從某鉬鐵礦采選工程談總圖運(yùn)輸設(shè)計

李永紅

(長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南長沙 410011)

鉬作為一種稀有金屬，具有廣泛的用途，它作為鋼鐵的合金添加劑是鉬最主要的用途。其次是鉬合金和鉬化工。鉬具有熔點高、沸點高、高溫強(qiáng)度好、抗磨耐腐蝕、熱傳導(dǎo)率大、熱膨脹系數(shù)小、淬透性好等優(yōu)點，使得鉬在宇航、兵器、電子、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的重要原料和戰(zhàn)略物資。

我國的鉬礦儲量居世界前列。鉬礦資源的開發(fā)、利用，是一項關(guān)系到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工作。最大限度地將區(qū)域資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢，是擺在工程設(shè)計者面前的一項重要工作。本文以某鉬礦采、選聯(lián)合礦山的總圖運(yùn)輸設(shè)計實例，探討經(jīng)濟(jì)合理的礦山總體布局，使礦山內(nèi)所有建(構(gòu))筑物根據(jù)工藝流程緊密地聯(lián)系在一起，形成一個有機(jī)、有序的整體，滿足礦山生產(chǎn)、生活要求。

1 項目概況

某鉬礦位于河南省洛陽市境內(nèi)。根據(jù)河南省礦產(chǎn)儲量委員會批準(zhǔn)的表內(nèi)礦儲量為Mo礦石量525 464.5 kt，金屬量704 455.47 t，平均品位0.134%。該礦區(qū)礦體厚大集中，根據(jù)礦體賦存條件和礦體覆蓋層薄，不考慮地面限制條件下80%以上的礦量可用露天開采，露天開采采出的金屬量達(dá)到礦區(qū)總金屬量的86%以上。采用露天開采平均剝采比小，礦石貧化損失小，生產(chǎn)成本低，而且該鉬礦區(qū)的露天開采從1996年開始建設(shè)，由于各方面原因，近幾年內(nèi)采采停停，采剝工作非?；靵y，造成采剝嚴(yán)重失調(diào)，急需進(jìn)行擴(kuò)建改造。故本次設(shè)計30 000 t/d擴(kuò)建工程設(shè)計仍推薦采用露天開采方法進(jìn)行露天擴(kuò)幫開采。礦山設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為:采礦:30 000 t/d;由于礦山除了負(fù)責(zé)企業(yè)自己的選廠礦石需求外，還要保證金鼎礦業(yè)的礦石供給，故礦產(chǎn)產(chǎn)品為－300 mm原礦。選礦:20 000 t/d，即6 600 kt/年;選廠產(chǎn)品為品位為47%的鉬精礦、品位為65%的鐵精礦以及品位為7%的低品位細(xì)泥鉬精礦。碎磨流程:半自磨由半自磨機(jī)、隔粗篩及頑石破碎構(gòu)成閉路，一段球磨和中礦、粗精礦再磨均由球磨機(jī)與旋流器構(gòu)成閉路。選別流程:由粗磨選鐵、脫泥及礦泥浮選和礦砂浮選組成。精礦脫水流程:鉬精礦脫水流程為壓濾干燥兩段脫水流程;鐵精礦脫水流程亦為一段脫水流程。

2 礦區(qū)總體布置

2.1 企業(yè)組成

本工程主要工業(yè)場地由:露天采礦場、采礦工業(yè)場地、破碎站及礦石運(yùn)輸系統(tǒng)、排土場和低品位礦堆場、供電電源、選礦工業(yè)場地、尾礦庫、生活區(qū)、供水系統(tǒng)等組成。

2.2 總體布置基本原則

1)設(shè)計中堅持以人為本的原則，注重安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。2)貫徹節(jié)約用地的原則，合理利用土地，盡量利用現(xiàn)有場地，少占或不占良田好土，少遷或不遷居民，并減少建(構(gòu))筑物及土石方工程量。3)減少運(yùn)輸周轉(zhuǎn)，充分利用現(xiàn)有運(yùn)輸線路，以減少經(jīng)營費用和工程投資。

2.3 布置方法

1)露天采礦場。露天采礦場位于大南溝東側(cè)，謝家村北面，設(shè)計采礦規(guī)模為30 000 t/d。采場長約1 300 m，寬約900 m，橫跨上房東溝和上房南溝。露天采礦場內(nèi)大南溝和上房南溝之間的山嶺最高海拔標(biāo)高為1 440.60 m，上房南溝與上房東溝之間的小山嶺最高海拔標(biāo)高1 491.7 m，山坡坡度 26°～37°。塹溝口標(biāo)高為1 335 m。塹溝口位于露天坑的西南側(cè)。爆破安全界線為300 m。露天采礦場占地大部分是荒山，爆破安全界限內(nèi)有電力線路和居民需搬遷。原一公司需要拆遷，而且有局部陶冷公路需要改道，改道長1 500 m。最終境界將原一公司全部要拆除，且從劉竹到冷水的公路截斷。采場占地面積:147.75 hm2。

2)破碎站及礦石運(yùn)輸系統(tǒng)。破碎站位于總出入溝口，地面標(biāo)高為1 335 m，礦石用汽車從采場運(yùn)到破碎站，破碎后用皮帶運(yùn)至選礦工業(yè)場地的原礦堆場。原礦運(yùn)輸皮帶起點標(biāo)高為1 309 m，終點標(biāo)高為1 158 m，皮帶長4 100 m。破碎站占地面積:0.8 hm2。

3)采礦工業(yè)場地。采礦工業(yè)場地位于塹溝口和破碎站西側(cè)的謝家村，緊靠冷陶公路，在露天爆破安全界限以外。內(nèi)設(shè)油庫及加油站、采場材料庫、工程機(jī)械維修及工程機(jī)械停車場、35 kV總降壓站，辦公樓，食堂、鍋爐房及浴室和2棟單身宿舍等生活設(shè)施。場地標(biāo)高1 335 m。油庫及加油站內(nèi)設(shè)6個50 m3的地下柴油罐，為一級加油站。采礦工業(yè)場地占地面積:4.88 hm2。

4)排土場。由于采礦規(guī)模較大，露天開采剝離總廢石量達(dá)168 004.944 km3，合松方量為 218 406.43 km3，低品位礦4 699.44 km3，合松方量為6 109.27 km3。礦巖年運(yùn)輸量多，運(yùn)輸費用大，因此，在滿足規(guī)范要求的前提下，排土場盡可能靠近露天采礦場。據(jù)此原則，前期在露天采礦場南部1 300 m處選擇了小寺院溝作為排土場。后期規(guī)劃馬騾溝作為后期排土場。排土場設(shè)計容量為267 mm3。排土場占地面積:小寺院溝廢石場56.51 hm2，后期馬騾溝廢石場191.82 hm2，總計占地248.33 hm2。

5)選礦工業(yè)場地。選礦工業(yè)場地位于三岔口的半坡，西與金鼎礦業(yè)相毗鄰，東鄰陶冷公路。距露天采場約5 km，距尾礦庫約1 km，原礦運(yùn)輸采用皮帶運(yùn)輸。皮帶水平距離約4.1 km。尾礦運(yùn)輸距離近。選礦工業(yè)場占地面積:33.05 hm2。

6)生活區(qū)。由于采場和選廠相距較遠(yuǎn)，生活區(qū)分采場生活區(qū)和選廠生活區(qū)兩部分。采場生活區(qū)與采礦工業(yè)場合并布置，選廠生活區(qū)靠近選廠，布置選廠正南的三岔口附近，靠近陶冷公路。采場和選廠生活區(qū)均由食堂、浴室及鍋爐房、2棟宿舍樓等組成。生活區(qū)占地面積:1.4 hm2。

7)供電電源。距礦區(qū)東南方向約5 km處的南泥湖110 kV變電站，站內(nèi)設(shè)(2×40+1×50)MVA主變，電壓等級110 kV/35 kV/10 kV。目前該變電站所帶的負(fù)荷約70 MVA～80 MVA。35 kV，10 kV系統(tǒng)均有出線間隔。采場和選廠分別設(shè)35 kV總降站向內(nèi)部供電。外部電源均從南泥湖變電站引2回35 kV架空線路分別向采場和選廠的35 kV總降站供電。為保證供電的可靠性，采場和選廠的總降站間設(shè)聯(lián)絡(luò)線。

8)供水系統(tǒng)。水源地位于北溝河與伊河交匯處的下游。礦區(qū)生產(chǎn)、生活用水經(jīng)加壓后送至選礦再經(jīng)廠區(qū)生產(chǎn)給水管網(wǎng)和生活給水管網(wǎng)向選廠和生活區(qū)供水。采場用水從選廠加壓至采場生產(chǎn)高位水池和生活高位水池。采場高位水池自流至采場各用水點。在露天采場內(nèi)道路附近設(shè)置消火栓，以方便水車取水。尾礦庫回水經(jīng)回水泵房內(nèi)水泵加壓送至選廠的5 000 m3生產(chǎn)回水高位水池，水池高程1 185 m，再自流至選廠各用水點。水源地及供水系統(tǒng)占地面積:2.6 hm2。

9)尾礦庫。陶灣老王溝庫址位于陶灣鎮(zhèn)西北側(cè)，與陶灣鎮(zhèn)的直線距離約6.5 km，距選廠的直線距離約1 km，擬建尾礦庫距溝口約650 m。壩底標(biāo)高1 115 m，壩頂標(biāo)高1 175 m，壩高60 m，初期總庫容5 225.0 km3，有效庫容3 657.5 km3?？晒┻x廠服務(wù)約10.7年，屬二等庫。尾礦庫占地面積:90.94 hm2。

10)企業(yè)占地匯總。企業(yè)總占地面積為539 hm2。

3 總平面布置

3.1 總平面布置的原則和依據(jù)

1)貫徹安全生產(chǎn)的原則，為生產(chǎn)的機(jī)械化、自動化、智能化創(chuàng)造條件;2)選擇合理、有效的運(yùn)輸方式，布置直接、簡便的運(yùn)輸線路，以保證生產(chǎn)的安全;3)建(構(gòu))筑物的布置力求緊湊合理，選取合適的通道寬度和間距，做到既滿足各項規(guī)范要求，特別是符合國家有關(guān)防火規(guī)范的要求，又節(jié)約用地;4)各建筑物之間保持良好的通風(fēng)、采光條件，同時預(yù)防廢氣、廢水等有害因素對環(huán)境及人體的危害。

3.2 采礦工業(yè)場地總平面

露天采場包括采礦工業(yè)場地和破碎站。破碎站單獨成區(qū)，布置在露天最終境界之外，靠近采礦塹溝口。采礦工業(yè)場地則布置在采場露天爆破安全范圍線以外。設(shè)有辦公樓、材料庫、35 kV總降壓站、汽車工程機(jī)械維修間、工程機(jī)械停車場、油庫及加油站、食堂、浴室及鍋爐房和2棟單身宿舍等。其中油庫及加油站為一級加油站。該場地由柴油罐區(qū)、加油站等組成。

3.3 選礦工業(yè)場地

總平面根據(jù)合理組織生產(chǎn)，滿足工藝流程順暢、短捷，改善勞動條件，節(jié)約用地，并盡量減少土石方工程量，有利生產(chǎn)管理等原則，結(jié)合場地地形、工程地質(zhì)、風(fēng)向和生產(chǎn)特征等因素，對選礦工業(yè)場地進(jìn)行總平面布置。選礦工業(yè)場地由原礦堆場、磨礦磁選車間、頑石破碎車間、鐵精礦倉、鐵精礦轉(zhuǎn)運(yùn)站、3個直徑80 m濃密池、浮選車間、精礦脫水車間、尾礦輸送泵房、廠前回水泵房及回水調(diào)節(jié)池、藥劑儲存與制備車間、試化驗室及質(zhì)檢站、材料庫、機(jī)修車間、35 kV總降壓站、公廁、生產(chǎn)高位水池、生活高位水池、回水高位水池、采場加壓泵房、辦公樓等組成。根據(jù)生產(chǎn)流程，原礦堆場布置在最上方。其余從上到下依次為:3個直徑80 m的濃密池、磨礦磁選車間、浮選車間和精礦脫水車間。鐵精礦倉則是布置在場地主廠房以西，尾礦輸送及廠前回水泵房及回水調(diào)節(jié)池布置在精礦脫水車間的南和東面，試化驗室及技檢站布置在磨礦磁選車間以東的空地上，藥劑儲存與制備車間，材料庫、機(jī)修車間及35 kV總降壓站成組布置在場地以東的小山坡上。各高位水池則是布置在場地西北部的東凹。由于場地用地范圍內(nèi)高差較大，從1 070 m～1 170 m，跨越100m的等高線，且自然地形較陡，場地平整時將有大填大挖現(xiàn)象，需要進(jìn)行工程處理，在高挖方邊坡上考慮采用錨桿支護(hù)，在高填方地段考慮采用馬克菲爾的加筋土技術(shù)。場地內(nèi)雨水通過排水明溝排出場地外。

4 結(jié)語

目前以集約發(fā)展為優(yōu)勢，企業(yè)要贏利，必須在規(guī)模上有優(yōu)勢。而往往大型礦山工程用地大，地形條件往往又不如人意，因此這種工程在選址問題、用地問題、運(yùn)輸問題、安全問題、邊坡穩(wěn)定問題和水土保持問題有突出的矛盾，一方面要特別注意各工業(yè)場地根據(jù)不同的工藝流程緊密結(jié)合，同時不可忽視安全問題、水土保持等問題，既要抓礦山的經(jīng)濟(jì)效益，更應(yīng)注重社會效益，同時一個項目建成后不易改變其相互的位置關(guān)系。因此，在設(shè)計中需全面協(xié)調(diào)各專業(yè)的相互關(guān)系，做出科學(xué)而又優(yōu)化的設(shè)計方案，降低礦山生產(chǎn)成本，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到安全、環(huán)保、節(jié)約用地、建設(shè)費用最省、生產(chǎn)經(jīng)營費用最省、方便管理、降低工人勞動強(qiáng)度的目的。該工程有以下幾方面值得關(guān)注:1)用地大，總占地約540 hm2，怎樣合理使用減少用地，一直是該項目關(guān)注的熱點。縮短工藝流程，多用機(jī)械設(shè)備，減少人工勞動強(qiáng)度，都能達(dá)到減少用地的目的。2)邊坡大，處理邊坡的系統(tǒng)復(fù)雜，工程量大，相應(yīng)的投資也大，怎樣既經(jīng)濟(jì)又安全是本項目一個重要課題。根據(jù)規(guī)范要求，大于30 m的邊坡應(yīng)做動態(tài)設(shè)計，因此在后續(xù)的設(shè)計中要加強(qiáng)對工程用地范圍內(nèi)的工程地質(zhì)的研究，在進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)上做到安全、經(jīng)濟(jì)。3)排廢量大，排廢量高達(dá)168 004.944 km3，對周邊環(huán)境破壞大，水土保持工作的壓力大。a.要保證容量;b.提高堆高，減少用地;c.要做好排土場的排水工作，保證排土場的穩(wěn)定;d.分期排放，分期復(fù)墾。

［1］GB 50187-2012，工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］GB 50421-2007，有色金屬礦山排土場設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GBJ 22-87，廠礦道路設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］GB 50544-2009，有色金屬企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計規(guī)范［S］.

［5］GBJ 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［6］GB 50156-2002，汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范［S］.