一種新型溜井放礦系統(tǒng)在某磷礦的應(yīng)用

黃 杰 姚 華 何忠國

(貴州開磷有限責(zé)任公司)

漏斗式底部結(jié)構(gòu)在采用重力放礦運搬方式的采礦方法中較為多見，適用于各種礦石條件，穩(wěn)固性好，是目前礦山應(yīng)用最廣泛的形式之一。一般溜井的底部結(jié)構(gòu)多采用漏斗式，振動放礦機作為溜井與運礦車輛、膠帶等之間的銜接紐帶，發(fā)揮著舉足輕重的作用。尤其是針對產(chǎn)量較高的地下礦山，礦石流量較大，振動放礦機的安裝、維修需要花費大量的人力物力，多數(shù)不能滿足生產(chǎn)的需要[1-4]。

馬路坪磷礦為地下礦山,其溜井系統(tǒng)礦廢運輸在250萬t/a以上。根據(jù)礦體賦存條件，沿礦體走向每300 m劃分一個盤區(qū)，采用錨桿護頂空場采礦嗣后充填采礦法，鏟運機出礦。礦石運輸通過鏟運機由采場倒運至各盤區(qū)溜井，中段各盤區(qū)底部使用漏斗式結(jié)構(gòu)，經(jīng)由振動放礦機裝載到汽車貨箱上運至主溜井，再由主溜井底部的漏斗式結(jié)構(gòu)輸送到膠帶，最終運至礦倉。

為保證礦山的生產(chǎn)能力，馬路坪磷礦目前共有2個中段15個盤區(qū)在同時作業(yè)，每個盤區(qū)設(shè)計有2套溜井系統(tǒng)，需要安裝30臺振動放礦機。此外，各中段還有4條主溜井連接膠帶以及礦倉倒礦等漏斗式結(jié)構(gòu)放礦，至少還需要10臺振動放礦機。因此，馬路坪磷礦正常生產(chǎn)模式下共需要固定安裝40臺振動放礦機。如此龐大的運輸系統(tǒng)，振動放礦機起著承上啟下的關(guān)鍵性作用，但是伴隨著生產(chǎn)的推進，振動放礦機的安裝、維護、保養(yǎng)等工作日益繁重。為節(jié)約生產(chǎn)成本，降低維修頻率，馬路坪磷礦研制出一種使用鋼制框架結(jié)構(gòu)作為支撐基礎(chǔ)，振動放礦機懸掛安裝及六面體料倉的新型放礦系統(tǒng)。

1 新型溜井放礦系統(tǒng)簡介

1.1 基礎(chǔ)支撐

相比傳統(tǒng)的溜井漏斗式底部結(jié)構(gòu)，懸掛式振動放礦機系統(tǒng)最大的區(qū)別在于基礎(chǔ)支撐采取鋼制框架結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土基礎(chǔ)[5]。其鋼制框架結(jié)構(gòu)主體部位安裝在溜井底部的硐室之中，尺寸根據(jù)溜井、運礦車輛在巷道中的固定位置和振動放礦機型號所定。整個鋼制框架結(jié)構(gòu)安裝完成后，只需要在硐室路面澆灌50 cm厚的混凝土基礎(chǔ)，起穩(wěn)定作用。

1.2 振動放礦機安裝方式

振動放礦機的安裝依托輔助鋼制框架和4條鋼絲繩與主框架組合，整個振動放礦機懸掛在主框架之上。采用鋼絲繩連接可調(diào)節(jié)振動放礦機的角度，方便控制放礦的效率。每條鋼絲繩的中部加裝拉伸彈簧，降低振動放礦機在運轉(zhuǎn)過程中對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的損傷[6]。

1.3 溜井連接方式

整個結(jié)構(gòu)不使用混凝土澆灌，最大的問題是振動放礦機與溜井之間的銜接。為保證底部結(jié)構(gòu)在使用過程中不發(fā)生漏礦情況，在振動放礦機的尾端與溜井之間加裝一個六面體料倉，整個料倉使用錳鋼板制作，縫隙采用廢棄錳鋼板焊接。通過簡易料倉銜接之后，便形成一套完整的漏斗式底部結(jié)構(gòu)。新型溜井放礦系統(tǒng)示意見圖1。

圖1 新型溜井放礦系統(tǒng)示意

2 新型溜井放礦系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 施工周期短

采用傳統(tǒng)振動放礦機安裝方式，鋼筋混凝土基礎(chǔ)澆灌完成后才能安裝振動放礦機，并且鋼筋混凝土基礎(chǔ)還需要養(yǎng)護至少1個月才能投入使用，整個安裝過程最少需要2個月。新型溜井放礦系統(tǒng)中，懸掛式振動放礦機安裝所需的鋼制框架結(jié)構(gòu)在溜井設(shè)計完成后，即可在地表完成加工，運抵井下后只需要將所有部件焊接在一起，即可完成整個結(jié)構(gòu)的安裝，整個焊接過程及地坪施工只需要1個月。兩者相比，鋼制框架結(jié)構(gòu)可縮短安裝周期至少1個月。

2.2 成本低

采用傳統(tǒng)的安裝方式，鋼筋、混凝土以及安裝費用共需要15萬元左右。懸掛式振動放礦機安裝所需主要材料為槽鋼，整個結(jié)構(gòu)共需要鋼材4 t，安裝費1.5萬元，加上其他輔助設(shè)施成本合計為5萬元左右。相比之下，采用懸掛式振動放礦機安裝方式可節(jié)約成本10萬元。

2.3 維修便利

振動放礦機在使用過程中電機最容易發(fā)生故障，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，振動放礦機安裝在鋼筋混凝土平臺之上，使用一段時間后，支撐振動放礦機的平臺上會殘留較多礦渣，電機周圍的空間較小，拆卸安裝十分麻煩。懸掛式振動放礦機的電機通過螺栓與放礦機固定，維修時只需要拆卸螺絲即可完成檢查維修。此外，在使用過程中如發(fā)生振動放礦機自身損壞，采取傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安裝方式，因振動放礦機4個角柱均固定在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，必須使用風(fēng)鎬破除放礦機周邊的鋼筋混凝土才能安裝，振動放礦機安裝之后再重新澆灌，整個過程至少要一個半月。而懸掛式振動放礦機只需要割掉放礦機，更換全過程一周即可完成。

2.4 可回收利用

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土基礎(chǔ)在回采結(jié)束后，除振動放礦機可以作為廢棄鋼鐵回收外，其他材料均為一次性利用。采用鋼制框架結(jié)構(gòu)安裝振動放礦機，在盤區(qū)回采結(jié)束后，所有鋼材均可以回收，再次利用。

2.5 放礦效率可控

傳統(tǒng)的振動放礦機安裝之后，如需調(diào)整振動放礦機的放礦效率，必須拆除原有振動放礦機，更換振動放礦機型號才能實現(xiàn)，十分麻煩。而懸掛式振動放礦機通過調(diào)整鋼絲繩的長度改變放礦機臺板的傾角，即可改變放礦速率，在礦倉放礦或者膠帶轉(zhuǎn)運時優(yōu)勢十分明顯。

2.6 方便疏堵

礦石從采場進入盤區(qū)溜井之后，經(jīng)常會有較多大塊造成溜井與振動放礦機銜接位置堵塞。采用懸掛式振動放礦機，在六面體料倉靠近放礦機方向的一面制作一扇50cm×50cm方形門，使用插銷卡住，在漏斗堵塞時，打開此門，使用撬棍處理即可，減少使用火工處理的頻率，降低安全風(fēng)險。

3 結(jié) 語

經(jīng)過多次的生產(chǎn)實踐,基于鋼制框架結(jié)構(gòu)的懸掛式振動放礦機及錳鋼板六面體料倉的新型溜井放礦系統(tǒng)在馬路坪磷礦成功應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、材料可循環(huán)利用、維護簡單、可控性強等優(yōu)越性得到了廣泛認可，該系統(tǒng)已經(jīng)在貴州開磷有限責(zé)任公司所有礦山推廣使用。在接下來的實踐中，將探索在巷道拱頂兩端合適高度處開鑿較小耳洞作為支撐點進行安裝，減少鋼材使用量，進一步降低成本。