采場(chǎng)電鏟擴(kuò)幫工藝評(píng)價(jià)與應(yīng)用

吳寶軍

摘 要：歪頭山鐵礦屬于大型露天礦，礦山開(kāi)拓是沿礦體走向在靠近礦體的巖石中掘溝，然后向兩側(cè)擴(kuò)幫。礦山運(yùn)輸是以電機(jī)車(chē)運(yùn)輸為主，在下部臺(tái)階采用汽車(chē)--電機(jī)車(chē)聯(lián)合運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)方式。本文主要是針對(duì)電鏟在采場(chǎng)的上、下盤(pán)以及端幫處生產(chǎn)時(shí)，采掘作業(yè)對(duì)礦石的損失貧化大小、作業(yè)安全程度高低、采掘的難易程度三方面作了比較研究和評(píng)價(jià)，在生產(chǎn)中加以應(yīng)用，以提高采掘設(shè)備效率，發(fā)揮采掘優(yōu)勢(shì)，保證礦山生產(chǎn)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1 礦山概況

歪頭山鐵礦屬于大型露天礦，年產(chǎn)礦石400萬(wàn)噸。礦山已轉(zhuǎn)入凹陷開(kāi)采階段，到了開(kāi)采后期。礦山目前以電機(jī)車(chē)運(yùn)輸為主，深部臺(tái)階采用汽車(chē)——電機(jī)車(chē)聯(lián)合運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)方式。在146m水平北部建有一座年效率為400萬(wàn)噸的倒裝站，二次裝電機(jī)車(chē)用以倒運(yùn)汽車(chē)生產(chǎn)的礦巖。礦山的主體設(shè)備有4立方米電鏟、45—R牙輪鉆機(jī)、150噸電機(jī)車(chē)、60噸的自翻斗車(chē)、載重為95，85.45噸的33—07汽車(chē)。目前礦山年采剝總量維持在1200萬(wàn)噸左右。

2 礦山生產(chǎn)擴(kuò)幫工藝簡(jiǎn)介

礦山開(kāi)拓方式是沿礦體走向在靠近礦體的上盤(pán)巖石中掘溝，掘溝采用汽車(chē)運(yùn)輸。汽車(chē)生產(chǎn)臺(tái)階的擴(kuò)幫是采用上盤(pán)移動(dòng)坑線的采剝方法。目前電機(jī)車(chē)運(yùn)輸擴(kuò)幫的有128m、116m、104m下盤(pán)三個(gè)臺(tái)階，汽車(chē)運(yùn)輸擴(kuò)幫的有92m、80m、68m、56m四個(gè)臺(tái)階。

歪頭山鐵礦的開(kāi)拓方式是沿礦體走向在巖石中掘溝，然后向兩側(cè)擴(kuò)幫。這樣就決定了在采場(chǎng)不同部位，電鏟鏟裝工作面的巖層結(jié)構(gòu)不一樣，對(duì)鏟裝影響也有很大區(qū)別。本文分別對(duì)電鏟在采場(chǎng)端幫、下盤(pán)和上盤(pán)三個(gè)部位的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

3 電鏟在采場(chǎng)端幫處擴(kuò)幫工藝分析評(píng)價(jià)

電鏟在端幫生產(chǎn)時(shí)有兩種推進(jìn)方式，一種推進(jìn)方式是從上盤(pán)向下盤(pán)推進(jìn)（即從西向東），另一種推進(jìn)方式是從下盤(pán)向上盤(pán)推進(jìn)（即從東向西）。由于巖層的傾向是一定的，如果采取的推進(jìn)方式不同，在鏟裝工作面的巖層結(jié)構(gòu)就不相同，對(duì)生產(chǎn)的影響也有很大區(qū)別。

3.1不同推進(jìn)方式對(duì)礦石損失貧化影響的研究：

首先如果是從上盤(pán)向下盤(pán)推進(jìn)（即從西向東方向），如圖3.1所示，電鏟采掘工作面的坡面角與巖層傾角相一致。 因?yàn)榈V體傾向西，傾角一般在20o～40o之間，臺(tái)階坡面角一般在60o左右，角度方向一致，進(jìn)行礦巖分采時(shí)，礦巖混采的工作線（L）比較短。假設(shè)采場(chǎng)臺(tái)階高度為H，臺(tái)階坡面角按60o計(jì)算，礦體傾角按40o計(jì)算，礦體厚度為S，那么礦巖混采工作線長(zhǎng)度L為：

從計(jì)算結(jié)果看，分采工作線短，混采礦巖量較少，而且礦巖極容易沿結(jié)構(gòu)面分離，有利于分采工作的進(jìn)行， 這就很好地降低了礦石損失貧化，提高了礦石回收率，分采較徹底。實(shí)踐證明采用這種方式推進(jìn)時(shí)，礦石回收率可達(dá)95%以上。

相反如果是從下盤(pán)向上盤(pán)推進(jìn)（即從東向西方向），這時(shí)采掘工作面與礦巖結(jié)構(gòu)面不一致，如圖3.2所示。這樣對(duì)于相同的礦脈來(lái)說(shuō)，礦巖混采的工作線增長(zhǎng)。假設(shè)采場(chǎng)臺(tái)階高度為H，臺(tái)階坡面角仍按60o計(jì)算，礦體傾角按40o計(jì)算，礦體厚度為S，那么礦巖混采工作線長(zhǎng)度 L*為：

L*=

=3.54H+1.6S

從以上計(jì)算可以看出，L*遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L，礦巖混采的面積加大，也就是說(shuō)采出相同的礦石需要?jiǎng)冸x的巖石量增加，而且由于結(jié)構(gòu)面傾向臺(tái)階里側(cè)，礦巖不容易分離，不利于礦石回收，這樣就加大了礦石的損失貧化，嚴(yán)重浪費(fèi)了礦產(chǎn)資源。實(shí)踐證明這種采掘方式造成礦石損失率可達(dá)10%以上。

從上面兩種推進(jìn)方式上可以看出，對(duì)于采出等量礦石來(lái)說(shuō)，圖3.2要比圖3.1分離的巖石要多，分采工作較難進(jìn)行，礦石的損失貧化較大。

3.2不同推進(jìn)方式對(duì)采掘安全影響的研究：

采剝作業(yè)必須保證安全生產(chǎn)。但由于臺(tái)階高度為12m，爆破后臺(tái)階高度可達(dá)14～15m，而電鏟的最大挖掘高度為10m，電鏟在采掘過(guò)程中常見(jiàn)的不安全因素是臺(tái)階上部的礦巖突然落下，對(duì)電鏟的鏟斗及鏟桿造成沖擊損壞。由于巖層產(chǎn)狀特征，從上盤(pán)向下盤(pán)推進(jìn)，采掘工作面容易沿礦巖結(jié)構(gòu)面形成較穩(wěn)定的坡面。電鏟在臺(tái)階下面挖掘時(shí)，對(duì)電鏟的鏟斗和鏟桿沖擊力小，設(shè)備不易損壞，采掘較安全。

如果從下盤(pán)向上盤(pán)推進(jìn)，一般都不能形成較穩(wěn)定的工作面，這時(shí)采掘工作面往往較陡峭，有時(shí)臺(tái)階上部會(huì)出現(xiàn)懸空的狀態(tài)，即崖頭，電鏟采掘時(shí)臺(tái)階上部的礦巖有時(shí)會(huì)突然塌落下來(lái)，臺(tái)階上部往往又是大塊集中的部位，這時(shí)極容易砸壞設(shè)備，對(duì)設(shè)備的損壞較大，采掘工作存在一定的安全隱患。

3.3不同推進(jìn)方式對(duì)采掘難易程度的影響研究

從上盤(pán)向下盤(pán)推進(jìn)時(shí)，這時(shí)電鏟牙尖對(duì)礦巖的作用力F會(huì)在結(jié)構(gòu)面方向上產(chǎn)生一分力f，結(jié)構(gòu)面一般都比較平整，牙尖容易沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑移，實(shí)際作用在巖體上的力就變小，電鏟采掘時(shí)較困難。在實(shí)際中表現(xiàn)為：電鏟的滿(mǎn)斗系數(shù)低，裝車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，比正常的生產(chǎn)效率要低，而且極容易出現(xiàn)根底、高地盤(pán)等現(xiàn)象。

如果從下盤(pán)向上盤(pán)方向推進(jìn)，采掘時(shí)牙尖對(duì)礦巖的作用力F基本上與結(jié)構(gòu)面相垂直，作用力較大，這時(shí)巖體往往會(huì)發(fā)生剪切破壞，見(jiàn)圖4.6所示。同時(shí)電鏟能夠提高滿(mǎn)斗系數(shù)，提高采掘效率，采掘工作容易進(jìn)行。一般對(duì)一些小的根底、高地盤(pán)等也容易克服掉，作業(yè)平盤(pán)較平整。

4 電鏟在下盤(pán)擴(kuò)幫工藝的分析評(píng)價(jià)

在采場(chǎng)下盤(pán)，巖層走向與臺(tái)階走向相同，巖層傾向與臺(tái)階坡面相一致，如圖4.1所示。電鏟生產(chǎn)是沿臺(tái)階走向推進(jìn)，成條帶采出。礦巖容易沿結(jié)構(gòu)面自然滑落分離，采掘較容易進(jìn)行，而且在里側(cè)能夠形成較緩的工作坡面，不會(huì)出現(xiàn)崖頭等危險(xiǎn)因素，生產(chǎn)作業(yè)較安全。如果進(jìn)行分采作業(yè)時(shí)，礦巖能夠?qū)崿F(xiàn)很好地分離，礦石回收較徹底，能夠提高礦石回收率。

5總結(jié)

綜上所述，歪頭山鐵礦由于巖層傾向和開(kāi)拓方式的特點(diǎn)，決定了在采場(chǎng)不同部位電鏟生產(chǎn)情況不一樣。從礦山生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)安全的角度出發(fā)，在采場(chǎng)端幫處首先應(yīng)采取從上盤(pán)向下盤(pán)的推進(jìn)方式，這樣不僅有利于礦石回收，減小礦石的損失與貧化，而且也能保證采掘設(shè)備和人身安全。

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