三山島金礦井下環(huán)形車場設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉國棟，賈萬玉，吳若菡

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)

三山島金礦井下環(huán)形車場設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉國棟1，賈萬玉2，吳若菡3

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司, 山東萊州市 261442)

三山島金礦西山礦區(qū)-600m中段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)工程是該礦8000 t/d探建工程的中樞。該礦為提高-600 m中段運(yùn)輸能力，根據(jù)西山礦區(qū)裝載車場實(shí)際情況，經(jīng)過方案對(duì)比選擇后施工斜式環(huán)形車場，減少會(huì)車等待時(shí)間，采用單電機(jī)車牽引礦車，使西山礦區(qū)-600 m中段有軌運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)量目前達(dá)到4100 t/d。同時(shí)，將環(huán)形車場時(shí)與西山礦區(qū)主斜坡道貫通，將新立礦區(qū)新鮮風(fēng)流引入西山礦區(qū)，有效緩解西山礦區(qū)深部通風(fēng)問題。

三山島金礦；有軌運(yùn)輸；環(huán)形車場；通風(fēng)

0 引 言

三山島金礦是我國國內(nèi)大型黃金礦山之一,在面臨國際金價(jià)低位運(yùn)行,生產(chǎn)成本不斷上漲的困難形勢下,積極采取一系列降本增效的措施,其中運(yùn)輸方式由無軌逐步向有軌轉(zhuǎn)變,增加有軌運(yùn)輸量,以達(dá)到減少運(yùn)輸成本的目的是該礦重點(diǎn)措施之一[1]。西山礦區(qū)-600 m中段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)為三山島金礦8000 t/d采選工程的中樞,目前可轉(zhuǎn)運(yùn)礦石3500 t/d,但受到-600 m中段大巷工程限制,只通過優(yōu)化生產(chǎn)組織無法再提高其運(yùn)輸能力[2]。同時(shí),該礦目前生產(chǎn)區(qū)域已下沉至-780 m中段,深部開采面臨風(fēng)量不足、風(fēng)流污染嚴(yán)重等不利因素[3]。為解決上述問題,在西山礦區(qū)設(shè)計(jì)施工環(huán)形車場,維修硐室等工程實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝車,并將環(huán)形車場與西山主斜坡道貫通,將新立礦區(qū)新鮮風(fēng)流引入西山礦區(qū)。

1 環(huán)形車場設(shè)計(jì)方案

1.1 方案選擇和設(shè)計(jì)

西山礦區(qū)-600 m中段有3個(gè)溜井,1＃、2＃溜井目前正在使用,3＃溜井尚在建設(shè)中,改造前1＃、2＃溜井共同使用一條單軌裝車巷,3＃溜井獨(dú)自使用一條單軌裝車巷,裝載車場均為折返式車場。礦車采用雙機(jī)牽引,在運(yùn)輸過程中,對(duì)向行駛礦車務(wù)必在固定的錯(cuò)車巷進(jìn)行等待會(huì)車,耽誤運(yùn)輸時(shí)間。同時(shí),由于1＃、2＃溜井之間距離較短,無法實(shí)現(xiàn)兩列礦車同時(shí)進(jìn)入裝車巷裝礦。因此,考慮施工環(huán)形車場,使礦車不必在錯(cuò)車巷會(huì)車,直接在車場內(nèi)調(diào)車,實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)裝車。在設(shè)計(jì)方案的選擇上主要考慮以下幾點(diǎn):

(1)便于調(diào)整儲(chǔ)車線和出車方向；

(2)工程量盡可能減少；

(3)運(yùn)輸量較大,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝車；

(4)運(yùn)輸設(shè)備類型和自動(dòng)化程度；

(5)車場所處位置的地質(zhì)條件。

環(huán)形車場類型主要分為立式、臥式、斜式[4](見表1)。依據(jù)西山礦區(qū)-600 m中段的實(shí)際狀況,設(shè)計(jì)采用斜式環(huán)形車場,環(huán)形車場設(shè)計(jì)方案見圖1。設(shè)計(jì)掘進(jìn)工程量274.1m,其中彎道段175.2m,直道段88.7 m,斜坡道聯(lián)絡(luò)巷10.2 m。

表1 環(huán)形車場類型對(duì)比

圖1 環(huán)形車場平面圖

巷道裝備標(biāo)準(zhǔn)與原-600 m中段無軌運(yùn)輸巷裝備標(biāo)準(zhǔn)一致。巷道工程掘進(jìn)工期6個(gè)月,巷道標(biāo)準(zhǔn)化裝備3個(gè)月。

1.2 環(huán)形車場施工

(1)施工順序:兩頭對(duì)向掘進(jìn),車場兩頭距離差15 m時(shí),暫停其中一頭掘進(jìn),只在另一掘進(jìn)面施工,并貫通車場。

(2)鑿巖爆破:采用光面爆破,直道處斷面3.3 m×3.3 m,彎道處斷面3.5 m×3.3 m,斷面均為1/3三心拱,氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖,孔深2.0～2.5 m,使用2＃巖石乳化炸藥,人工裝藥,起爆器材為發(fā)爆器引爆非電導(dǎo)爆管秒差雷管反向起爆[5]。

(3)鏟運(yùn):使用礦山2 m3容量ST-2.0鏟運(yùn)機(jī)鏟裝,通過坑內(nèi)卡車運(yùn)往廢石溜井。

(4)支護(hù)作業(yè):采用錨噴支護(hù),錨桿使用管縫式,錨桿網(wǎng)度2.0 m×2.0 m；噴漿強(qiáng)度C20,厚度50 mm。

(5)巷道裝備:巷道裝備標(biāo)準(zhǔn)與-600 m運(yùn)輸大巷統(tǒng)一,在與斜坡道貫通處安裝掛鉤,方便設(shè)備吊運(yùn)。

1.3 設(shè)計(jì)方案探討

(1)裝車方式優(yōu)化。1＃、2＃溜井口距離為61m,每列礦車的組成形式為電機(jī)車牽引12輛礦車,礦車全長84 m,因此裝車巷內(nèi)無法容納2列車同時(shí)裝礦。環(huán)形車場形成后,裝車方式為第一列礦車進(jìn)入2＃溜井裝礦,車尾通過1＃溜井后,第二列礦車進(jìn)入1＃溜井裝礦,此時(shí)第一列礦車進(jìn)入環(huán)形車場,2列車裝完礦后均通過環(huán)形車場調(diào)頭離開裝車巷,形成循環(huán)裝車。當(dāng)3＃溜井建設(shè)完成后,增加1列車可以實(shí)現(xiàn)3列車循環(huán)裝車,裝車效率明顯提高[6]。

(2)環(huán)形車場將1＃、2＃、3＃溜井連接在一起,形成環(huán)形。原先的折返式車場由于無法調(diào)頭,礦車需要雙機(jī)牽引,采用環(huán)形車場后,通過車場調(diào)頭,可以采用單電機(jī)車牽引,減少設(shè)備投入。

(3)設(shè)計(jì)環(huán)形采用大轉(zhuǎn)彎半徑。牽引電機(jī)車型號(hào)為CJY 14/7 GB550斬波調(diào)速架線電機(jī)車,運(yùn)行最大速度4 m/s,軸距1600 mm,按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》要求,軌道轉(zhuǎn)彎半徑大于1.5 m/s時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑不小于車輛最大軸距的10倍。該環(huán)形車場轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計(jì)為50 m,不僅符合安全規(guī)定要求且采用大轉(zhuǎn)彎半徑可以減少電機(jī)車行駛盲區(qū),保證電機(jī)車快速安全行駛,而且滿足車場通過能力[7-8]。

(4)將環(huán)形車場與與西山斜坡道貫通,從而使新立礦區(qū)新風(fēng)引入西山礦區(qū)。三山島金礦西山礦區(qū)主要進(jìn)風(fēng)井為主斜坡道,但由于淺部采礦仍在進(jìn)行和斜坡道受無軌設(shè)備污染,-600 m以下中段新鮮風(fēng)量不足。工程貫通之后,新立主混合井的部分新風(fēng)直接通過-600 m有軌運(yùn)輸巷和環(huán)形車場進(jìn)入西山主斜坡道,從而補(bǔ)充西山深部風(fēng)量,且補(bǔ)充的風(fēng)均為未受無軌設(shè)備污染的新鮮風(fēng)流[9]。

(5)環(huán)形車場直道段與主斜坡道保持5m安全距離。主斜坡道是西山礦區(qū)主要開拓方式,通過預(yù)留5 m安全距離,保證環(huán)形車場爆破震動(dòng)不對(duì)主斜坡道造成擾動(dòng)破壞。

2 應(yīng)用效果

工程施工結(jié)束,經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行后,統(tǒng)計(jì)1＃、2＃溜井3個(gè)月運(yùn)輸量,認(rèn)為西山礦區(qū)有軌運(yùn)輸能力得到提升；通風(fēng)技術(shù)員在深部-630 m中段石門巷風(fēng)量測試結(jié)論認(rèn)為該中段風(fēng)量有所增加,且溫度有所下降。具體對(duì)比數(shù)據(jù)見表2。

表2 車場改造前后對(duì)比

3 結(jié) 語

三山島金礦通過對(duì)原有車場合理改造,增設(shè)環(huán)形車場,使西山礦區(qū)有軌轉(zhuǎn)運(yùn)量提升900 t/d,相對(duì)無軌運(yùn)輸?shù)母甙嘿M(fèi)用,提高有軌運(yùn)輸能力每年直接節(jié)約運(yùn)輸成本160萬元。新立礦區(qū)的新鮮風(fēng)流直接進(jìn)入西山礦區(qū)深部采場,有效改善了西山礦區(qū)深部采場的低風(fēng)量、高溫施工等問題,節(jié)省了部分通風(fēng)降溫成本。由此可見,西山礦區(qū)-600 m中段環(huán)形車場優(yōu)化取得了多重效益,對(duì)三山島金礦深部未來生產(chǎn)意義重大。

[1]陳玉民.“黃金微利時(shí)代”的企業(yè)戰(zhàn)略[J].中國有色金屬, 2014,32(1):44-45.

[2]盧央澤.大規(guī)模地下礦有軌運(yùn)輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].礦業(yè)工程研究,2014,29(4):72-74.

[3]楊竹周,李 威,冀 東,等.三山島金礦深井通風(fēng)降溫治理技術(shù)研究[J].金屬礦山,2011,46(11):146-149.

[4]張富民.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1987.

[5]張志旭,任少鋒,張亞文,等.光面爆破在平硐開挖施工中的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2013,13(2):84-85.

[6]董進(jìn)忠.礦井大巷運(yùn)輸系統(tǒng)改造綜合效益研究[J].煤炭與化工,2014,37(10):91-93.

[7]朱淑倫,王保倫.井下運(yùn)輸?shù)淖顑?yōu)化問題[J].阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1982,4(2):17-25.

[8]關(guān)樹杰.井下電機(jī)車運(yùn)輸優(yōu)化的探討[J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1994,19(3):281-283.

[9]王明斌,何順斌,李文光,等.三山島金礦西山礦區(qū)北翼通風(fēng)系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代礦業(yè),2014,34(4):69-71,78.

2015-01-30)