胶带运输在某缓倾斜层状矿体开采中的应用

郭燕忠

(厦门紫金工程设计有限公司)



胶带运输在某缓倾斜层状矿体开采中的应用

郭燕忠

(厦门紫金工程设计有限公司)

某缓倾斜层状矿床开采面积大，矿石运输距离远，井下运输是该矿山实现大规模开采的关键，设计采用胶带斜井和斜坡道联合开拓，胶带运输系统延伸至各盘区采场，简化了井下生产工序，实现了高效连续生产，可较好地适应缓倾斜层状矿床的开采。

缓倾斜层状矿床胶带运输系统生产工序

某铜矿床属缓倾斜层状矿床，矿体规模巨大，SN走向长12 km，东西宽2.0～8.68 km，水平面投影面积48.34 km2。矿体产状受沉积地层控制，总体呈层状赋存，埋深130～700 m，矿体倾角5°～20°，矿体赋存连续稳定，平均厚6 m。该矿床属基岩风化裂隙含水层、基岩构造裂隙含水层充水为主的矿床，含水层富水性中等—强，补给相对稳定，地下水季节性动态变化幅度不大，矿床水文地质条件中等。矿区地层岩性相对简单，以变质沉积岩为主，地表岩体风化较强，岩体结构以层状结构为主，未风化岩石以坚硬岩为主，构造较发育，以高陡断裂为主，风化带及构造带对矿床开采影响较大，矿床工程地质条件属以坚硬、半坚硬层状岩类为主的中等类型。井下采用房柱法开采，浅孔爆破，铲运机出矿，开采规模为300万t/a。为进一步促进该矿高效连续生产，本研究对该矿井下胶带运输方案进行探讨。

1　开拓运输方案

矿区矿体赋存连续稳定，为单层矿体，平均厚6 m，埋深130～700 m，根据矿山开采技术条件，适宜的开拓系统有胶带斜井、斜坡道联合开拓和单一斜坡道开拓。

(1)胶带斜井、斜坡道联合开拓。胶带斜井和斜坡道平行布置，巷道间距20 m，倾角11%，胶带斜井与斜坡道之间每隔100 m布置联络道贯通，胶带斜井作为井下矿石运输通道，斜坡道作为人员、设备进出和材料运输通道。胶带斜井和斜坡道掘进至矿体后，沿底板布置，延伸至各生产采场。井下矿石采用胶带运至地表。胶带规格：运量730 t/h，运行时间16.5 h/d，DTⅡ(A)，带宽1 m，带长1 017 m/条，带速3.15 m/s，倾角6.28°，ST-2500，中部单滚筒双驱，中部液压拉紧装置拉紧，功率2×250 kW。

(2)单一斜坡道开拓。取消胶带斜井，采用单一斜坡道开拓，主斜坡道倾角11%，斜坡道掘进至矿体后，沿底板布置，延伸至各生产采场。斜坡道作为矿石、材料运输和人员、设备进出通道。井下矿石采用汽车运至地表，选用51 t井下自卸式卡车，卸料厢容积为24～30 m3，设备外形尺寸11 570 mm×3 200 mm×3 160 mm(长×宽×高)，总承载重量92 t，配备直列式6缸柴油发动机，功率515 kW。

上述2个开拓方案的可比投资和运营费用详见表1。由表1可知：单一斜坡道开拓虽然可节省井巷工程量，但由于大吨位井下专用汽车价格较昂贵，其可比投资高于胶带斜井、斜坡道联合开拓方案，另外，汽车运输费用也高于胶带运输费用。随着井下运输距离的增加，2个方案的可比投资和运营费用的差距也越来越大，此外，胶带运输还具备运输能力大、设备和工艺系统简单、操作人员少、易于实现自动化、技术成熟、对井下通风环境污染较小等优点[1-3]，可见胶带运输是远距离、大运量矿山较适宜的原矿运输方案。综上所述，该矿山采用胶带斜井、斜坡道联合开拓方案，矿石采用胶带运输方案。

2　胶带运输系统

矿区开采范围较大，井下沿走向每隔1 km划分一个盘区独立开采，主胶带斜井运输能力10 000 t/d，主胶带斜井和斜坡道平行掘进至矿体后，继续沿矿体南北两翼延伸，而后沿走向每隔1 km布置一条盘区胶带斜井和2条盘区斜坡道，分别与主胶带斜井和斜坡道连通。盘区斜坡道两侧沿倾向每隔200 m布置一个矿块(500 m×200 m)，矿块内布置有运输巷道和回风巷道，运输巷道内安装采场胶带，采场矿石经采场胶带运至盘区中央，经盘区胶带斜井转运至主胶带运出地表。盘区胶带运输能力10 000 t/d，采场胶带运输能力5 000 t/d。主要胶带参数见表2。胶带运输系统布置见图1。

表1　开拓方案运行费用比较

表2　胶带主要参数

图1　胶带运输系统布置1—主胶带斜井；2—主斜坡道；3—盘区胶带斜井； 4—盘区斜坡道；5—采场胶带

3　采场矿石装运系统

井下采用浅孔房柱法开采，浅孔爆破矿石块度可控制在350 mm以内，采场矿石采用铲运机直接装入采场胶带。具体操作如下：采场爆落矿石采用铲运机铲装至采场胶带上部卸矿平台，卸矿平台设有格筛，块度小于300 mm的矿石通过格筛下方的振动给矿机将矿石给入采场胶带后运出采场，筛上块度大于300 mm的矿石采用液压破碎锤进行二次破碎后重新铲装至采场胶带，液压破碎锤电机功率为90 kW。采场矿石装运系统如图2所示。

4　结　语

分析了某缓倾斜层状矿床特征以及该矿山矿石运输系统存在的问题，提出了胶带斜井、斜坡道联合开拓方案，胶带运输系统可完全适应矿体空间产状，可充分发挥胶带运输效率，具有长距离运输费用低、运输能力大、系统可靠等优点。主胶带和盘区胶带选用标准化的胶带输送机，随着井下开采的延深，胶带搭接和延长便利，对生产影响小，盘区接替时间短，生产稳定，此外，胶带运输系统可延伸至各个盘区的每个采场，采场矿石采用铲运机直接装胶带，大大简化了井下生产工艺，提高了矿石运输的自动化和连续化程度。

图2　采场矿石装运系统

[1]李寿山，严佳龙，高忠民，等.缓倾斜矿体井下胶带运输工艺探讨[J].化工矿物与加工，2016(2)：55-57.

[2]吴爱祥，古德生，余佑林.我国地下金属矿山连续开采技术的研究[J].金属矿山，1998(7)：1-3.

[3]余南中，张志雄，郭枝新.胶带斜井在金属矿山及深井开拓中的应用和探讨[J].中国矿业，2012(S)：560-565.

2016-04-06)

郭燕忠(1984—)，男，工程师，361006 福建省厦门市湖里区翔云三路128号。