某矿山开拓系统的方案选择

苑雪超，庄永晓

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

某钨矿山为改扩建矿山，原设计采选能力33×104t/a，实际生产能力24×104t/a。开拓方式为平硐+主、副竖井+盲斜井联合开拓， 中段划分为+90 m、+40 m、-10 m、-60 m、-110 m 和-160 m 中段。主井为箕斗井，井筒断面为方形，断面规格2.2 m×4.8 m，井口标高+336 m、最低服务-60 m 中段，-110 m 和-160 m 中段矿石通过盲斜井导段提升至-60 m 中段后倒运至主井；副井为罐笼井，采用单绳落地提升、双罐笼配平衡锤提升，罐道为钢丝绳罐道，同时作为进风井，由于偏斜率较大，向下延伸已无可能；主、副井均与+289 m 平硐连通，井下矿石、废石、人员、材料均由+289 m 主平硐进出。 目前，-160 m 中段以上矿体按现有生产规模只能服务3～4 a，生产衔接已成为矿山面临的紧迫问题。根据矿山提供的详查报告，矿区深部-160 m～-410 m 仍有可观的资源量， 矿体为脉状急倾斜矿体。

1 矿山开拓方案的介绍

为开采矿区深部资源，需对开拓系统进行深部延伸。根据矿体赋存条件，采矿方法沿用矿山目前采用的浅孔留矿法，中段运输采用沿脉单轨运输。 按1 000 t/d（33×104t/a）规模计算，考虑采矿损失贫化后，服务年限为9 年。矿山现有选厂能满足1 000 t/d（33×104t/a）规模要求，废石场及尾矿库可以满足服务年限内的排废和排尾要求。因此，利用原有的选厂、废石场、尾矿库等设施。 结合矿体赋存状态、开采技术条件、矿区地形地貌、矿山现有开拓系统等因素，本文对3 种开拓方案进行分别介绍。

1）方案Ⅰ：延深主井+新增副井开拓方案。

将原主井原位延深，若要服务-410 m 深部矿体开采，需将井筒延深至-510 m，满足1 000 t/d 提升能力。同时，将井筒内现有1.5 m3双箕斗更换为2 m3双箕斗。新掘副井净直径Φ5.0 m，井口标高+310 m，井底标高-540 m，井深850 m，罐笼副井主要承担废石及人员、材料等的提升任务。矿石由主井箕斗提升至地表，在地表卸入地下矿仓，然后通过+289 m 主平硐由现有电机车运输系统运往选矿厂。废石由副井罐笼从各中段提至+289 m 主平硐，由地面电机车运往废石场，副井同时作为粉矿回收井。新鲜风从副井进入各个中段，排水管布置在副井中。 开拓系统见图1。

图1 方案Ⅰ开拓系统

2）方案Ⅱ：新增主、副井开拓方案。

主、副井位置设在矿区东北部工业场地，主井净直径Φ4.0 m，井口标高+310 m，井底标高-510 m，井深820 m，井筒内装配5 m3单箕斗配平衡锤，箕斗主井承担1 000 t/d 矿石提升任务。 副井净直径Φ5.0 m，井口标高+310 m，井底标高-540 m，井深850 m，井筒内装配4 200 mm×1 450 mm 双层单罐笼带平衡锤，罐笼副井主要承担废石及人员、材料等的提升任务。矿石由主井箕斗提升至地表，在地表卸入地下矿仓，然后通过+289 m 主平硐运往选厂。 废石由副井罐笼提至+289 m 主平硐， 由地面电机车运往废石场。副井同时作为粉矿回收井。新鲜风从副井进入各个中段，排水管布置在副井中。 开拓系统图见图2。

图2 方案Ⅱ开拓系统

3）方案Ⅲ：新增混合井开拓方案。

混合井位置设在矿区东北部工业场地，井筒净直径Φ6.0 m，井口标高+310 m，井底标高-510 m，井深820 m。 井筒内配置2 套提升设备，1 套为6.3 m3箕斗配4 200 mm×1 450 mm 双层罐笼，为主要提升系统，其中箕斗和罐笼之间设玻璃钢隔板用来保证通风质量和运行安全；另1 套为1 100 mm×850 mm交通罐笼配2.3 t 平衡锤，为辅助提升系统。 其中，主提升系统中箕斗承担1 000 t/d 矿石提升任务，罐笼承担废石及人员、材料等的提升任务，井下各中段矿石由混合井箕斗提升至地表，在地表卸入地下矿仓，然后通过+289 m 主平硐运往选厂。 废石由混合井罐笼提至+289 m 主平硐， 由地面电机车运往废石场。井底粉矿经粉矿回收斜井提至-410 m 水平后卸入主溜井。 交通罐一般用于零星人员的上下提升和主提升设备检修时人员进出。 混合井同时作为井下安全通道和主要进风口。 新鲜风从混合井进入各个中段，排水管布置在混合井中。 开拓系统图见图3。

图3 方案Ⅲ开拓系统图

2 开拓方案的比选

以上3个开拓方案进行比较，详见表1。

由表1 中可知：1）方案Ⅰ充分利用原有井筒，节省了井筒工程量， 且地表工业场地占地面积相对较少。但是其也存在很多缺点，首先主井延深时影响现有生产，当钨价位在高位运行时，将影响公司整体效益；其次主井扩大提升能力的可能性较小；再者主井延深时，施工复杂、困难，辅助措施硐室与井巷多，造成了一定的浪费， 且基建投资和生产经营费较方案Ⅲ大。 2）方案Ⅱ新掘主副井，虽主副井两套系统独立，相互干扰小，且通风条件好，但是该方案工程量大，投资高，且建成后生产经营费高。 3)方案Ⅲ虽通风和管理较为复杂，但工程量少、基建投资少、生产经营费低，且地表工业场地占地面积少，基建期间对现有生产系统影响小。

表1 开拓方案比较

总之，方案Ⅲ（即混合井开拓方案）无论在基建投资、生产经营费，还是占地面积方面都有较大优势，虽然在通风方面存在一定缺点，但通过在箕斗和罐笼之间设置隔板可基本解决该问题。 因此本文认为方案Ⅲ更为合理，目前国内的金川龙首矿、东乡铜矿、新城金矿等矿山均采用该种混合井开拓方式。

3 结论

本文通过方案比较， 推荐混合井开拓方案作为矿山深部延伸的开拓系统方案。 该方案不仅基建工程量少、基建投资少、生产经营费低，且对现有生产系统的影响小，且比单一的罐笼井提升能力大，而比箕斗主井+罐笼副井又节省投资和经营费用，对于一些规模较小的矿山来说，不失为一种经济合理的开拓方式。