敦德鐵礦階段運輸方案的優(yōu)化

張明

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責任公司）

敦德鐵礦階段運輸方案的優(yōu)化

張明

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責任公司）

文章分析了敦德鐵礦階段運輸方案面臨的現(xiàn)實。通過綜合考慮礦山產(chǎn)能平穩(wěn)過渡、建設投資、運輸成本、生產(chǎn)安全等因素，對礦山階段運輸方案進行了優(yōu)化。

階段運輸方案；投資成本；安全生產(chǎn)

聯(lián)系人：張明，男，采礦高級工程師，哈密（839000）新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責任公司

E-mail：zhangming@bygt.com.cn

1 前言

敦德鐵礦位于和靜縣西北136km，行政區(qū)劃隸屬和靜縣管轄。敦德鐵礦區(qū)位于高山區(qū)的冰川中部，地形總體上為北高南低，海拔3699～4370m，比高500～700m。采礦設計一期3788m以上礦體產(chǎn)能300萬t/a，其中3912m以上為新增儲量，設計產(chǎn)能150萬t/a，是目前的生產(chǎn)中段；二期3568m以上礦體預計產(chǎn)能在300萬t/a以上。開拓運輸系統(tǒng)采用平硐溜井-斜坡道聯(lián)合開拓方式。主運輸平硐標高為3788m和3568m，采礦方法為無底柱分段崩落法。

按照設計采出的礦石由3788m平硐有軌運輸系統(tǒng)運出，運至3788m硐口的150移動式破碎，巖石由3788m平硐運出至廢石場排棄。3568m平硐有軌運輸系統(tǒng)建成后，礦石通過主溜井（上口：3788m，下口：3568m）下放至3568m主運輸平硐運出，巖石仍由3788m平硐運出地表排棄，礦石經(jīng)破碎及干選后由汽車運至選礦廠。

在礦山建設中，礦山運輸系統(tǒng)的合理設計是礦山順利達產(chǎn)的基本保證。通過對敦德鐵礦原階段運輸系統(tǒng)的設計方案分析，認為該方案面臨無法滿足礦山產(chǎn)能達產(chǎn)的問題，需要對階段運輸方案進行優(yōu)化。

2 原開拓運輸系統(tǒng)規(guī)劃方案簡述及分析

敦德鐵礦開拓運輸系統(tǒng)示意圖見圖1。

圖1 原設計的敦德鐵礦開拓運輸系統(tǒng)示意圖

目前敦德鐵礦3912m以上已經(jīng)完成平硐及斜坡道開拓工程，3912m平硐具備臨時出礦條件；3788m運輸平硐掘進工程已經(jīng)完成，有軌運輸系統(tǒng)尚未建立，只具備汽車運輸條件，但由于斷面規(guī)格小，所以汽車運輸能力??；3850m中段為進風平硐，目前已按雙平硐施工完畢，具備臨時出礦條件，由于是雙硐汽車運輸能力大；3568m按單硐雙軌斷面施工，目前完成長度850m。

按照規(guī)劃方案，利用3912m和3850m平硐汽車運輸出礦，并輔以地表汽車運輸，將礦石運到3788m平硐口150萬t破碎系統(tǒng)。在3788m有軌運輸系統(tǒng)建成后，3788m以上礦石全部下放到3788m水平，再利用有軌運輸系統(tǒng)運出。

目前3568m水平為單硐雙軌施工，斷面規(guī)格6.0m×4.6m，已完成850m。因3568m平硐內(nèi)涌水量極大，加之掘進斷面大，故掘支速度非常緩慢，成巷速度約為60m/月。

按照規(guī)劃，在3568m水平有軌運輸系統(tǒng)建成前，3788m及3850m是礦山的主要運輸平硐。

問題分析：（1）由于3912m水平以上產(chǎn)能為80～150萬t，服務年限僅為4年（2014～2017年），利用3912m、3850m及3788m平硐汽車運輸出礦，并輔以地表汽車運輸，通過計算2014～2017年可以保證礦石運輸需求（見表1），但自2018年礦山產(chǎn)能將由200萬t逐步過渡到300萬t，規(guī)劃將無法滿足運輸要求，屆時階段運輸能力不足將成為礦山達產(chǎn)的瓶頸。

（2）在3788m平硐鋪軌前，3788～3912m水平大量的采區(qū)溜井放礦系統(tǒng)（包括溜井聯(lián)巷、溜井掘進，振動放礦機基礎及安裝等）必須在2017年以前建好，但按照現(xiàn)有施工進度是無法保證的。

（3）建成3788m水平有軌運輸系統(tǒng)，其硐口工業(yè)場地的建設根據(jù)計算需要17萬m3巖石墊層，但3788m、3850m硐內(nèi)只有約12萬m3巖量，巖量不足將導致3788m硐口工業(yè)場地無法建成。

（4）若要保證運輸需求，唯一的辦法是3788m暫不鋪軌，也采用汽車運輸，故3788m、3850m平硐同時汽車運輸，并輔以地表汽車運輸，方能保證2018年后200萬t以上的產(chǎn)能需求，但會大大增加運輸成本。

由上述分析可以看出，運輸方案面臨的問題是階段運輸能力無法滿足產(chǎn)能提升的要求：（1）因采區(qū)溜井放礦系統(tǒng)不能提前建成，又會制約3788m有軌運輸系統(tǒng)按期建成；（2）因硐口工業(yè)場地巖量不足，如果從外運至將大大增加建設成本。

為保證敦德鐵礦礦石階段運輸能力不影響礦山后期正常達產(chǎn)，同時盡量減少汽車運輸，降低運費，減少礦山建設成本，必須對礦山階段運輸方案進行了優(yōu)化。

表1 原設計的2017～2018年礦石運輸方式

3 階段運輸方案優(yōu)化內(nèi)容

3.1 加快建成3568水平有軌運輸系統(tǒng)

3568 m水平運輸系統(tǒng)主要工程有:3568m主運輸平硐，總長4250m；3788～3568m通風安全井，長度220m；3788～3568m主溜井，長度220m；另有主溜井振動放礦機硐室、電機車礦車修理硐室以及風機硐室。

目前3568m水平采用單硐雙軌大斷面施工，施工速度極其緩慢，成巷速度僅為60m/月，按照目前的成巷速度，大約需要3.5～4年完成掘支工程，鋪軌時間按1.5年(因單硐雙軌效率低)考慮，需要5～5.5年才能建成3568m水平運輸系統(tǒng)，故最快于2019年能建成3568m水平運輸系統(tǒng)，即按照目前情況無法滿足礦山正常發(fā)展的要求。

根據(jù)目前3568m水平涌水量大、成巷速度極慢的現(xiàn)狀，建議加快建成3568m水平運輸系統(tǒng)，即將單硐改為雙硐，將大斷面改為小斷面掘進，斷面規(guī)格由6.0m×4.6m改為4.01m×4.00m（見表2）。經(jīng)計算，如果3568m水平改為雙硐單軌，即小斷面施工，成巷速度可以提高到80m/月以上，且雙硐平行作業(yè)。在平硐掘進到達相應位置后，3568m水平其它工程同樣可以平行作業(yè)，故建成3568m運輸系統(tǒng)主要取決于平硐掘進時間。目前3568m水平約有3400m平硐未完成，經(jīng)估算約2.0～2.5年可以完成掘支，鋪軌時間按1年考慮，故需3～3.5年即可建成3568m水平運輸系統(tǒng)，即3568m有軌運輸系統(tǒng)于2017年可以投運，建成3568m水平有軌運輸系統(tǒng)后，3568m以上全部礦石可以溜放到3568m水平，再運到硐口150破碎系統(tǒng)。3568m以上巖石量溜放到3788m通過無軌運輸運出。3568m硐口場地也無須填方。

3568 m水平改單硐為雙硐具有明顯優(yōu)勢：（1）大大降低目前3568m大斷面施工的安全風險，雙硐平行作業(yè)并輔以聯(lián)巷，可以有效改善通風效果，提高施工效率。（2）縮短3788m平硐汽車運輸、地表汽車倒運的服務年限，從而提高運輸安全。因3788m平硐斷面小，不利于汽車運輸。

經(jīng)估算，3568m水平改單硐為雙硐工程費用大體相當，均在5800萬元。即優(yōu)化后3568m水平建設投資并不增加。

3.2 可以取消3788m有軌運輸系統(tǒng)等工程建設

加快建成3568m水平有軌運輸系統(tǒng)后，3788m有軌運輸系統(tǒng)可以不必建設，其硐口工業(yè)場地、鋪軌及信號系統(tǒng)都無須建設，這樣不但省去了3788m有軌運輸系統(tǒng)的建設投資，也解決了3788m建設溜井放礦系統(tǒng)的矛盾。參考有關(guān)單位提交的《敦德鐵礦采選工程技術(shù)咨詢報告》，經(jīng)估算取消3788m有軌運輸系統(tǒng)可以降低建設投資約1300萬元（鋪軌250萬元、信號系統(tǒng)450萬元及信號樓500萬元等，硐口調(diào)車場填方費用150萬元）。即使3788m建設有軌系統(tǒng)輸出巖石，硐口調(diào)車場也可以大大簡化，預計節(jié)省投資500萬元以上（含鋪軌、信號系統(tǒng)、信號樓及硐口調(diào)車場填方費用）。

運輸方案優(yōu)化后見表2，自2017年下半年3568m水平有軌運輸系統(tǒng)建成后，運費大幅降低。

表2 優(yōu)化后的2017～2018年礦石運輸方式

3.3 安全施工更有保障

結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)條件，3568m主運輸平硐施工及設計前半程均在礦區(qū)地表水溝的西側(cè)，后半程在主溝的東側(cè)。從地質(zhì)因素推測，工程穿過此構(gòu)造時涌水量還將大幅升高，嚴重影響工程進度及工程安全。所以大斷面改為小斷面后，3568m主運輸平硐穿過地表水溝的對應位置，可以比較安全。

由上述分析可以看出，3568m水平改單硐掘進為雙硐掘進，可以大大提高掘進效率，預計2017年下半年可以建成3568m有軌運輸系統(tǒng)，同時在安全、通風等方面有諸多明顯優(yōu)勢，從而大大降低運輸成本。更為重要的是可以實現(xiàn)150萬t向300萬t以上規(guī)模的平穩(wěn)過渡。

4 結(jié)束語

敦德鐵礦開拓運輸過渡方案的確定直接關(guān)系到礦山規(guī)模平穩(wěn)過渡、礦山運輸成本、建設投資以及生產(chǎn)安全等問題，只有加快建成3568m水平運輸系統(tǒng)，才能確保礦山產(chǎn)能由150萬t向300萬t以上平穩(wěn)過渡，同時降低礦石運輸成本，降低建設投資，提高礦山生產(chǎn)的安全。

Optim ization Stage Transportation Programs of Dunde Iron Mine

ZHANGMing
（Xinjiang Iron&SteelYamansu Mining Co.Ltd）

Thispaperanalyzed stage transportsolutionsof Dunde ironmineactualsituation.By comprehensive considering themine production tobe seamless transition and construction investmentand transportation costs and other factors ofproduction safety of themine,the stage transportprogramswereoptimized.

stage transportation programs;investmentcosts;safe production

TD50

A

1672—4224（2014）01—0041—03