一种新型溜井放矿系统在某磷矿的应用

黄 杰 姚 华 何忠国

(贵州开磷有限责任公司)

漏斗式底部结构在采用重力放矿运搬方式的采矿方法中较为多见，适用于各种矿石条件，稳固性好，是目前矿山应用最广泛的形式之一。一般溜井的底部结构多采用漏斗式，振动放矿机作为溜井与运矿车辆、胶带等之间的衔接纽带，发挥着举足轻重的作用。尤其是针对产量较高的地下矿山，矿石流量较大，振动放矿机的安装、维修需要花费大量的人力物力，多数不能满足生产的需要[1-4]。

马路坪磷矿为地下矿山,其溜井系统矿废运输在250万t/a以上。根据矿体赋存条件，沿矿体走向每300 m划分一个盘区，采用锚杆护顶空场采矿嗣后充填采矿法，铲运机出矿。矿石运输通过铲运机由采场倒运至各盘区溜井，中段各盘区底部使用漏斗式结构，经由振动放矿机装载到汽车货箱上运至主溜井，再由主溜井底部的漏斗式结构输送到胶带，最终运至矿仓。

为保证矿山的生产能力，马路坪磷矿目前共有2个中段15个盘区在同时作业，每个盘区设计有2套溜井系统，需要安装30台振动放矿机。此外，各中段还有4条主溜井连接胶带以及矿仓倒矿等漏斗式结构放矿，至少还需要10台振动放矿机。因此，马路坪磷矿正常生产模式下共需要固定安装40台振动放矿机。如此庞大的运输系统，振动放矿机起着承上启下的关键性作用，但是伴随着生产的推进，振动放矿机的安装、维护、保养等工作日益繁重。为节约生产成本，降低维修频率，马路坪磷矿研制出一种使用钢制框架结构作为支撑基础，振动放矿机悬挂安装及六面体料仓的新型放矿系统。

1 新型溜井放矿系统简介

1.1 基础支撑

相比传统的溜井漏斗式底部结构，悬挂式振动放矿机系统最大的区别在于基础支撑采取钢制框架结构代替钢筋混凝土基础[5]。其钢制框架结构主体部位安装在溜井底部的硐室之中，尺寸根据溜井、运矿车辆在巷道中的固定位置和振动放矿机型号所定。整个钢制框架结构安装完成后，只需要在硐室路面浇灌50 cm厚的混凝土基础，起稳定作用。

1.2 振动放矿机安装方式

振动放矿机的安装依托辅助钢制框架和4条钢丝绳与主框架组合，整个振动放矿机悬挂在主框架之上。采用钢丝绳连接可调节振动放矿机的角度，方便控制放矿的效率。每条钢丝绳的中部加装拉伸弹簧，降低振动放矿机在运转过程中对基础结构的损伤[6]。

1.3 溜井连接方式

整个结构不使用混凝土浇灌，最大的问题是振动放矿机与溜井之间的衔接。为保证底部结构在使用过程中不发生漏矿情况，在振动放矿机的尾端与溜井之间加装一个六面体料仓，整个料仓使用锰钢板制作，缝隙采用废弃锰钢板焊接。通过简易料仓衔接之后，便形成一套完整的漏斗式底部结构。新型溜井放矿系统示意见图1。

图1 新型溜井放矿系统示意

2 新型溜井放矿系统的优势

2.1 施工周期短

采用传统振动放矿机安装方式，钢筋混凝土基础浇灌完成后才能安装振动放矿机，并且钢筋混凝土基础还需要养护至少1个月才能投入使用，整个安装过程最少需要2个月。新型溜井放矿系统中，悬挂式振动放矿机安装所需的钢制框架结构在溜井设计完成后，即可在地表完成加工，运抵井下后只需要将所有部件焊接在一起，即可完成整个结构的安装，整个焊接过程及地坪施工只需要1个月。两者相比，钢制框架结构可缩短安装周期至少1个月。

2.2 成本低

采用传统的安装方式，钢筋、混凝土以及安装费用共需要15万元左右。悬挂式振动放矿机安装所需主要材料为槽钢，整个结构共需要钢材4 t，安装费1.5万元，加上其他辅助设施成本合计为5万元左右。相比之下，采用悬挂式振动放矿机安装方式可节约成本10万元。

2.3 维修便利

振动放矿机在使用过程中电机最容易发生故障，传统的钢筋混凝土基础，振动放矿机安装在钢筋混凝土平台之上，使用一段时间后，支撑振动放矿机的平台上会残留较多矿渣，电机周围的空间较小，拆卸安装十分麻烦。悬挂式振动放矿机的电机通过螺栓与放矿机固定，维修时只需要拆卸螺丝即可完成检查维修。此外，在使用过程中如发生振动放矿机自身损坏，采取传统钢筋混凝土结构的安装方式，因振动放矿机4个角柱均固定在混凝土基础内，必须使用风镐破除放矿机周边的钢筋混凝土才能安装，振动放矿机安装之后再重新浇灌，整个过程至少要一个半月。而悬挂式振动放矿机只需要割掉放矿机，更换全过程一周即可完成。

2.4 可回收利用

传统的钢筋混凝土基础在回采结束后，除振动放矿机可以作为废弃钢铁回收外，其他材料均为一次性利用。采用钢制框架结构安装振动放矿机，在盘区回采结束后，所有钢材均可以回收，再次利用。

2.5 放矿效率可控

传统的振动放矿机安装之后，如需调整振动放矿机的放矿效率，必须拆除原有振动放矿机，更换振动放矿机型号才能实现，十分麻烦。而悬挂式振动放矿机通过调整钢丝绳的长度改变放矿机台板的倾角，即可改变放矿速率，在矿仓放矿或者胶带转运时优势十分明显。

2.6 方便疏堵

矿石从采场进入盘区溜井之后，经常会有较多大块造成溜井与振动放矿机衔接位置堵塞。采用悬挂式振动放矿机，在六面体料仓靠近放矿机方向的一面制作一扇50cm×50cm方形门，使用插销卡住，在漏斗堵塞时，打开此门，使用撬棍处理即可，减少使用火工处理的频率，降低安全风险。

3 结 语

经过多次的生产实践,基于钢制框架结构的悬挂式振动放矿机及锰钢板六面体料仓的新型溜井放矿系统在马路坪磷矿成功应用,其结构简单、施工方便、材料可循环利用、维护简单、可控性强等优越性得到了广泛认可，该系统已经在贵州开磷有限责任公司所有矿山推广使用。在接下来的实践中，将探索在巷道拱顶两端合适高度处开凿较小耳洞作为支撑点进行安装，减少钢材使用量，进一步降低成本。