小龍?zhí)睹旱V膠帶輸送機(jī)露天運(yùn)輸方式探討

【摘 要】針對(duì)小龍?zhí)睹旱V露天剝采比逐漸增大、采剝工作面與排土場(chǎng)（汽車(chē)上坡運(yùn)輸）高差越來(lái)越大、采礦成本越來(lái)越高的情況，礦山急切尋找一種較為低廉的廢石運(yùn)輸方式。在綜合分析小龍?zhí)睹旱V現(xiàn)有露天開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)分析，對(duì)其膠帶輸送機(jī)的露天運(yùn)輸方式的可行性進(jìn)行了研究與分析。

【關(guān)鍵詞】露天運(yùn)輸方式；膠帶輸送機(jī)；可行性研究與分析

引言

在露天開(kāi)采的礦山中，礦巖運(yùn)輸是露天開(kāi)采中的決定性環(huán)節(jié)，其基建投資約占總基建費(fèi)用的40%～60%，運(yùn)輸成本約占礦石總成本的50%以上，因此，運(yùn)輸方式的選擇在露天礦建設(shè)中占有舉足輕重的地位。

目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)所采用的運(yùn)輸方式均為傳統(tǒng)的汽車(chē)運(yùn)輸方式，而傳統(tǒng)的汽車(chē)運(yùn)輸方式存在諸多不足，如運(yùn)輸?shù)缆氛加猛恋亓窟^(guò)多，基建費(fèi)用較高；所需運(yùn)輸裝備數(shù)量、購(gòu)置費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用越來(lái)越多；使用汽車(chē)運(yùn)輸需要消耗大量的能源，環(huán)境污染大，二氧化碳排放量大，不利于建設(shè)綠色環(huán)保礦山；邊幫維護(hù)量大，隨著采深增加，開(kāi)采境界越來(lái)越大，剝采比也越來(lái)越大，運(yùn)輸成本越來(lái)越高等。這些難題所帶來(lái)的負(fù)面影響將隨著礦山的開(kāi)采水平的下降而越來(lái)越凸顯，若不能有效解決露天礦運(yùn)輸這個(gè)問(wèn)題，礦山的進(jìn)一步發(fā)展將受到極大阻礙[1-10]。基于此點(diǎn)，本文以小龍?zhí)堵短烀旱V的運(yùn)輸系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其對(duì)其膠帶輸送機(jī)的露天運(yùn)輸方式的可行性進(jìn)行了研究與分析。

1.小龍?zhí)睹旱V簡(jiǎn)介

云南省小龍?zhí)兜V務(wù)局屬?lài)?guó)有煤炭生產(chǎn)企業(yè)，是國(guó)家批準(zhǔn)的大型煤炭基地——云貴煤炭基地重點(diǎn)礦區(qū)之一，是云南省重要的能源生產(chǎn)基地，主要生產(chǎn)褐煤，下轄小龍?zhí)?、布沼壩兩個(gè)露天煤礦和機(jī)修、建筑等單位。

小龍?zhí)兜V務(wù)局依靠科技不斷發(fā)展，經(jīng)過(guò)四期擴(kuò)建和三次技改，建成了國(guó)家二級(jí)企業(yè)、部級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦務(wù)局、全國(guó)特級(jí)安全高效露天礦。在發(fā)展建設(shè)中，不斷探索創(chuàng)新，曾在國(guó)內(nèi)首家采用斗輪挖掘機(jī)——膠帶運(yùn)輸機(jī)——排土機(jī)連續(xù)開(kāi)采工藝；在運(yùn)輸上率先采用長(zhǎng)距離膠帶廊道直接向坑口電廠送煤。生產(chǎn)工藝先進(jìn)，進(jìn)口生產(chǎn)設(shè)備占70%左右。近年來(lái)從德國(guó)引進(jìn)半移動(dòng)式錘式滾軸破碎站等生產(chǎn)設(shè)備，使連續(xù)、半連續(xù)生產(chǎn)工藝更加完善，生產(chǎn)能力大幅提高，至2007年，進(jìn)入年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)露天礦行列。

小龍?zhí)兜V務(wù)局資源儲(chǔ)量5.5億噸，其中小龍?zhí)?.2億噸，布沼壩5.3億噸。目前進(jìn)行的五期擴(kuò)建工程（布沼壩）經(jīng)國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)立項(xiàng)，是云南省“雙百”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，2008年3月正式全面開(kāi)工建設(shè)，建成后煤產(chǎn)量將達(dá)1300萬(wàn)噸/年，企業(yè)發(fā)展前景廣闊。

2.小龍?zhí)睹旱V膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)

小龍?zhí)兜V務(wù)局下屬小龍?zhí)逗筒颊訅蝺蓚€(gè)露天礦山，小龍?zhí)睹旱V剝離物及褐煤產(chǎn)品膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)已拆除，采剝量較小，主采區(qū)位于南盤(pán)江南邊的布沼壩井田。布沼壩煤礦現(xiàn)有一條從采區(qū)至小龍?zhí)峨姀S的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)輸褐煤產(chǎn)品，另有一條從采區(qū)至龍橋排土場(chǎng)的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，運(yùn)輸剝離物。

2.1工程地質(zhì)條件

小龍?zhí)睹禾锸切碌谌o(jì)小龍?zhí)睹合档貙訕?gòu)成的山間向斜盆地。此盆地為一橢圓形向斜構(gòu)造，長(zhǎng)軸方向北東—西南，全長(zhǎng)約5km；短軸方向北西—南東，寬約2.43km。區(qū)內(nèi)三條較大的斷層（F2、F3、F4）形成了煤田的東、西、南自然邊界。南盤(pán)江為區(qū)內(nèi)最大河流，橫切盆地腰部，將小龍?zhí)睹禾锓指畛山?、江北兩個(gè)井田，即江南布沼壩露天煤礦和江北的小龍?zhí)堵短烀旱V。

2.2布沼壩露天煤礦開(kāi)采條件

布沼壩露天煤礦屬高原坪壩地形，西部為高山，沿東南方向逐步平坦。本礦開(kāi)采煤層為單一巨厚煤層，煤層傾角一般為8°～15°，平均厚度139m，煤層需進(jìn)行松動(dòng)爆破后采裝。露天礦剝離物多為軟巖，含水量較大。五期擴(kuò)建平均剝采比為0.87m3/t，目前生產(chǎn)剝采比為1.0m3/t。礦區(qū)旱雨季節(jié)分明，雨季較長(zhǎng)（5月初至10月末）。目前最低開(kāi)采水平為960米。

2.3物料條件

布沼壩露天煤礦采用半連續(xù)工藝的物料有泥灰?guī)r剝離和褐煤開(kāi)采。泥灰?guī)r屬不堅(jiān)固巖石，約占露天礦剝離物總量的40%，運(yùn)往外排土場(chǎng)排棄，具有工程量大、外排運(yùn)距遠(yuǎn)的特點(diǎn)。

褐煤層為布沼壩井田中巖石力學(xué)強(qiáng)度較大的一層，但普氏硬度系數(shù)一般不大于2，煤層層間夾矸多為很薄的含炭粘土巖夾數(shù)層含炭灰?guī)r。布沼壩露天礦巖物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)下表1。

2.4排土場(chǎng)概況

布沼壩露天礦共有新鄧耳和龍橋兩個(gè)排土場(chǎng)。龍橋排土場(chǎng)位于布沼壩露天礦采場(chǎng)西部約1km處，地形平緩，石灰?guī)r基底，一般坡度為10°左右，為布沼壩露天礦的主要排土場(chǎng)。龍橋排土場(chǎng)境界范圍上部以1525等高線為界，下部以1225等高線為界，西至獅子山，東至東部山脊，南北長(zhǎng)約3.3km，東西寬約2.1km，面積近6.57km2，最終排棄高度300m。目前已排至1415米水平，剩余容量約為2.2億m3。

新鄧耳排土場(chǎng)位于布沼壩露天礦南部境界外，小龍?zhí)杜璧啬喜繙瞎戎小Ｅ磐翀?chǎng)下部境界距采場(chǎng)最終境界1.7km。排土場(chǎng)南北長(zhǎng)3.4km，東西寬1.7km。排土場(chǎng)最低高標(biāo)高為1200.0m，最終排土標(biāo)高1530m。新鄧耳排土場(chǎng)主要由南洞溝組成，利用溝谷進(jìn)行排土，占地346.17hm2，實(shí)方排土容量為2.0億m3。布沼壩露天煤礦采場(chǎng)及外排土場(chǎng)相對(duì)位置如圖1。

目前布沼壩露天礦使用的是龍橋排土場(chǎng)，新鄧耳排土場(chǎng)還未使用。

2.5剝離物膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)

布沼壩露天礦剝離廢石采用單獨(dú)的汽車(chē)運(yùn)輸和膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)兩種方式。2012年排放廢石量1600萬(wàn)m3，汽車(chē)運(yùn)輸1200萬(wàn)m3（運(yùn)距8.5km），膠帶運(yùn)輸400萬(wàn)m3，膠帶只占總量的1/4，是歷年來(lái)最大運(yùn)量。目前，移動(dòng)破碎站安置水平為963m，排土標(biāo)高1415m，高差452m。

（1）膠帶運(yùn)輸工藝

（2）設(shè)備

破碎機(jī)：2臺(tái)，德國(guó)DBT公司生產(chǎn)的錘式滾軸破碎機(jī)，串聯(lián)配置。單臺(tái)處理能力：2200m3/h（松方），允許最大塊度小于1500mm，排料粒度小于300mm。目前安裝水平1063米。

膠帶運(yùn)輸機(jī)：帶寬1.2米，帶速4.0米/秒，最大傾角14度。膠帶總長(zhǎng)6km，上行膠帶3.6km。

排土機(jī)：PL-2400一臺(tái)。排土能力2400m3/h（松方），排料臂回轉(zhuǎn)半徑40m，受料半徑18m，排料臂上排高度13m，排料臂下排高度3m。

（3）工作制度和運(yùn)行機(jī)制

布沼壩露天礦廢石膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，戰(zhàn)線長(zhǎng)、雨季影響大、易損件多、排土膠帶及設(shè)備移動(dòng)等原因，實(shí)際年運(yùn)行天數(shù)不足200天，每天工作兩班，早班以更換易損件、檢修為主。該系統(tǒng)外包其它動(dòng)作。

（4）系統(tǒng)投資及運(yùn)行費(fèi)用

膠帶運(yùn)輸機(jī)投資7000萬(wàn)元（含土建），破碎機(jī)2400萬(wàn)元，排土機(jī)為上世紀(jì)90年代的設(shè)備。

膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行成本大約20元/立方。

3.結(jié)論

3.1通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，與小龍?zhí)兜V務(wù)局領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行交流、溝通、咨詢(xún)，小龍?zhí)逗筒颊訅蝺蓚€(gè)露天礦山實(shí)際為一個(gè)礦體，中間因南盤(pán)江流過(guò)而分成兩個(gè)露天礦，南盤(pán)江壓覆約2億噸褐煤，小龍?zhí)兜V務(wù)局計(jì)劃修改河道，開(kāi)采南盤(pán)江壓覆的資源。小龍?zhí)睹簩雍?、礦體分布集中、剝采比小、排土條件優(yōu)越，是開(kāi)采條件很好的大型礦山。

3.2小龍?zhí)睹旱V剝離物及產(chǎn)品膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)均已拆除，布沼壩煤礦有產(chǎn)品膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)（至小龍?zhí)峨姀S）和剝離物膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)兩條輸送系統(tǒng)。長(zhǎng)距離運(yùn)輸、大運(yùn)輸量運(yùn)輸，膠帶運(yùn)輸要比汽車(chē)運(yùn)輸成本低。

3.3布沼壩露天礦范圍及排土場(chǎng)空間較大，剝離工作面下降水平速度較慢，移動(dòng)破碎站和移動(dòng)卸料膠帶機(jī)移動(dòng)頻率不高。如果在昆陽(yáng)礦采用膠帶運(yùn)輸剝離物，運(yùn)輸成本要比布沼壩礦高。

3.4本次實(shí)地考察調(diào)研表明，從技術(shù)的角度講，小龍?zhí)秳冸x物采用膠帶運(yùn)輸沒(méi)有問(wèn)題，但由于擴(kuò)建后的小龍?zhí)恫蓤?chǎng)分散、集中度不高，排土場(chǎng)容量較小且動(dòng)態(tài)變化，采場(chǎng)高差不大，大部分在80m以?xún)?nèi)，汽車(chē)運(yùn)輸平均距離均在3Km以?xún)?nèi)，從經(jīng)濟(jì)角度看，是否采用膠帶運(yùn)輸方式或者膠帶-汽車(chē)聯(lián)合運(yùn)輸方式，需要總體考慮礦山的剝離量、3-5年的開(kāi)采規(guī)劃方案、采掘最終水平線、采空區(qū)最大排土容量、破碎機(jī)移動(dòng)方式、排土方式等，再與汽車(chē)運(yùn)輸方式進(jìn)行比較。