某露天转地下铁矿开拓方案选择

2022-03-22甘雨浓

新疆有色金属 2022年1期

甘雨浓

（河北钢铁集团矿业有限公司庙沟铁矿，河北秦皇岛 066000）

1 概述

矿山开拓系统对矿山生产具有长远影响，是决定矿山基建工程量、基建投资、基建工期、经营费用高低的最关键因素之一，因此择优选择合理的矿山开拓系统十分重要。铁矿地下开采生产规模为300×104t/a，为一大型地下矿山，从国内外大型矿山已有开拓系统来看，可供选择的开拓方案有三个，分别为竖井开拓方案、斜坡道开拓方案和斜井胶带开拓方案。初步选择竖井开拓方案，在竖井开拓方案中，进一步优化，根据矿山的工程地质情况结合经济比较综合分析，选择最优的西主井方案。

2 开拓方案选择

2.1 开拓方案初选

斜坡道开拓方案的突出优点是，不设井下破碎系统，生产工艺简单，运输能力较大，灵活机动。在矿体埋藏深度较小时，基建工程量较小，基建工期较短，经营成本较低。目前，国外矿山采用斜坡道开拓汽车运输的开采深度可以达到300m，采用架线式电动轮汽车开采深度可以达到400m～500m，本矿山开采深度约为515m。虽然斜坡道方案可以分段延伸，不设地下破碎系统，基建期短、基建工程量少，但随着深度的增加，运营费用逐步加大。

胶带斜井开拓方案的优点为运输能力大，但胶带斜井中一旦出现由于胶带断裂、漏斗堵塞等原因跑矿，清理胶带斜井中的矿石非常困难，将造成全矿较长时间生产中断；美国共和铁矿（露天矿）就曾由于胶带撕裂跑矿堵塞斜井而造成停产数月。故在金属矿山地下开采中斜井胶带方案应用较少，在大型露天矿中应用较多。铁矿选厂中细碎标高在510m左右，井下破碎皮带道标高在－110m，水平距离1000m 左右，垂直距离620m，不是采用胶带机运输的理想条件，胶带机在如此长的斜井中安装和检修都比较困难。并且在斜井中还需要设转载站，胶带机斜井施工难度大，工期长。

因此本次地下采矿开拓工程采用竖井方案。经踏勘现场，拟定地下开采时尾矿库布置在龙潭沟内，并确定了两个井位方案进行比较。两个方案的主井直径均为5.2m，副井直径均为6.5m，主副井配套的提升设备均相同；两个方案均拟将井口工业场地砌筑一个5m高的人工岛用于防洪，井口标高系人工岛标高。因此仅比较井巷工程及地表皮带运输工程。

2.2 竖井方案

2.2.1 方案一（北方案）

铁矿炼铁设备拆除以后，其场地较空阔，有布置井位的空间。本方案将主、副井布置在原炼铁工业场地内。主井布置在现有中细碎东北125m 处（原炼铁项目出铁场附近），副井布置在主井东北方向86m处（即原炼铁项目风机房附近）。基本位于矿体北端，开采错动范围之外。竖井工业场地位于龙潭沟尾矿库出口的下游，距离尾矿库沟口240m，井口标高为487m，低于龙潭沟出口标高6m。

2.2.2 方案二（西方案）

从现场地形来看，矿区西北部有1 条小路，小路之南为水沟及露天渣场，考虑到渣场的清理难度及主、副井的安全，本方案将主、副井布置在小路以北即原供应科西部。主井布置在现有供应科西南方向170m 处，副井布置在主井西北方向98m处。基本位于矿体西侧下盘，靠近北端。竖井工业场地位于尾矿库出口的上游，距离尾矿库沟口415m，主井井口标高为506m，高于尾矿库沟口标高12m，并且中间间隔两个小的山脊。

3 竖井经济比较

北方案地表皮带总长度153m，由2 段皮带和1个转运站组成。矿石自竖井井口矿仓经1＃皮带（长60m）运至1 号中转站，再自1 号中转站经2＃皮带（长93m）运至中细碎前的现有中转站，井下电机车的最大运距1607m，加权平均运距1187.4m。可比井巷工程22622m/291601.1m3。

西方案井下电机车的最大运距1196.5m，加权平均运距894.8m。可比井巷工程19445m/254926m3。

3.1 可比基建工程量及基建投资

通过对比两种方案的基建工程量及基建投资进行比较，基建工程量投资比较见表1。

表1 基建工程量投资

3.2 井巷工程和皮带工程投资合计

通过对两种方案的基建工程量及基建投资进行比较，井巷工程和皮带投资见表2。

表2 井巷工程和皮带投资投资

从上表可以看出，从可比投资来看，西主副井方案比北主副井方案少投资1640.1万元。

3.3 技术分析

西方案的竖井工业场地均位于龙潭沟拟设尾矿库的出口上游，其中：西方案距离尾矿库沟口415m，井口标高为506m，高于尾矿库沟口标高12m，并且中间间隔两个小的山脊。而北方案的竖井工业场地位于龙潭沟尾矿库沟口的下游，距离尾矿库沟口240m。井口标高为487m，低于龙潭沟出口标高6m。并且北方案副井井位位于拟设采矿权范围之外，如采用北方案，则需要重新办理采矿权扩界手续。

因此本次设计确定采用竖井开拓西方案。