某矿新建选矿厂厂址方案优化设计分析

武尚荣，何皇兵

(昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南 昆明 650061)

0 引 言

以采矿为核心的矿业系统工程已成为各行业系统工程中开展较为充分、应用相当广泛的一大分支。矿业工程作为一个系统工程，选矿厂厂址的确定对新建矿山投资及生产期的运营费用控制都起着至关重要的作用，是矿山项目投资的重要组成部分。矿山工程项目选矿厂厂址方案的选择，应通过详细的技术经济比较，满足政策、法规、技术和经济要求。

某地下矿山为国内新发现的大型铜矿山，资源储量大，地表相对平坦起伏不大，见图1。在进行该矿山项目可行性研究分析时，对选矿厂位置的研究成为可研工作首要研究的重中之重。

图1 矿区地表(青色)和矿体(绿色)三维空间模型

1 选矿厂厂址选择设计分析原则

1.1 自然条件对选矿厂厂址选择的制约

1.1.1 工程地质条件

厂址选择应避免断层、滑坡、岩溶、泥石流等影响厂房建筑和设备基础的安全的工程地质条件。且严禁布置于采矿移动(崩落)线范围以内、尾矿库下方或洪水位以下的区域内。

1.1.2 方便运输

选矿厂厂址应尽可能与外部道路相通或方便连接。同时，在厂址内部尽量利用地形上的有利条件，有利于降低运输费用。

1.1.3 有利于工艺设备布置

尽可能按自然地形实现山坡建厂，使矿浆自流输送，不占或少占良田。充分体现工艺流程的特点和要求，并为生产的机械化、自动化和设备维修创造条件。

1.2 选矿厂厂址与矿井、尾矿库的相互联系

1.2.1 选矿厂厂址与矿井的相互联系

选矿厂厂址应尽可能靠近开拓系统的主运输矿井，以缩短矿石出地表后运输至选矿厂原矿堆场的距离，以降低运输费用。同时井下矿石运输方向应与地表精矿与原矿的运输方向相一致，以保证运输的顺畅，避免往返运输以减少运输费用。

1.2.2 选矿厂厂址与尾矿库的相互联系

选矿厂厂址布置应近可能靠近尾矿库，以降低选矿厂排出的尾矿输送成本。同时选矿厂在可能条件下应尽可能设于尾矿库上方，实现尾矿自流，以降低成本。

1.3 公辅配套设施与选矿厂的关系

各类动力供应设施，如变电所、锅炉房、空压机房等，应靠近负荷中心或接近主要用户。

建筑物、构筑物布置力求紧凑，综合考虑公用设施，在可能条件下，各种管线以共杆、共沟设置，以做到投资省、建设快、生产安全并符合环保要求。

1.4 选矿厂厂址应考虑的其他因素

(1)选矿厂厂址布置与主提升(运输)矿井的布置，应考虑风向，以确保工业场地不受污风影响。

(2)预留必要的发展场地，对近期发展做出具体安排，远期发展仅留场地。

(3)应符合企业发展总体规划要求，合理处理矿区有关设施间的关系。尽可能缩短物料运行路线，避免物料倒流。

2 选矿厂厂址方案优化分析

矿山工程项目选矿厂厂址确定是项目咨询设计的核心内容之一，如果选址不当将可能会造成建设项目不可行或部分功能和生产运营带来难以弥补的缺陷，严重时可能要推到重来，将直接影响企业的正常安全生产、经营，严重影响项目的经济效益和社会效益。因此，必须根据矿体和地形的特点和采矿的要求，对选矿厂厂址进行深入细致的现场踏勘，并进行研究分析，进行多点、多方案优化比较后选定推荐的厂址。

2.1 厂址方案初选

经过对矿山现场的踏勘，确定可以考虑的厂址共有3个。分别为1#厂址方案、2#厂址方案和3#厂址方案。

2.1.1 1#厂址方案

1#选厂厂址位距矿区东侧约2.0 km处，距离新建尾矿库相对较远。该厂址占地约150亩，海拔1 900 m左右，地形坡度约11度，地势较平缓，适合布置选矿厂工业厂房，但该厂址为梯田，四周农田环绕，离村庄较近，征地可行性差。1#厂址方案现场，见图2。

图2 1#厂址现场照片

该厂址方案，单纯从技术和经济的角度看，采用胶带斜井开拓方案是比较合理的，但胶带开拓受到采矿权的制约，胶带斜井要穿越没有矿权的空白地带，后续立项或施工图阶段法规上实施困难，因此，考虑将井巷工程移动到矿权范围内，采用竖井开拓的方案，井下采出矿石通过箕斗竖井提升出地表，然后再采用2 km长的地表胶带输送至袁家湾选厂原矿仓，但比较结果，竖井开拓方案费用现值比斜井方案高6 921.67 万元，经济上差。

2.1.2 2#厂址方案

2#厂址选择在矿区范围的西侧山坡上，在现有主要公路一侧，交通便利，且靠近矿体，运输距离短，地表地形走向东西，东高西低，地形标高1 905.0～1 975.0 m，东西宽度约为200.00 m，南北长度约250.00 m，地形坡地约30度。2#厂址方案现场，见图3。

图3 2#厂址现场照片

由于场地较平缓地段压矿，为了避免压矿，将厂址靠西设置，则该地形可利用区域的标高下降，利用部分地形较陡，土方工程量大，需要改造路段或展线调整的地段较多，运输极为不便利，且地表运输与井下中段运输反向，选厂尾矿浓缩出口标高低，充填尾砂泵送扬程高，泵的压力大，投资高。

2.1.3 3#厂址方案

3#厂址位于矿区东侧，与主矿体空间直线距离1.0 km左右。现状地表地形为南北走向，北侧高，毗邻主干公路，东西展线的两侧均为冲沟。冲沟两侧地势平缓，利用区域的地势坡度约15°，现状地形标高1 930.0 ～1 975.0 m；东西展布约为400 m，南北展布约为175 m，选厂总体布置可以利用山脊，将西部小冲沟作为矿山堆存废石的废石场场址，通过填筑土石平整地东部冲沟可作为部分辅助性工业场地。选厂布置充分利用地势，不仅可以保障选矿工艺，且节约能耗，台阶高差合理，挡墙高度约5 m，投资较低。主要建构筑物布置在挖方区域内有利于保证厂房的稳定性，东部冲沟填筑后，可作为矿山停车场，停车场地范围大，也能为矿山后期选厂扩产留有发展的可能。3#选厂方案现状见图4。

图4 3#厂址现场照片

3#选厂厂址方案采用箕斗竖井作为主提升系统。在西回风竖井附近布置西部废石场，利用选厂西侧冲沟作为东部废石场。基建废石排堆于东、西部两个废石场内，运营期该部分废石由汽车运往充填制备站作为充填骨料。

该厂址方案优点是总图工程量投资最为节省，总图投资省，交通极为便利。井巷工程布置的中段运输方向与该厂址方案地表运输相一致，运输顺畅。

2.2 厂址方案比选

矿山3个厂址方案比选结果见表1。

表1 三个厂址方案比选结果表

由表1可见，推荐3#选矿厂厂址位置作为本矿山选矿厂厂址最终方案为优。

3 结 语

(1)矿山工程作为一个系统工程，选矿厂厂址作为采矿的下一个系统环节，在很大程度上决定了矿山工程的可行性，因此，对选矿厂厂址方案的研究方案比选是可行性研究工作的重中之重，对选矿厂厂址方案全面的优化分析，是项目决策分析的重要内容。

(2)通过对矿山现场的踏勘确定3个可采用的选矿厂厂址，并对这3个厂址从取得矿权难度、对周围环境影响、与风向关系、地形条件、用地类型、征地难度、与主要矿体关系、外部运输条件、供水条件、供电条件、与坑采岩移监测范围关系、总图工程量和建设周期等方面进行全面的技术经济比选。并对各厂址方案的优缺点进行了归纳总结，最终推荐选取3#选矿厂厂址方案。