露天矿矿石开拓运输方案比较

杨晓云

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

露天矿矿石开拓运输方案比较

杨晓云

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

以国内某大型钨矿露天开采的矿石运输方案为例，选用费用现值法,对四种矿石开拓运输方案进行了经济比较及技术论证，以综合指标比较结果，最终认为采用汽车—破碎站—溜井—胶带运输机运输工艺既能发挥汽车运输机动灵活,适应性强,短距离运输费用较低的优点,又兼顾了胶带运输机运输能力大,单位运输费用低的优点,是更为适合的一种方案。

露天开采；开拓运输方案；费用现值；胶带运输；电机车运输

0 前言

某露天矿开采规模为年产钨矿石6 600 kt,开拓运输系统留有25 000 t/d能力,属国内大型钨矿之一。该矿露天开采拟采用汽车—溜井—平硐运输，矿山出入沟封闭圈标高均为952 m,坑底标高为902 m，采场平硐运输标高为856 m水平。下文对4种矿石开拓运输方案进行了经济比较及技术论证，最后通过综合指标比较结果优选出较为适合的一种方案。

1 矿石开拓运输方案

开拓运输方案取决于矿体赋存自然状态及与其配套辅助生产系统的综合配置[1]。矿石开拓运输主要有汽车、电机车、胶带的多种组合方式，本次主要针对平硐开拓运输方案中胶带运输和电机车运输方案进行技术经济比较。根据胶带运输破碎的特点，分为溜井口设破碎站和溜井底部设破碎硐室两种方案。故矿石开拓运输值得采用的方案主要有4种：方案Ⅰ，汽车—境界内溜井—电机车；方案Ⅱ，汽车—境界外破碎站—溜井—胶带；方案Ⅲ，汽车—境界内3溜井—井底破碎硐室—胶带；方案Ⅳ，汽车—境界内2溜井—井底破碎硐室—胶带。

1.1 方案Ⅰ：汽车—境界内溜井—电机车

矿石由汽车运输到境界内的溜井，通过溜井下部平硐内装矿硐室的重型双台板振动给矿机给10 m3矿车装矿，然后通过20 t电机车双机牵引11辆10 m3矿车运输到选矿厂的粗碎车间前的中间矿堆，8列车运行。电机车单程运距约3 100 mm，采用900 mm轨距，钢轨为43 kg/m的双轨线路。

电机车运输具有运输能力大、适合长距离运输、运输成本低的特点[2]，在我国金属矿开拓运输方面占有重要地位，紫金山金矿、行洛坑钨矿等都是采用电机车运输的典型代表。与胶带运输相比，电机车方案对矿岩性质适应性更强，矿石粗碎集中在选厂破碎，减少了设备投资。另外，电机车的运输线路较灵活，同时溜井的增设不受破碎站的限制，使运输线路可得到充分优化，可进一步缩短境界内汽车运距。

1.2 方案Ⅱ：汽车—境界外破碎站—溜井—胶带

矿石在境界内经汽车运至就近溜井境界外破碎站，经破碎后进入溜井，然后通过溜井下部的振动给矿机给矿于胶带，再通过胶带将矿石运输到选厂中间矿堆。由于矿石开拓运输规模25 000 t/d，对应的小时生产能力为2 000 t/h，采矿设置2套溜井同时作业，相对应2个破碎站。站内主要设备为PXF5474富勒型旋回破碎机1台,在出矿粒度P80=175 mm时,生产能力约2 000 t/h，2个破碎站能达4 000 t/h，完全满足生产能力。破碎后矿石通过溜井下部的振动给矿机给矿于胶带，再通过胶带将矿石运输到选厂中间矿堆。暂定胶带宽度为1 200 mm，钢绳芯胶带，胶带单程运距约2 100 m。2条胶带输送机接力运输，它们分别为：1）平硐1的1#胶带机，长约1 760 m，电机2×400 kW；2）平硐2的2#胶带机，长度320 m，电机220 kW。生产第6年使用平硐2的3#胶带机代替2#胶带机,长度600 m,电机2×220 kW，增加了一组电机驱动,胶带在平硐内接力运输。开拓运输方案平面如图1所示：

图1 开拓运输方案平面

胶带运输方式具有运营成本低、运量大、爬坡能力强、易于自动控制等特点[3]，在我国很多大型矿山使用案例较多，如：江铜德兴铜矿、首钢水厂铁矿、鞍钢齐大山铁矿等矿山均有使用。该方法对物料的特性(硬度、块度)要求严格,一次性投资较大。井口设破碎站,为了避免溜井降段过程中对生产造成影响,应尽可能多的布设溜井。但溜井布设越多,同时配套的破碎站投资也会随之迅速增加，故溜井数量布设需综合考虑降段影响和破碎站增设带来投资的两方面因素。综合考虑前期主要开采境界西部,基建工程量相对少,离选厂更近等因素，前期布设溜井数量为2个，则对应井口破碎站2个。

1.3 方案Ⅲ：汽车—境界内3溜井—井底破碎硐室—胶带

矿石在境界内经汽车运至就近溜井，矿石通过溜井进入溜井底部的破碎机破碎，经过破碎后的矿石由振动给矿机给矿于胶带，胶带将矿石运输到选厂中间矿堆。井底破碎硐室内主要设备有C160型颚式破碎机1台、VF661-2V给矿机1台。本破碎机与给矿机联合生产能力约800 t/h，3个破碎硐室能达2 400 t/h，满足2 000 t/h生产能力。矿石经破碎后通过下部的振动给矿机给矿于胶带，再通过胶带将矿石运输到选厂中间矿堆。平硐内配B=1 200 mm钢绳芯胶带运输。胶带机暂定3条，分别为：1)平硐1，1#胶带机长2 440 m,电机2×500 kW；2)平硐2,2#胶带机长380 m,电机220 kW；3)平硐3,3#胶带机长400 m,电机220 kW。胶带机在平硐内接力运输。

方案Ⅲ的特点主要体现在井底破碎上。这一方案减少了境界内井口破碎站对生产带来的影响，然而由于井下破碎硐室工程量大，延长了基建期0.5年。另外，由于矿石块度大，溜井高度一般都220 m以上，最高达435 m，溜井过高其破坏的概率就相应增大，井下破碎硐室存在的安全隐患也相对增加。

1.4 方案Ⅳ:汽车—境界内2溜井—井底破碎硐室—胶带

矿石在境界内经汽车运至就近溜井,然后通过溜井底部破碎机破碎,之后直接用胶带运输到选场[4]。采矿设置2套溜井同时作业,故相对应2个破碎硐室。站内主要设备有PXF5474富勒型旋回破碎机1台,本破碎机在保证出矿粒度P80=175 mm时,生产能力约2 000 t/h,2个破碎站能达4 000 t/h,完全满足生产能力。矿石经破碎后,通过下部的振动给矿机给矿于胶带,再通过胶带将矿石运输到选厂中间矿堆。暂定胶带宽度为1 200 mm，为钢绳芯胶带。胶带机暂定2条分别为：1）平硐1，1#胶带机长度2 440 m，电机2×500 kW；2)平硐2,2#胶带机长度380 m，电机220 kW。胶带在平硐内接力运输。该方案中破碎设备与胶带输送机系统与方案Ⅱ基本相似，但采用的井底破碎与方案Ⅲ相同，则其优缺点一样。

2 方案比选

结合具体设备与工程量投资，三个方案可比投资及营运费用现值情况见表1。

表1 三个方案可比投资及营运费用现值比较

从表1可以看出,方案Ⅱ较其他方案在可比投资费用现值(含基建期延长净利润现值损失)方面要优,综合以上各种因素,矿石开拓运输方案推荐选择方案Ⅱ。

3 结语

随着近几年我国露天矿山规模逐渐扩大,数量也日益增多,采用汽车—破碎站—溜井—胶带运输机运输工艺更能体现出其优势[5]。该工艺既能发挥汽车运输机动灵活,适应性强,短距离运输费用较低的优点,又兼顾了胶带运输机运输能力大,单位运输费用低的优点,是降低剥采成本,节约燃油消耗的根本途径,也是露天矿山剥离和采矿工程的发展趋势,经过多年应用和发展,该技术日趋成熟,大大降低露天矿运营成本,给矿山带来显著的经济效益。

[1]郑锡恩,刘洞理,吕甲林,等.采矿设计手册:矿山机械卷[M].北京:中国建筑工业出版社,1988.

[2]刘放来,贺健,蒋义,等.有色金属采矿设计规范[M].北京:中国计划出版社,2011.

[3]唐光荣.半连续露天采矿工艺［J］.中国水泥，2008（10）：85－88.

[4]黄月军,常华敏,边树兴,等.半连续工艺在国内外的应用概况[J].露天采煤技术,2005(3):6-7.

[5]陈振超.露天采矿机在红土型铝土矿的开采工艺研究[J].有色冶金设计与研究,2013(6):4-6,10.

Comparison on Ore Development and Transportation Schem e in the Open Pit

YANG Xiao-yun
(China Nerin E ngineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

Taking ore transportation scheme of a domestic large-scale Tungsten Mine as an example,this paper makes an economic comparison and technical demonstration on four schemes of ore development and transportation by adopting Present Value Cost(PVC),it is finally considered by comparative result of comprehensive indicators that truck-crushing station-chute-belt conveyor process is a proper scheme which compromise the advantage of truck with flexible automotive,strong adaptability and low cost of short distance transportation and the advantage of belt conveyor with high capacity and low unit transportation cost.

open-pit mining;development and transportation scheme;present value cost;belt conveying;haulage motor transportation

TD57

B

1004-4345(2014)02-0012-03

2013-07-10

杨晓云(1964—),女,高级工程师,主要从事矿山机械设计工作。