铜绿山铜铁矿二期工程回顾

肖艳芬

(大冶有色金属公司铜绿山矿技术科, 湖北大冶市 435101)

铜绿山铜铁矿二期工程回顾

肖艳芬

(大冶有色金属公司铜绿山矿技术科, 湖北大冶市 435101)

铜绿山铜铁矿二期工程建设从 1985年正式开工,经历了初步设计中大露天开采项目的建设和修改初步设计中的井下开采项目的建设,历时 14年,至 1998年建成试生产。投产 10多年来,矿山生产经营成果相当可观:1998～2010年铜绿山矿共完成采矿量1089.75万 t,生产矿山铜 151591 t,为铜绿山矿的持续稳定发展发挥了积极作用。

铜绿山铜铁矿;二期工程;开拓系统;充填系统;运输系统

铜绿山铜铁矿二期工程地下开采的对象主要是Ⅲ、Ⅳ号矿体和Ⅺ号矿体,设计生产能力为 2500 t/d,开采深度从 -245～-365 m,由于一期工程和二期工程没有及时衔接,为维持井下产量,铜绿山矿在 -185 m中段和 -245 m中段间设计开掘了盲斜井和盲措施井,利用一期工程对 -245 m中段部分矿石进行了开采。

1 开拓系统

二期工程地下开拓方式为上盘竖井开拓,开拓工程有主井、副井,一期工程管缆井、充填系统、部份排水系统继续沿用,主、副井及工业场地位于选矿中碎车间旁边。二期工程中段高度为 60 m,设 -245,-305,-365 m 3个运输中段。

主、副井信号通讯系统采用电视监视、普通电话、声光信号、泄漏式电缆报话通讯及提升钢丝绳联络通讯等多种信号、通讯系统并用的方式,确保了信号系统的安全可靠。

1.1 主井

主井井筒净直径为Φ4.5 m,混凝土支护,支护厚度为 300 mm,井口地面标高为 +26.5 m,井底标高为 -500 m,井深为 527 m。井筒内配带平衡锤 8 m3单箕斗,箕斗卸载矿仓顶部标高为 +36.5 m,机车卸矿最低中段标高为 -365 m,箕斗装载标高为 -460.205 m。主井井架为钢筋混凝土结构,井塔高62 m,采用 JK M2.8×6塔式 6绳摩擦式提升机,732 kW电机直流拖动,设计提升能力为 3000 t/d,提升系统采用微机数字控制技术,实现了自动化程序操作,于 1998年 12月建成投入试生产。

1.2 副井

副井井筒净直径为Φ5.5 m,混凝土支护,支护厚度为 300 mm,井口地面标高为 +27 m,井底标高为 -528 m,井深为 555 m,副井井筒与各中段通过马头门连通,井架为钢筋混凝土结构,井塔高 35 m,井筒内配 4200×2175带平衡锤罐笼,采用 JK M2.8×4塔式 4绳摩擦式提升机;为了提升运输的方便,井筒内还配置了 1190×930带平衡锺交通罐笼,采用 75 kW多绳提升系统,载重 1 t,罐笼主要用于提升人员、材料和设备,可以升降 3.8 m3铲运机的拆卸大件,于 1995年 4月建成投入试生产。

2 运输系统

在主井旁边设有矿石集中溜井和废石集中溜井,矿石集中溜井直径为Φ3 m,废石集中溜井直径为Φ2.5 m,均与 -245,-305,-365 m中段卸载站连通。井下破碎硐室布置在 -425 m水平,内设900×1200颚式破碎机。

2.1 矿石运输

井下各中段 (-245,-305,-365 m中段)的矿石经振动出矿漏斗装矿车后,在本中段由架线式电机车拉到主井旁边的卸矿硐室卸载,经集中溜井下放到 -425 m水平的破碎硐室,经破碎后下放至碎矿仓,然后通过 -452 m水平皮带输送机输送至计量硐室,最后由箕斗经主井提升到地表,由皮带输送机直接送进选厂中碎车间的中碎圆锥破碎机。

2.2 废石运输

废石运输同矿石运输相似,废石从振动出碴漏斗装车后,用架线式电机车拉到卸载硐室卸载至废石溜井直接下放到 -425 m废石仓,经给料胶带输送机、计量漏斗装入箕斗提升至地表,再用汽车运至排土场。

3 通风系统

铜绿山铜铁矿二期工程坑内通风采用中央进风、南北风井抽风的中央对角式通风方式;南、北风机均安装在坑内。南风井井筒直径为Φ3.5 m,采用2K56-1NO.24D矿井轴流风机 (190 kW);北风井井筒直径为Φ4.0 m,采用 DK40NO19风机 (2×110 kW);作为紧急安全出口之一,北风井内设有人行梯子间。

井下新鲜风流由副井进入各中段平巷,由人行滤水井进入各工作面,洗涮工作面后的污风从充填井排至上中段回风巷,由南北风井排出地表。独头掘进时的通风采用局扇强制通风。

4 压缩空气和供水系统

井下各类凿岩机、风动装岩机均以压缩空气作为动力,压缩空气总需求量约为 150 m3/min,在副井井口附近建有压缩空气机房,压缩空气经无缝钢管输送至井下各中段。

坑内凿岩、防尘及消防用水约为 1250 m3/d,在地表建有 3000 m3高位水池对井下排水回收利用,生产用水由地表高位水池Φ102×4钢管经副井下到各中段。由于采矿中段至地表高位水池高差大,水压高,在各中段马头门处安装有减压阀减压,以将水压降至所需的压力。

5 排水和排泥系统

铜绿山铜铁矿二期工程坑内布置有 2座水泵房,其中 -245 m水泵房安装有D500A-57×6型水泵 6台 (总排水量 Q=450 m3/h),废水经管缆井直接排至地表,最大排水能力达 48000 m3/d,主要拦截排除 -245 m及上部涌水;-365 m水泵房设有 5台 250D-60x8型水泵 (总排水量 Q=450 m3/h,H=480 m),经副井直接排至地表,最大排水能力为36000 m3/d;井下 2个水泵房的最大总排水能力为84000 m3/d。

目前,-365 m中段水泵房日均排水量约为1800 m3,由副井排至地面高位水池,经澄清后供井下生产用水;-245 m中段水泵房日均排水量约为1200 m3,由管缆井排至地面后流入小清河,没有回收利用。

副井 -532 m井底水窝水泵负责排除主井和副井井底水窝的水,水泵安装在副井的井底,主井井底水窝的水通过粉矿回收巷道流向副井井底水窝。井底水窝的水由井底水窝水泵排到 -365 m水仓,再由主泵房水泵排出地表。

由于泥沙水易造成坑道污染,影响运输,增加排水设备的磨损,故在巷道和水仓前设置有沉淀池,用铲运机清泥,水仓采用人工清泥;在粉矿回收巷道的水沟旁也设有沉淀池,沉淀池中的泥由人工清理。

6 充填系统

铜绿山铜铁矿二期工程设有 2套充填系统,其中 1套为全尾砂胶结充填系统,1套为膏体泵送充填系统。

为了保护铜绿山铜铁矿区的古矿遗址,尽量减少地表的沉降,以及保证采场的充填接顶,投资1300万设计建成了国际先进的膏体泵送充填系统。

全尾砂胶结充填系统充填井布置在Ⅲ号矿体的上盘,地表标高为 +40 m,井底的标高为 -185 m,井筒直径为Φ2.5 m,采用全尾砂作为充填料,充填能力能满足矿山 1500 t/d采矿生产能力的需要。

膏体泵送充填系统全尾砂经过Φ15 m高效浓密池浓密、3台 32 m2全自动立式压滤机过滤,然后和炉渣、水泥一起搅拌,由引进的2套KSP80HD双缸柱塞泵泵送到采场进行充填。

7 采矿方法

根据矿体不同区段的开采条件,二期工程地下开采选用的采矿方法为:Ⅲ号矿体 5～11线矿体厚大,下盘围岩破碎,选用机械化盘区上向分层进路胶结充填法,5线以南矿体倾角较陡,选用 VCR法;Ⅳ号矿体采用上向分层胶结充填法,采用脉外采准方式,机械化作业。

Ⅲ号矿体 5～11线盘区开采采用 H127双臂凿岩台车凿岩,电动铲运机出矿,采场生产能力为 500 t/d。

VCR法采场垂直走向布置,矿房矿柱宽度均为10 m,采用Simba261潜孔钻机凿岩,由电动铲运机利用平底和斗状相结合的底部结构出矿,采场综合生产能力为 300 t/d。

垂直走向上向分层胶结充填法采场宽度为 10 m,采用 YT-27气腿式凿岩机凿岩、电动铲运机出矿 ,YG-80钻机打长锚索进行采场护顶。采场生产能力为 120 t/d。

8 结 语

铜绿山铜铁矿二期工程建成投产后,矿山生产经营成果相当可观:1998～2010年铜绿山矿共完成采矿量 1089.75万 t,生产矿山铜 151591 t,为铜绿山矿的持续稳定发展发挥了积极作用。

[1] 北京有色冶金设计研究总院.铜绿山矿二期工程“修改初步设计”[R].北京:北京有色冶金设计研究总院,1992.

[2] 吴 伟.铜绿山矿三期工程设计与建设 [J].采矿技术,2011,11(2).

[3] 汪茂华,成 涌.铜绿山高分段中深孔充填采矿方法的爆破工艺技术[J].采矿技术,2010,10(2).

[4] 张富民,等.采矿设计手册:井巷工程卷 [M].北京:中国建筑工业出版社,1987.

[5] 杨耀亮,邓代强,惠 林,等.深部高大采场全尾砂胶结充填理论分析[J].矿业研究与开发,2007,27(4).

[6] 高 泉,谭幼媛.高浓度全尾砂胶结充填料胶结机理研究[J].矿业研究与开发,1995,15(2).

[7] 谭幼媛.高浓度浆体输送特性的研究[J].矿业研究与开发,1995,15(2).

2011-06-02)

肖艳芬 (1964-)女,湖北大冶人,工程师,主要从事采矿工程技术研究。