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廠壩礦采選系統(tǒng)規(guī)模－效益分析

經(jīng)對(duì)以上三個(gè)規(guī)模產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)模型分析后，按項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值、投資利潤(rùn)率和利稅率計(jì)算，礦山服務(wù)年限分析最優(yōu)方案為方案二。按投資回收期計(jì)算方案一。按內(nèi)部收益率計(jì)算，三個(gè)方案均大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率。綜上所述，本規(guī)劃推薦礦山規(guī)模方案為方案二:匹配選礦系統(tǒng)產(chǎn)能方案，產(chǎn)能規(guī)模3000kt/a。

現(xiàn)有生產(chǎn)能力與可靠性分析

1井下八大系統(tǒng)匹配與可靠性分析

1．1礦區(qū)開(kāi)拓現(xiàn)狀

東邊坡礦區(qū):東邊坡采區(qū)采用平硐－溜井、斜坡道開(kāi)拓方案，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400kt/a，目前實(shí)際達(dá)到500kt/a產(chǎn)能，基本平穩(wěn)、可靠。廠壩礦區(qū):廠壩采區(qū)井下過(guò)渡期殘采采用平硐－盲斜井開(kāi)拓方案，深部采用平硐－盲豎井、斜坡道開(kāi)拓，目前深部開(kāi)拓方案已經(jīng)形成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400kt/a，目前實(shí)際達(dá)到550kt/a產(chǎn)能。李家溝礦區(qū):李家溝采區(qū)井下1082以上過(guò)渡期殘采采用平硐－盲斜井開(kāi)拓方案，1082以下深部采用平硐－盲主、副井、斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓，目前深部開(kāi)拓系統(tǒng)已經(jīng)形成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為700kt/a，1082m中段以下盲主、副井提升能力為825kt/a，提礦能力645kt/a。目前實(shí)際井下生產(chǎn)能力僅達(dá)到400kt/a。

1．2提升運(yùn)輸系統(tǒng)

東邊坡礦區(qū):東邊坡礦區(qū)設(shè)計(jì)中段運(yùn)輸為采場(chǎng)出礦→溜井→振動(dòng)放礦機(jī)→中段列車組→3#主溜井→1202主運(yùn)輸列車組→選廠。廠壩礦區(qū):提升設(shè)備主要是3#斜井提升系統(tǒng)、西部豎井，形成的提升能力為48萬(wàn)t，其中礦石提升能力為45萬(wàn)t。廠壩礦區(qū)卸礦儲(chǔ)礦系統(tǒng)不完善、分布不合理，西部豎井只有一條溜礦井和一套放礦系統(tǒng)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致豎井提礦停產(chǎn)，建議增加一套卸礦系統(tǒng)。李家溝礦區(qū):4#斜井，主井提升，副井提升，東風(fēng)井提升。形成的提升能力為102．5萬(wàn)t。其中礦石提升能力為84．5萬(wàn)t。李家溝主副井1222m水平卸礦系統(tǒng)互通性差，副井有兩個(gè)溜井，且副井與主井溜礦也相通，而主井配套的溜礦井只有一條，主副井取消了原設(shè)計(jì)的外環(huán)車場(chǎng)后，滿負(fù)荷生產(chǎn)后出礦效率低;建議主副井1222m水平車場(chǎng)增加聯(lián)絡(luò)道，使主井提升系統(tǒng)與副井配套的兩個(gè)礦倉(cāng)實(shí)現(xiàn)互通。

1．31202主運(yùn)輸平硐

1202主運(yùn)輸巷設(shè)計(jì)按3500t/d進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)核算，1202m主運(yùn)輸巷最大運(yùn)礦能力為4300t/d，與4500t的采選生產(chǎn)能力有一定的差距。建議將牽引機(jī)車改為28t非標(biāo)電機(jī)車牽引10節(jié)10m3礦車出礦，或采用雙14t電機(jī)車牽引10節(jié)10m3礦車出礦。恢復(fù)主副井系統(tǒng)1202m外環(huán)線車場(chǎng)。

1．4貯礦系統(tǒng)

目前三大采區(qū)井下共有17個(gè)溜礦井，總儲(chǔ)貯能力為17300t。選礦地表原礦倉(cāng)貯礦能力500t。目前地表貯礦能力小，在選礦系統(tǒng)停車檢查后井下采出礦生產(chǎn)和采準(zhǔn)切割工程除東邊坡外基本也相應(yīng)停止，對(duì)井下生產(chǎn)影響較大。建議增加一座20000t以上原礦貯礦倉(cāng)。

1．5通風(fēng)系統(tǒng)

東邊坡礦區(qū):東邊坡礦區(qū)設(shè)計(jì)采用西翼生產(chǎn)中段進(jìn)風(fēng)，東回風(fēng)井回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。建議對(duì)東邊坡采區(qū)按500kt/a產(chǎn)能對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行校核，確保滿足要求。廠壩礦區(qū):廠壩礦區(qū)采用對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。計(jì)算總風(fēng)量按目前實(shí)際產(chǎn)能風(fēng)量偏小，風(fēng)流路線不盡合理。李家溝礦區(qū):李家溝礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)基本能夠保證700kt/a產(chǎn)能對(duì)系統(tǒng)的要求。但困難時(shí)期通風(fēng)阻力較大，建議下一步對(duì)李家溝通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

1．6排水系統(tǒng)

1202m水平原二期主平硐設(shè)計(jì)水溝流量可達(dá)150～200m3/h，能夠滿足正常自流排水要求。其余各中段水溝設(shè)計(jì)排水量均在100m3/h以上，均能滿足正常自流排水要求。廠壩、李家溝礦區(qū)深部排水系統(tǒng)可基本保證滿足設(shè)計(jì)產(chǎn)能需要。

1．7供水、供電、壓氣系統(tǒng)

東邊坡、廠壩、李家溝礦區(qū)井下供水、供電、供風(fēng)等系統(tǒng)根據(jù)150萬(wàn)t的規(guī)劃設(shè)計(jì)及相關(guān)完善措施到位后基本滿足150萬(wàn)t生產(chǎn)規(guī)模的需要。

2采礦方法選擇與優(yōu)化

2．1采礦工藝現(xiàn)狀

廠壩、李家溝東邊坡三大采區(qū)設(shè)計(jì)以空?qǐng)霾傻V法為主，崩落法為輔，其次是淺孔留礦法。廠壩采區(qū)1202m中段的礦柱按照回采順序進(jìn)行了回收，東邊坡采區(qū)由于對(duì)礦柱回收的通道性工程沒(méi)有充分考慮，因此，大部分礦柱與采場(chǎng)正常回采同時(shí)進(jìn)行。廠壩采區(qū)的1142m中段、李家溝采區(qū)的1202m中段回采結(jié)束的空?qǐng)鲞€未進(jìn)行處理，但局部由于原來(lái)就與上中段采場(chǎng)貫通提前垮塌，進(jìn)而造成兩大采區(qū)部分采場(chǎng)在覆蓋層下出礦，貧化損失率高、供礦品位難以保證。

2．2改進(jìn)采礦工藝現(xiàn)狀的主要措施

針對(duì)上述問(wèn)題，采取了修改采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝的措施，結(jié)合資源整合后產(chǎn)能大幅度提升需要，對(duì)現(xiàn)有的回采工藝、巷道布置形式、斷面規(guī)格進(jìn)行優(yōu)化改造，以適應(yīng)設(shè)備大型化的需要，以大幅度提高采出礦效率。在李家溝研究探討安全高效的采礦方法和回采工藝，根據(jù)礦體厚度，采用空?qǐng)龇ê蜏\孔留礦法相結(jié)合，在兩年內(nèi)使李家溝產(chǎn)能有大的突破。在資源整合后，配合產(chǎn)能提升、結(jié)合小廠壩已回采到900以下而廠壩采區(qū)還在1142m中段回采、高差較大帶來(lái)的地壓?jiǎn)栴}的現(xiàn)實(shí)情況，盡快對(duì)充填采礦法進(jìn)行論證，將小廠壩采區(qū)列為目前充填采礦法的試驗(yàn)區(qū)段。

2．3今后采礦方法選擇的設(shè)想

在采礦方法選擇上，902中段以上仍推薦在礦巖穩(wěn)固地段以使用成熟的中深孔分段空?qǐng)霾傻V法為主，以淺孔留礦法、充填采礦法為輔;同時(shí)建議盡早開(kāi)展地表充填系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)行充填采礦法試驗(yàn)，逐步開(kāi)展兩步驟分段中深孔回采嗣后充填采礦工藝試驗(yàn)與研究，并逐步在842m中段以下推廣和適當(dāng)增加充填采礦法在礦區(qū)的應(yīng)用，以保證全礦供礦品位均衡。

3廠壩礦2012年-2015年采礦系統(tǒng)排產(chǎn)(表2)

4現(xiàn)有生產(chǎn)能力綜述

綜合所述，礦山目前1500kt/a的產(chǎn)能是各系統(tǒng)配合良好的高限組織的生產(chǎn)產(chǎn)能，在李家溝礦區(qū)不能達(dá)產(chǎn)的情況下，三大采區(qū)采場(chǎng)調(diào)節(jié)能力低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)合理配礦，井下生產(chǎn)可靠與持續(xù)穩(wěn)定性均較低。因此，在提升產(chǎn)能詳細(xì)配套技術(shù)方案不成熟時(shí)礦山已無(wú)能力進(jìn)一步提高采礦系統(tǒng)產(chǎn)能。

安全生產(chǎn)技術(shù)對(duì)策措施

對(duì)廠壩、李家溝礦井下開(kāi)采過(guò)程中存在的地應(yīng)力集中及存在大量錯(cuò)綜復(fù)雜的群采空區(qū)給安全帶來(lái)的隱患、礦區(qū)雨季泥石流危害等國(guó)內(nèi)外礦山開(kāi)采的安全技術(shù)難題進(jìn)行了生產(chǎn)過(guò)程危害因素分析。

1地壓管理問(wèn)題

廠壩礦的井下地壓產(chǎn)生的主要因素是群采及正常回采的空區(qū)未及時(shí)掌握和處理，三大采區(qū)之間、礦體之間、上下中段之間、采場(chǎng)之間的回采順序銜接不合理，局部采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、支護(hù)形式需要優(yōu)化，施工質(zhì)量等問(wèn)題。

2預(yù)防井下水災(zāi)

按照正常排水、最大排水的要求，設(shè)計(jì)了完善可靠的井下排水系統(tǒng)。但是大量群采空區(qū)存在積水發(fā)生突發(fā)性涌水的危險(xiǎn)、露天坑受水，對(duì)井下生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅，必須引起高度重視。在設(shè)計(jì)上采取了以防為主，防、排、堵、貯、查、探、放并舉的原則。

3泥石流危害防治

8．12特大暴洪泥石流災(zāi)害對(duì)廠壩礦區(qū)地表和井下造成了嚴(yán)重的破壞，給礦山造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此建議建設(shè)生產(chǎn)單位邀請(qǐng)專門(mén)的水土保持設(shè)計(jì)研究單位對(duì)泥石流的產(chǎn)生原因、危害程度及防治措施進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì)研究。

4廠壩、小廠壩礦床同時(shí)開(kāi)采安全預(yù)防措施

建立統(tǒng)一的安全生產(chǎn)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，及時(shí)協(xié)商處理有關(guān)工程布置事宜，組織制定相應(yīng)制度及協(xié)議，協(xié)調(diào)并妥善解決兩礦及其探礦之間的探、采關(guān)系，監(jiān)督制度、協(xié)議的順利實(shí)施，檢查落實(shí)安全生產(chǎn)措施，確保安全生產(chǎn)。

提高和穩(wěn)定現(xiàn)有產(chǎn)能的主要保障措施

1保證或進(jìn)一步提高生產(chǎn)力的技術(shù)措施

目前還有許多制約礦山生產(chǎn)規(guī)模的客觀因素，從技術(shù)上考慮，主要有:群采破壞增加了開(kāi)采條件的復(fù)雜性;井下生產(chǎn)采掘失調(diào)，沒(méi)有形成正常的“三級(jí)礦量”。為此，主要針對(duì)上述影響礦山生產(chǎn)規(guī)模的問(wèn)題，要求采取一定的技術(shù)措施，保證或進(jìn)一步提高礦山生產(chǎn)能力。首先要搞好安全生產(chǎn)，確保咽喉性、通道性重點(diǎn)工程按時(shí)開(kāi)工和完成，進(jìn)一步提高掘進(jìn)效率和礦塊生產(chǎn)能力。

2各采區(qū)技術(shù)保障措施

東邊坡:加快回采進(jìn)度，降低與廠壩礦體的高度差，減小廠壩礦區(qū)開(kāi)采引起的巖移和錯(cuò)動(dòng)影響，爭(zhēng)取將東邊坡采區(qū)的生產(chǎn)能力在2012年達(dá)到50萬(wàn)t/a。廠壩采區(qū):主要是進(jìn)一步提高出礦設(shè)備裝備水平，要求施工單位提高設(shè)備裝備水平，采用鏟運(yùn)機(jī)等無(wú)軌采掘設(shè)備，今后各采區(qū)的采準(zhǔn)設(shè)計(jì)要與無(wú)軌設(shè)備相匹配。并且改造已形成采場(chǎng)的底部結(jié)構(gòu)，使之適合于鏟運(yùn)機(jī)出礦。李家溝采區(qū):李家溝礦區(qū)生產(chǎn)能力提升技術(shù)攻關(guān)要緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，著力解決中段、采場(chǎng)的合理推進(jìn)順序和礦體遭到群采嚴(yán)重破壞后的回采工藝問(wèn)題，緊緊圍繞多空區(qū)條件下的安全高效采礦方法研究進(jìn)行。

擴(kuò)能技術(shù)可行性分析與初步方案

1關(guān)于產(chǎn)能

根據(jù)大小廠壩經(jīng)濟(jì)模型初步分析，認(rèn)為大、小廠壩整合后不再新增選礦能力的前提下，以選礦處理能力確定采礦擴(kuò)能方案(即采選原礦3000kt/a)項(xiàng)目財(cái)務(wù)指標(biāo)最優(yōu)。由于擴(kuò)能需以多中段充填采礦工藝為前提，同時(shí)應(yīng)盡量加快采場(chǎng)回采周期，以上采礦工藝技術(shù)要求需與礦山實(shí)際結(jié)合，保證技術(shù)方案先進(jìn)、規(guī)模可行。

2擴(kuò)能開(kāi)拓方案與建議

擴(kuò)能后開(kāi)拓方案應(yīng)將大、小廠壩統(tǒng)籌考慮，上部已形成的中段大巷按目前的中段劃分，維持現(xiàn)狀，獨(dú)立運(yùn)行。深部開(kāi)拓設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將大、小廠壩與李家溝主運(yùn)輸中段標(biāo)高保持一致。初步建議李家溝與廠壩系統(tǒng)深部仍采用分區(qū)開(kāi)拓，小廠壩可與廠壩礦區(qū)深部合為一個(gè)區(qū)域與李家溝區(qū)域相對(duì)獨(dú)立。為提高1202m主運(yùn)輸中段的運(yùn)礦能力，需增設(shè)一條1202m主運(yùn)輸通道，地表建議增設(shè)貯礦倉(cāng)。

3擴(kuò)能實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃初步意見(jiàn)

在井下采礦系統(tǒng)擴(kuò)能規(guī)劃建設(shè)的2012-2014年，共3年時(shí)間內(nèi)廠壩、李家溝井下生產(chǎn)保持采礦1500kt/a，不降產(chǎn)，并逐步提高三大采區(qū)合理配礦能力，穩(wěn)步提高采出礦品位。同時(shí)極積開(kāi)展高效采出礦石工藝設(shè)備提升應(yīng)用研究，李家溝擴(kuò)能綜合技術(shù)研究、充填采礦法工藝技術(shù)研究、探空探水綜合技術(shù)研究等重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，為擴(kuò)能試生產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。2016年底最終達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。

作者：秦劍偉單位：西北礦冶研究院礦山工程研究所