段生产能力可以达到325万t/a。
600 m长盘区方案增加的盘区数量比400 m长盘区方案少,其盘区数量为 13个,按盘区利用系数0.7考虑,生产盘区数量为9个,560 m 中段生产能力可以达到225万t/a。
两方案的生产能力均可满足业主对规模的需求,进一步的分析对比见表1。
表1 盘区划分方案比较
从表1可以看出,600 m长盘区方案具有明显的经济优势,虽然采场内需采用部分柴油铲运机出矿,采场空气质量较差,但可以通过加强通风来解决,因此设计推荐600 m长盘区方案。
比选推荐的盘区设计方案,得到了沙坝土矿的认可并在实际开采中应用。因其长度既满足了生产能力对盘区数量的要求,又节省了工程量。目前为止,沙坝土矿段560 m中段所有盘区均已施工,部分盘区已进入开采阶段,该中段所有盘区均采用600 m长盘区布置方案。目前,沙坝土矿段正在施工的480 m中段也拟继续沿用600 m长盘区方案。
磷矿山生产规模越来越趋向于大型化,生产盘区的数量是保证生产能力的前提要素。为满足生产能力的要求,可以选择增加同时生产中段数量扩大生产能力。但开采中段数量的增加会给生产组织、通风管理带来诸多的困难,而且必然会大幅增加井巷工程量、增加投资和生产成本。本文在不增加生产中段数量的前提下有效增加了盘区数量,满足了矿山对生产规模的要求,在实际应用中显现出了良好的效果,为同类矿山生产开拓布置提供了参考。