铜绿山矿三期工程设计与建设

吴 伟

(大冶有色金属公司铜绿山矿， 湖北大冶市 435101)

铜绿山矿三期工程设计与建设

吴 伟

(大冶有色金属公司铜绿山矿， 湖北大冶市 435101)

铜绿山矿是大冶有色公司的主力矿山，－365 m中段及以上所剩矿量不多，急需开拓下部中段的矿量进行补充，为此，进行了三期工程设计与建设。三期工程是二期工程的接续工程，设计规模为2500 t/d，最低生产中段为－725 m中段。三期工程的开拓系统经过多方案比较后确定为延深现有副井、新掘盲主井的方案。

铜绿山矿;三期工程;盲主井;溜破系统;采准工程

1 概况

铜绿山矿1998年底二期工程全面建成投产后，生产能力明显提升，至2003年，全矿平均日产矿石量达3695 t，其中地采2364 t/d，露采1331 t/d;年产矿山铜稳定在10000～12000 t。鉴于2002年以后铜绿山矿南露天开采能力将消失，而其地采－185，－245 m中段已转入残采;－305，－365 m中段的可采面积缩小，可采矿量锐减，无法满足矿山可持续发展的需要，采取措施向深部延深开采迫在眉睫，大冶有色公司从2003年开始组织讨论、论证、设计铜绿山矿三期工程即二期的延深接替工程建设方案。

2 设计

2．1 开拓方案的比较与确定

根椐铜绿山矿矿床赋存条件及其地采采矿方法和生产规模，结合现有开拓系统，可供选择的三期工程开拓方案有5个，各方案的优缺点见表1。

表1 三期工程开拓方案比较

经反复比较、论证，方案1、方案2和方案3都 不予推荐;方案4的工程投资和单位矿石生产成本均比方案5低，方案4优于方案5。在此期间，大冶有色公司于2004年1月委托中国有色工程设计研究总院进行铜绿山矿三期工程开拓方案研究工作。同年4月，中国有色工程设计研究总院提交的《铜绿山矿－365 m以下深部矿体开拓方案》初步意见，经大冶有色公司讨论研究，同意按该院推荐的“延深副井、新掘盲主井、深部设破碎系统”方案即方案4实施。

2．2 设计依据及基本原则

开拓方案确定后，中国有色工程设计研究总院于2004年6月完成了铜绿山矿－365 m以下深部开采工程的全面设计。

2．2．1 设计依据

铜绿山矿三期工程设计，主要依据大冶有色公司的《设计委托书》，及其所提供的地质资料。根据地质资料，铜绿山矿－365 m以下探明和控制的矿石储量为13889772 t，铜品位1%，铜金属量139368 t，铁品位 25．36%，金品位 0．82 g/t，银品位 5．79 g/t。此外，还有推断资源量 1970730 t，铜品位0．82% ，铜金属量 16234 t。

设计过程中，还综合考虑了铜绿山矿现有地采生产能力、生产条件以及矿山持续发展等各方面因素。三期工程是在二期深部开采工程基础上向下延深。30多年，特别在二期深部开采工程投产以来，已经形成了1套较为完备的供水、供电、交通运输系统，为三期工程建设和生产提供了有利条件。

2．2．2 设计基本原则

根据铜绿山矿－365 m以下矿体开采技术条件及设计规范要求，确定了三期工程设计的基本原则主要有:

(1)尽管－365 m标高以下各个中段的矿量越来越少，但应尽量维持和上部坑采相同的生产规模，使矿石产量不减少;

(2)对开拓方案进行详细的技术经济比较，尽量减少基建对现有生产系统的影响;

(3)由于矿量减少，中段高度宜相应加大(主要指运输水平);

(4)采矿方法应选用高效率的采矿方法，减少掘进工作量。

2．3 三期工程设计主要内容

2．3．1 建设规模和服务年限

铜绿山矿二期工程地采的生产规模为2500 t/d，－365 m以下的各中段矿量减少，除个别中段能达到2500 t/d外，其余中段均达不到设计要求，为了保持矿石产量的持续稳定，可在－425 m中段生产结束后，其下部中段可采用2个中段同时生产以维持地采2500 t/d的生产能力，因此，三期工程生产规模仍按日产矿石2500 t设计。

三期工程按 60 m中段高度设计了 －425，－485，－545，－605，－665 m 和 －725 m 6个中段。自－365 m至－725 m探明储量3301077 t，控制储量8215827 t，控制储量的90%作为设计利用储量，按地采2500 t/d的生产规模，考虑采矿矿石的损失贫化后，矿山可服务17 a。

2．3．2 新掘盲主井和延深副井

盲主井位于原二期工程主井附近，盲主井从－365 m水平至－862 m水平标高，井深497 m;井筒直径4．5 m，井壁采用300 mm厚的砼支护。在－365 m水平掘砌盲主井提升机硐室，安装1台JKM－2．8×6(Ⅲ)多绳提升机。盲主井提升系统采用单箕斗带平衡锤的提升方式。经破碎后的矿石由设在－812 m的装矿皮带和计量漏斗装入箕斗，经盲主井提升系统提升至－425 m水平转运至原二期工程主井转载仓，再由现有主井提升到地表。废石提升与矿石提升交叉作业，废石由废石溜井运至箕斗提升到地表。

二期工程建成的副井，由－531 m水平延深至－893 m水平，共延深362 m;井筒直径5．5 m，井壁采用350 mm厚的砼支护。副井延深后，自地表至－893 m全部采用钢罐道，以提高其提升系统的运行速度和提升能力。

2．3．3 深部溜破系统

铜绿山矿三期工程深部溜破系统主要包括:－785 m水平掘砌坑内破碎硐室以及原矿仓和2个成品矿仓，安装1台900 mm×1200 mm低矮式颚式破碎机，采用重板给矿机给矿;－812 m水平掘砌皮带道，安装尼龙帆布输送带，将破碎的矿石运至盲主井计量漏斗。

2．3．4 深部排水及供电

三期工程设计深部坑道排水采取接力排水的方式，即在－725 m中段新设水泵房，安装4台1580－65－160A水泵，将坑内水抽排到－365 m中段，再由二期工程建成的水泵房接力排出地表。

在－725 m中段掘砌中央变电所，安装4台干式变压器，负责对－545 m中段及其以下各中段的生产供电。

2．4 XI1矿体开采工程设计

实施危机矿山接替资源勘查过程中，在铜绿山矿区边深部发现Ⅺ1号矿体，探获其332+333铜金属资源量151428．12 t，平均品位1．49%。其中332资源量67426．73 t，平均品位1．35%，占该矿体总资源量的44．53%;333 资源量 84001．39 t，平均品位1．63%。Ⅺ1号矿体开发前景可观。

大冶有色公司于2009年9月启动了铜绿山矿XI1矿体开采工程的研究、设计工作，并将该工程列入公司投资计划;同时，向中国恩菲工程技术有限公司提交了铜绿山矿边深部开采工程设计委托书。中国恩菲工程技术有限公司从2010年3月份开始，对铜绿山矿边深部开采工程进行可行性研究和开采方案设计。

3 三期工程建设

3．1 井筒掘砌

(1)盲主井系统掘砌。首先在－365 m掘进盲主井提升机硐室，开工时间为2005年12月底，2009年9月，盲主井提升机硐室工程结束。然后开始掘砌施工－365～－862 m盲主井井筒。2009年12月28日，盲主井提升机硐室掘砌最终完工，至此，盲主井系统的掘砌任务已全部完成。

(2)副井延深系统掘砌。自－531 m向下延深362 m的副井井筒，于2008年1月8日开工，2009年1月9日完工。

(3)深部溜破系统掘砌。深部溜破系统的掘砌工程于2005年12月动工，2009年7月完成了－785 m破碎硐室、原矿仓和2个成品矿仓以及－812 m皮带道掘砌;2010年1月完成了－605 m以上矿石溜井、废石溜井以及－605 m矿石卸载、倒运系统的掘砌工程。

3．2 井筒安装

2009年5月，开始安装副井井筒装备，副井井筒装备包括罐道、罐笼、配重块、信号等的安装。其中罐道安装还包括将井口至－531 m原木罐道改装为钢罐道。于2010年5月12日试车成功，正式投入运行，改装后大大提高了罐笼运行速度(设计提升人员5 m/s、提升物料7 m/s)。

盲主井井筒装备安装于2009年8月开始，2009年10月安装完了－365 m中段以下的井筒装备;盲主井提升机设备的安装始于2010年1月，2010年4月23日基本结束，盲主井系统的安装工程2010年6月全面完成并投入使用。

溜破系统的设备安装从2009年10月开始，2010年3月底完成了该系统各种设备的安装和调试工作，2010年6月22日经竣工验收交付使用。

3．3 －425 m中段开拓工程

－425 m中段开拓工程于2005年12月动工，到2009年12月完成了－425 m中段Ⅲ号矿体分段平巷及采场联络道的开拓和采准。2010年7月，－425 m中段Ⅲ号矿体投产出矿。

－425 m中段Ⅳ号矿体，截止2010年10月，1，4分段采准分段平巷及采场联络道已基本完成(Ⅳ3矿体一分段采准工程因设计发生变更除外)，2，3分段除部分通往采场联络道和极少部分的分段平巷工程尚未完工(工程量6000 m3左右)，大部分采准工作已施工完毕。

3．4 完成工程量情况

铜绿山矿三期工程自2005年12月动工基建，截止2010年10月累计完成工程量为:掘进量23491 m，280813 m3;支护量20559 m3。

4 三期工程建设效果

(1)产量衔接方面。铜绿山矿2010年矿山铜任务为10000 t，其中坑采担负7800 t矿山铜任务。投入开采的－425 m中段Ⅲ号矿体，以800～1000 t/d的出矿能力弥补－305 m和－365 m中段部分采场能力的消失，由此可见随着三期工程逐步建设和发展，在今后生产和任务中，三期工程将越来越发挥其重要作用。

(2)资源量方面。从－365 m和－425 m 2个中段的探矿工程来看，三期工程资源量效果比预计的要好，从－425 mⅢ号矿体比原勘探结果变得厚大，矿石品位也有增高，使－425 mⅢ号矿体新增采场3个，可采面积增加1200 m2。同样在位于－425 m中段最北端Ⅳ3矿体，通过中段开拓施工和水平钻探矿，矿体面积由原来2370 m2增至8000 m2。

5 结束语

铜绿山矿的资源是非常有限的，深部开采条件越来越差(如地压越来越大、地温升高)，地质品位起来越低，因此矿山应尽早寻求新的矿产资源。同时随着开采深度的增加，应开展相应的科研工作，如地压问题、井下温度的问题、通风问题、井下支护问题等方面的研究试验，以便为安全生产创造条件。

［1］ 中国有色工程设计研究总院．大冶有色金属公司铜绿山矿铜铁矿三期工程方案设计［R］．北京:中国有色工程设计研究总院，2004．

［2］ 采矿工程设计专家组．当代世界采矿工程设计施工创新技术与装备［M］．北京:冶金工业出版社，2007．

［3］ 《采矿设计手册》编委会．采矿设计手册(井巷工程卷)［M］．北京:中国建筑工业出版社，1987．

［4］ 北京有色冶金设计研究总院．大冶有色金属公司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．

［5］ 于金吾，李 安．现代矿山采矿新工艺、新技术、新设备与强制性标准规范全书［M］．北京:当代中国音像出版社，2003．

［6］ 王惠英，罗典平．振动出矿技术应用［M］．长沙:湖南科学技术出版社，1996．

2010－11－25)

吴 伟(1964－)，男，湖南衡阳人，工程师，主要从事采矿工程技术研究工作，Email:1290246192@qq．com。