庙沟铁矿地下采场出矿设备选择

孟令刚

(中钢集团石家庄工程设计研究院有限公司)

庙沟铁矿地下采场出矿设备选择

孟令刚

(中钢集团石家庄工程设计研究院有限公司)

为了提高矿山的经济效益，分别从设备投资、基建工程量、基建投资、损失贫化、经营成本、生产规模等方面对6 m3和4 m3铲运机进行了综合比较。结果表明，与4 m3铲运机相比，庙沟铁矿采用6 m3铲运机可减少基建投资8.89万元，同时还可降低损失贫化、节省经营成本、满足矿山生产规模要求，因而推荐庙沟铁矿转入地下开采时选用6 m3铲运机。

露天转地下开采 地下铲运机 基建投资 损失贫化

庙沟铁矿转入地下开采后，生产规模为300万t/a，设计采用无底柱分段崩落法开采。根据矿山生产规模、矿体赋存条件，庙沟铁矿地下采场可供选择的出矿设备有6 m3铲运机和4 m3铲运机[1-2]。为了尽可能降低矿山生产成本，有必要对上述2种类型的铲运机进行详细的技术、经济比较。

1 矿山概况

庙沟铁矿位于河北省青龙满族自治县城东南方向100 km处，承秦公路由矿区北部4.5 km处通过，有简易公路与之相通，交通便利。庙沟铁矿始建于1987年，经过20多a开采，矿山露天采场、选矿厂等生产系统，供电系统，供水系统，防排水系统，排土场及其他生产辅助系统齐全。目前，磨选生产能力达到220万t/a，露天采矿规模达到245万t/a。现已形成了一个南北长约1 360 m，东西宽180～500 m，深50～70 m的露天大采坑，坑底最低标高为468 m。矿区工程地质条件、水文地质条件均属简单类型。矿区内由东向西共分为4个矿体，编号为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#。其中Ⅱ#矿体规模最大，共分为3个矿体，编号为Ⅱ-1#、Ⅱ-2#、Ⅱ-3#。Ⅱ#矿体平均厚16～26 m，倾角为70°～90°。截至2014年7月底，露天采场内资源储量仅剩1 045万t，按245万t/a的规模组织生产，矿山露天开采还可维持4.3 a。露天境界外地下开采保有资源储量为5 206万t，平均品位TFe29.30%、MFe24.27%。

2 地下铲运机技术经济比较

2.1 设备投资

6 m3铲运机的生产能力为60～70万t/a，4 m3铲运机的生产能力为40～45万t/a。庙沟铁矿生产规模为300万t/a ，设计副产矿石率为9.5%，采场年出矿石量为271.5万t。经计算，需选用4 m3铲运机7台，或选用6 m3铲运机5台。国内各大矿山4 m3以上斗容的铲运机以进口为主，报价见表1。

表1 铲运机报价情况

庙沟铁矿采用6 m3铲运机或4 m3铲运机设备投资情况见表2。

表2 设备投资情况

2.2 基建工程量

根据庙沟铁矿的产量衔接计划，该铁矿转入地下开采后第1 a的生产能力为280万t，按此生产能力进行矿块布置，结果见表3。由表3可知，尽管6 m3铲运机断面面积比4 m3铲运机增加了1 m2，但可减少2个回采矿块，因而基建工程量有所减少。

2.3 基建投资

采用6 m3铲运机比4 m3铲运机减少基建工程量24 963 m3，按平均掘进成本300元/m3计算，工程投资748.89万元，基建总投资可减少8.89万元。

2.4 损失贫化

国内外部分采用无底柱分段崩落法的矿山分段高度、进路间距、进路高度、铲运机斗容等参数统计结果见表4。

表3 采准工作基建工程量

表4 矿山相关参数

由表4可知，选择6 m3铲运机的进路断面尺寸为5 m×3.8 m(进路宽度×进路高度)，选择4 m3铲运机的进路断面尺寸为4.2 m×3.8 m。对于无底柱分段崩落法，大部分矿山通过增大段高、进路间距、出矿设备来提高矿山效益。目前庙沟铁矿设计采矿结构参数为20 m×18 m(分段高度×进路间距)，采用大段高、大进路间距可大幅度降低千吨采切比，同时需要提高凿岩设备的钻孔深度，增大铲装设备的铲取宽度和深度，来保证放矿椭球体正面和顶部与矿岩接触面相切、侧面与相邻放矿椭球体相切，从而获得较好的损失贫化指标。

2.5 经营成本

不同斗容的铲运机所对应的与矿山经营成本有关的参数见表5。

表5 与矿山经营成本有关的参数

与4 m3铲运机相比，选用6 m3铲运机，可减少2台，按每台司机2人，每天3台，在册系数1.4计算，可减少司机17人，减少人员工资约91.8万元。

2.6 生产规模

庙沟铁矿选矿厂的磨选处理能力为220万t/a，考虑地下开采时废石混入率较大，按破碎干选抛废25%计算，地下开采的生产规模应达到300万t/a才能与选厂的处理能力相匹配。该铁矿矿体南宽北窄，全长850～1 080 m，从回采进路布置来看，主要生产能力集中于1#勘探线以南的矿段，该矿段每一分段可布置的进路条数为22～38。按每台铲运机负责5条进路计算，采用6 m3、4 m3铲运机单分段生产规模分别可达到346万t/a、240万t/a。由于目前矿山年下降已达20 m，如采用4 m3铲运机，为达到生产规模需2个分段同时生产，还需加大年下降速度，从而加大矿山的生产组织难度。

3 结 语

对6 m3、4 m3铲运机进行了详细的技术经济比较分析，认为庙沟铁矿采用6 m3铲运机不但可以减少基建总投资8.89万元，而且可以降低损失贫化，节省经营成本，因而推荐庙沟铁矿露天转地下开采时选用6 m3铲运机。

[1] 高梦熊.地下装载机[M].北京：冶金工业出版社，2002.

[2] 张栋林. 国内外地下铲运机技术发展和趋势展望 [J].矿山机械，2004 (9)：24-31.

2015-02-02)

孟令刚(1981—)，男，工程师，硕士，050021 河北省石家庄市槐安东路108号。