某大型深井黃金礦山的開(kāi)采設(shè)計(jì)

楊成林，羅 騁

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司， 江西南昌 330031；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南長(zhǎng)沙 410012)

某大型深井黃金礦山的開(kāi)采設(shè)計(jì)

楊成林1，羅 騁2

(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司， 江西南昌 330031；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南長(zhǎng)沙 410012)

隨著礦山淺部資源的消失，轉(zhuǎn)入深井開(kāi)采的礦山越來(lái)越多。以某大型深井黃金礦山為例，針對(duì)其采礦方法、開(kāi)拓運(yùn)輸及提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、充填系統(tǒng)等深井開(kāi)采相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，對(duì)同類(lèi)礦山有非常重要的借鑒意義。

深井礦山；分層尾砂膠結(jié)充填采礦法；開(kāi)拓系統(tǒng)；多級(jí)機(jī)站通風(fēng)

某礦山是我國(guó)一座由小到大滾動(dòng)發(fā)展起來(lái)的，具有35年開(kāi)采歷史的深井開(kāi)采大型黃金礦山。目前新勘探獲得資源儲(chǔ)量(332＋333)4500萬(wàn)t，平均金品位3.33 g/t。礦床最大埋深1400m以上，由3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的礦區(qū)組成，其中老礦區(qū)擬擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模至10000 t/d。本文將針對(duì)其采礦方法[1-5]、開(kāi)拓運(yùn)輸及提升系統(tǒng)[6-9]、通風(fēng)系統(tǒng)[10-16]、充填系統(tǒng)[14-16]等深井開(kāi)采相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。

1 采礦方法

1.1 采礦方法選擇

該礦為貴金屬礦床，品位較高，地表有村莊、公路和引水渠通過(guò)，為了安全高效地回收礦產(chǎn)資源，必須采用先進(jìn)、高效、安全的開(kāi)采方法，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、高效率、低成本的目標(biāo)。根據(jù)礦山多年的采礦方法使用情況，無(wú)軌設(shè)備機(jī)械化上向水平分層尾砂膠結(jié)充填采礦法工藝成熟可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、礦山機(jī)械化程度高、操作簡(jiǎn)便，同時(shí)可以有效地抑制威脅采礦安全的不利因素，提高礦石利用率，降低損失貧化指標(biāo)，減少占地搬遷等費(fèi)用，利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)省投資。因此研究設(shè)計(jì)仍推薦無(wú)軌設(shè)備機(jī)械化上向水平分層尾砂膠結(jié)充填采礦法(見(jiàn)圖1)。

圖1 無(wú)軌設(shè)備機(jī)械化上向水平分層尾砂膠結(jié)充填采礦法

針對(duì)不同厚度礦體分別采用不同的布置形式:厚度大于7.5m的礦體采用垂直走向布置，該采礦方案采出礦量約占礦山總出礦量的83%；礦體厚度小于7.5m的礦體采用沿走向布置，該采礦方案采出礦量約占礦山總出礦量的17%。下面以垂直走向布置方式介紹采礦方法的礦塊結(jié)構(gòu)與采切工程。

1.2 礦塊結(jié)構(gòu)

以盤(pán)區(qū)作為回采單元并進(jìn)行采準(zhǔn)切割工程布置。盤(pán)區(qū)長(zhǎng)度為90m，寬度為礦體厚度。沿走向布置若干礦房和礦柱，礦房寬度為8m，礦柱寬為7m，采場(chǎng)分層高度為3.3m，每3個(gè)分層為一個(gè)分段，分段高度為10m。一步驟先采礦房，礦房全部回采結(jié)束后再進(jìn)行礦柱回采。

1.3 采切工程

在礦體下盤(pán)掘進(jìn)采場(chǎng)溜井及分段巷道，自分段巷道掘進(jìn)進(jìn)路通達(dá)礦體，進(jìn)路斷面為3.4m×3.3m。通過(guò)采場(chǎng)進(jìn)路，在礦體內(nèi)垂直走向掘進(jìn)水平拉底巷道，巷道斷面為4m×3.3m，然后刷大至礦房(柱)寬度形成拉底層。在采場(chǎng)上盤(pán)布置人行充填通風(fēng)天井。采場(chǎng)進(jìn)路自分段聯(lián)絡(luò)道先以－20%坡度下掘到達(dá)礦體，隨逐層采礦而逐層挑頂墊底形成逐層采場(chǎng)進(jìn)路，以適應(yīng)每分層回采進(jìn)路的要求，采場(chǎng)進(jìn)路最終坡度為＋20%。每采完3個(gè)分層后重新自分段聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)采場(chǎng)進(jìn)路。

3 開(kāi)拓運(yùn)輸及提升系統(tǒng)

礦山現(xiàn)有中段高度為50m，基本適應(yīng)礦體的賦存狀態(tài)和擬定的采礦方法，因此，本研究設(shè)計(jì)仍將中段高度定為50m，每100m設(shè)一個(gè)運(yùn)輸中段。經(jīng)過(guò)研究，采用礦石集中提升，輔助提升采用分區(qū)布置豎井并輔以斜坡道的開(kāi)拓布置方式，開(kāi)拓系統(tǒng)縱投影見(jiàn)圖2。

圖2 礦山開(kāi)拓系統(tǒng)

(1)主井。該井井口標(biāo)高為＋33m，井底標(biāo)高為－1395m，井深為1428m，井筒凈直徑為6.8m。井筒內(nèi)裝配有一套21m3雙箕斗提升系統(tǒng)和一套雙層罐籠帶平衡錘提升系統(tǒng)。擔(dān)負(fù)全礦10000 t/d礦石的提升和部分廢石及部分人員材料下放及提升任務(wù)。

(2)副井1。副井1為罐籠豎井，井口標(biāo)高為＋15m，井底為－1260m，井深為1275m，井筒凈直徑為7.5m。井筒內(nèi)裝配有一套雙層罐籠帶平衡錘提升系統(tǒng)，并設(shè)有玻璃鋼梯子間及管纜間。主要擔(dān)負(fù)新礦區(qū)1坑內(nèi)廢石、人員、材料等提升任務(wù)；并兼作敷設(shè)坑下風(fēng)、電及進(jìn)新風(fēng)的主要通道。

(3)副井2。副井2為罐籠豎井，井口標(biāo)高為＋13m，井底為－1255m，井深為1268m，井筒凈直徑為7m。井筒內(nèi)裝配有1套雙層罐籠帶平衡錘提升系統(tǒng)，并設(shè)有玻璃鋼梯子間及管纜間。主要擔(dān)負(fù)新礦區(qū)2與老礦區(qū)深部的坑內(nèi)廢石、人員、材料等提升任務(wù)；并兼作敷設(shè)坑下風(fēng)、電及進(jìn)新風(fēng)的主要通道。

(4)新回風(fēng)井。新風(fēng)井井口標(biāo)高約為＋13m，井底標(biāo)高為－1230m，井深為1243m，井筒凈直徑為7.5m。井內(nèi)設(shè)玻璃鋼梯子間，作為滕家礦區(qū)坑內(nèi)開(kāi)采的回風(fēng)井并兼作第二安全出口。

(5)主溜井及坑內(nèi)破碎。主井附近布置礦石主溜井2條，廢石主溜井1條。在－1230m設(shè)卸礦硐室，溜井底部設(shè)坑內(nèi)破碎系統(tǒng)。

(6)礦區(qū)主溜井。新礦區(qū)1基建期設(shè)礦區(qū)主溜井2條，作為新礦區(qū)1的礦石集中轉(zhuǎn)運(yùn)溜井。

新礦區(qū)2基建期設(shè)礦區(qū)主溜井2條，作為新礦區(qū)2與老礦區(qū)的礦石集中轉(zhuǎn)運(yùn)溜井。

2 通風(fēng)系統(tǒng)

新礦區(qū)1、新礦區(qū)2與老礦區(qū)聯(lián)合開(kāi)采，形成一個(gè)有機(jī)結(jié)合的大生產(chǎn)系統(tǒng)。為了保障通風(fēng)質(zhì)量，節(jié)省通風(fēng)費(fèi)用，設(shè)計(jì)采用分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，3個(gè)礦區(qū)形成各自相對(duì)獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。老礦區(qū)目前生產(chǎn)已形成一套完整的通風(fēng)系統(tǒng)，考慮到該礦區(qū)生產(chǎn)能力逐漸減小，其通風(fēng)系統(tǒng)可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。故本文主要針對(duì)新礦區(qū)1、新礦區(qū)2通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)。

根據(jù)礦床賦存條件與選定的開(kāi)拓系統(tǒng)、開(kāi)采順序及采礦方法等條件，副井1與副井2分別布置在新礦區(qū)1與新礦區(qū)2的兩端，新回風(fēng)井布置在兩礦區(qū)的中間。兩個(gè)礦區(qū)均雙中段開(kāi)采，均首采－730m與－930m兩個(gè)中段。本著安全可靠，節(jié)能高效的原則，采用兩翼對(duì)角抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)風(fēng)機(jī)的設(shè)置采用多級(jí)機(jī)站方案，分別在新礦區(qū)1與新礦區(qū)2回風(fēng)巷設(shè)置Ⅰ級(jí)機(jī)站，在回風(fēng)井井口設(shè)置Ⅱ級(jí)機(jī)站。各礦區(qū)生產(chǎn)中段的風(fēng)量通過(guò)風(fēng)機(jī)增壓減阻調(diào)節(jié)。

根據(jù)礦山生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃與需風(fēng)點(diǎn)布置，新礦區(qū)1需風(fēng)量為306m3/s，基本由副井1進(jìn)入，斜坡道少量進(jìn)入。新礦區(qū)2需風(fēng)量為154m3/s，基本由副井2進(jìn)入，斜坡道少量進(jìn)入。新風(fēng)經(jīng)由各中段運(yùn)輸巷道、中段管纜進(jìn)風(fēng)井、分段巷道，再到各采場(chǎng)。新風(fēng)進(jìn)入采場(chǎng)清洗工作面后，污風(fēng)由充填回風(fēng)井，經(jīng)上盤(pán)回風(fēng)巷道、集中匯入回風(fēng)井排出地表。

另外，破碎裝載系統(tǒng)與老礦區(qū)的風(fēng)量暫按90m3/s估算，由副井2與老礦區(qū)進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)共同承擔(dān)，其中副井2分擔(dān)量按50m3/s估算。

通風(fēng)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 通風(fēng)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

4 充填系統(tǒng)

老礦區(qū)地表建有充填站，采用立式砂倉(cāng)自流管道輸送充填系統(tǒng)。經(jīng)測(cè)算，該系統(tǒng)能滿(mǎn)足老礦區(qū)生產(chǎn)的充填需要。故老礦區(qū)無(wú)需重建充填站。

新礦區(qū)充填站設(shè)在副井2附近，充填能力按滿(mǎn)足6000 t/d生產(chǎn)能力的充填要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。站內(nèi)共設(shè)4套90m3/h的充填料制備系統(tǒng)。正常充填時(shí)2套系統(tǒng)同時(shí)工作。

選礦廠(chǎng)尾砂在分級(jí)站分級(jí)后，底流泵送至現(xiàn)充填站。充填管路流程:充填料漿下料口→充填鉆孔(新建)→充填聯(lián)絡(luò)巷→斜坡道(新建)→滕家→630m水平斜坡道口→回風(fēng)巷→充填行人通風(fēng)天井→采場(chǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文以某大型深井礦山為例，系統(tǒng)介紹了其采礦方法、開(kāi)拓運(yùn)輸及提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、充填系統(tǒng)等深井采礦系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)，可作為深井礦山研究設(shè)計(jì)的參考借鑒。

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2015-10-30)