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實。通過綜合考慮礦山產能平穩(wěn)過渡、建設投資、運輸成本、生產安全等因素，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

聯系人：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以上礦體產能300萬t/a，其中3912m以上為新增儲量，設計產能150萬t/a，是目前的生產中段；二期3568m以上礦體預計產能在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能達產的問題，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)場地的建設根據計算需要17萬m3巖石墊層，但3788m、3850m硐內只有約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，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。

根據目前3568m水平涌水量大、成巷速度極慢的現狀，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。參考有關單位提交的《敦德鐵礦采選工程技術咨詢報告》，經估算取消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

結合礦區(qū)地質條件，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，后半程在主溝的東側。從地質因素推測，工程穿過此構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150萬t向300萬t以上規(guī)模的平穩(wěn)過渡。

4 結束語

敦德鐵礦開拓運輸過渡方案的確定直接關系到礦山規(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.

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TD50

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1672—4224（2014）01—0041—03