李家沟矿开拓系统的优化调整.pdf

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1、4 6 中 固 有色 冶 金 口采矿与选矿 李家沟矿开拓系统的优化调整 袁积余(白银有色金属公司厂坝铅锌矿，甘肃 成县7 4 2 5 0 4)【摘要】对厂坝铅锌矿李家沟矿开采技术条件、矿山回采进度(合理服务年限)及生产建设现状进行分 析，探 讨 了开拓 系统优化 调整 的必要 性，并 对其合 理性、可行性及 收 益情 况进 行 了论述。【关键词】李家沟矿；开拓 系统；采掘关系；优化调整【中图分类号】T D 8 5 4 1 【文献标识码】B 【文章编号】1 6 7 2 6 1 0 3(2 0 0 4)0 4 0 0 4 6 0 4 1 概述 厂坝铅锌矿是我国已探明的大型铅锌矿床，由 厂坝铅锌矿床

2、和李家沟铅锌矿床组成，矿床规模大，资源条件好。厂坝铅锌矿床原设计为露天开采，分 一、二期建设。李家沟矿床开采为厂坝三期工程。由 于群采严重破坏，露天二期半途而废，露天一期拟 强采至 l 2 5 3 m水平后提前实施露天转地下衔接。同时全面开始井下开发建设。厂坝一 李家沟矿井下开发建设以 l 1 4 2 m水平 为界分为上下两大部分进行规划与设计。l 1 4 2 m水 平 以上为厂坝一 李家沟矿井下过渡残采阶段(不含 露天生产)，采用主平硐一 斜井开拓方式；l 1 4 2 m水 平以下为厂坝一 李家沟矿深部采矿工程，采用主平 硐一 盲斜井、盲主副竖井加主斜坡道的联合开拓系 统。厂坝一 李家沟矿开

3、发建设工程 自 1 9 9 8年 l 0月 1日开工以来，一直按照 井下过渡阶段初步设计 和 深部采矿工程初步设计 进行井下基建和残采 期生产。目前，井下生产已初具规模。形成 5 0万 t 的 年生产能力。开发建设工程也全面展开，一些工程 已部分或全部完工投入使用 形成 了一定的生产 力，加快了井下生产建设步伐。但厂坝一 李家沟矿的生产建设进度与矿山总体 发展规划相比，仍与 2 0 0 5年底建成百万吨级铅锌 作者简介 袁积余(1 9 6 l 一)，陕西扶凤县人，1 9 8 2 年 7 月毕业于西 安冶金建筑学院资源开发系采矿工程专业，学士学位，1 9 9 2 年 5月破 格晋升为采矿高级工程

4、师。矿山、完成井下主体基建工程的 目标有较大差距。而且随着井下开发建设的纵深发展。需对原开拓系 统进行调整，对开拓工程进行适 当增减，使之更趋 合理，基建期相应缩短，基建投资相应减少。同时，利用现有设施和已开工工程(盲副井、斜坡道、东风 井：3 、4 、6 斜井等)，使 已形成的设施充分发挥作 用，利用主斜坡道，采用无轨运输，彻底解决 l 0 8 2 m 中段以上斜井提升能力的不足问题。促进矿山生产 建设 良性发展。为了进一步加快井下开发建设进度，大幅提高 井下生产能力 2 0 0 6年如期达到 1 0 0万 t 的设计生 产能力和基建主体工程同时完工，本矿于 2 0 0 3 年 9 月同设计

5、单位一起对开拓系统进行了优化调整，并 进行 了井巷开拓工程施工组织设计，计划用两年多 的时间组织好厂坝一 李家沟矿井巷开拓工程施工，并于 2 0 0 6年完工。与开拓系统优化调整相对应，全矿各采区采切 工程和采场准备进度也相应调整，使全矿生产早 日 达到采掘关系协调，采选能力配套，三级矿量平衡，采场准备充分，采切工程无积压，生产灵活自如。2 开拓系统的优化调整 2 1 开拓系统优化调整的依据(1)厂坝矿区 l 2 0 2 m水平以上储量较丰，中 段衔接容易。厂坝矿区 l 2 0 2m水平以上共有可利 用储量 2 0 0万 t，其中 I 矿体 1 2 0 万 t，I I 矿体 8 0万 t，为

6、l 1 4 2 m和 l 0 8 2 m 中段的采场衔接提供了较为 充足 的时间。维普资讯 http:/ 2 0 0 4年 8月第 4期 李家沟矿开拓系统的优化调整袁积余 4 7(2)厂坝矿 区斜井 提升能力不足 问题 亟需解 决。3 斜井 1 5万 的提升能力远远不能满足厂坝矿 区 1 1 4 2 m 和 1 0 8 2 m 中段 副井投用 前 的矿岩 提升 运输要求。因此可利用主斜坡道，采用无轨运输，解 决厂坝矿区的提升运输问题。(3)本矿基建和生产并存，井下生产能力提高 快。因此要充分利用现有设施(盲副井、斜坡道、东 风井、3 、4 、斜井等)。促进生产建设发展。已开工 程要完工一个，利

7、用一个，完工一段，利用一段，使已 形成的设施 能充分发挥作用，为 2 0 0 6年达到 1 0 0 万 t 生产能力服务。(4)根据生产建设的现场实际，部分开拓工程 需适当取舍，使之更趋合理。(5)矿业秩序混乱，需加快拦截，抢时间，保护 矿产资源，提高井下生产能力。2 2 开拓 系统优化调整 的方案 原设计开拓系统为：1 2 0 2 m主平硐一 盲斜井、盲主副竖井、主斜坡道开拓系统。优化调整后开拓 系统改为：1 2 0 2 m主平硐一 盲斜井、盲混合竖井(即 原副井)+东风(提升)井+主斜坡道的联合开拓系 统。矿岩运输方面，原设计为单纯的竖井、斜井提 升，l 2 0 2 m主平硐无轨运输。开拓

8、系统优化调整后。增加了主斜坡道无轨运输。2 3 开拓系统优化调整的主要内容(1)去掉盲主井工程，原盲副井相应变为混合 井：(2)主井取消后，原 1 2 0 2 m 中段主副井车场 由环形改为折返式，混合井其它各 中段(1 1 4 2 m及 9 0 2 m中段除外)井底车场也做相应调整；(3)主斜坡道先期下掘到 1 0 9 2 m水平，暂缓 9 1 2 1 0 9 2 m水平区段的施工；(4)副井 和 1 1 4 2 m 中段不 连通。相应 的 马头 门及副井石门取消；(5)为充分利用措施斜井和大件道。副井电梯 井取消：(6)取消 1 1 4 2 m中段厂坝与李家沟两矿区的 联络运输巷(4 9

9、7 1 线)；(7)增加厂坝矿 区 1 2 0 2 l 2 3 0 m水平运矿斜 坡道，增加李家沟矿区 1 0 7 2 1 0 9 2 m水平运矿斜坡 道：(8)主斜坡道由原设计 的以运送(大件)材料 和上下铲运机为主。改为以无轨运矿为主：(9)东风井 由单一的回风井改为回风兼罐笼 提升混合井；(1 0)增加 与运矿斜坡 道相 配套 的 1 8 t 井 下 自 卸车 4台。具体工程情况详见表 1。表 1 厂坝一 李家沟开拓系统调整节省投资明细表 序号 项 目 工程量 m m 投资 7 i 元 备注 1 减 少部 分(1)盲 主井工程 井建系统 设备部分 各中段车场 小 计(2)盲副井工程 电梯

10、井(联络小井及平巷 提升机硐室调整 小 计(3)1 2 0 2m 中段副 井部分 车场(4)1 1 4 2 m中段 厂坝与李家沟矿 区联络运输巷 副井石门 小计(5)斜坡道(6)2(1)(2)5 6 5 2 0 4 62 l 2 3 48 9 98 4 5 l 79 9 8 3 0 4 4 6 5 提升、通风、供电、机械 含铺 轨架 线 l 0 0 7 5，6 o4 5 l l 8O8 l 0 0_ 8 9 5 5 4 9 8 8 5 5 1 2 硐室降低 取 消天 车 2 O1 6 4，l 1 5 94 2 5 7 7 8 6 9 2，6 2 2 8 1 8 7 8 含铺轨架线 5 8 O

11、5 2 2 0 2 1 8 0 含铺轨架线等 3 3 6 3 6 9 6 1 8 6 0 含铺轨架线等 9l 6，8 9l 6 4 04 0 9 1 2 1 0 8 5m段 1 3 5 3 1 69 1 2 5 4 9 0 5 减少部分合计4 9 6 2 4 4 6 3 6 6 2 4 3 9 0 9 7 3 增加部分 盲副 井延 伸 井建部分 1 8 O 5 0 8 6 8 5 7 0 6 中段车 场 3 l O 2 6 3 5 1 1 1 2 小计4 9 0 7 7 2 1 8 6 81 8 运矿斜坡道 厂坝 1 2 0 2 1 2 3 0 m 2 8 8 3 8 5 5 李家沟 1 0

12、7 2 1 0 9 2 m 2 2 1 2 5 8 7 小计 5 O 6 4 4 2 1 7 3 9 (3)井下自卸汽车 4 台4 8 0 l 8 t (4)增加部分合计 9 9 9 1 4 1 6 3 8 1 3 3 5 7 3 节省总计 3 9 6 3 4 4 4 9 4 9 8 6 2 5 7 4 0 3 一 一 1 2 维普资讯 http:/ 4 8 中 圈 有色 冶 金 口采矿与选矿 3 开拓系统优化调整后的效果(1)开拓工程调整后，全矿的提升运输能力可 满足 1 0 0万 t 的设计生产能力。东边坡采区独立回 采，其 1 2 0 2 m水平以上设计利用储量 4 8 4万 t，可 维

13、持 2 5万 t 的年生产能力 1 9年。李家沟深部开采设计采用上下分 区同时独立 回采，即以 1 0 8 2 m水平为界，1 0 8 2 m水平 以上(保 有可利用矿量 8 7 9万 t)自上而下开采，9 0 2 1 0 8 2 m 水平(保有可利用矿量 1 0 0 8万 t)由下而上的回采 方式，9 0 2 m以下(保有可利用矿量 4 3 4万 t)采用正 常的由上向下顺序回采。2 0 0 9年开始上下分区，同 时具备回采条件。在达产期年出矿量应保证 7 5万 t。回采进度安排：2 0 0 6年达产(1 0 0万 t)，连续生 产 1 8 年(2 0 0 6 2 0 2 3年)，1 0 8

14、 2 m水平以上和东边坡 采区也将在达产期结束之年完成回采从 2 0 2 4年开 始产量下降(2 0 2 4 2 0 3 4年为 6 5万 t a、2 0 3 5 2 0 3 8 年为 3 5 万 t a)，2 0 3 8 年闭坑。回采进度详见表 2。表 2 李家沟矿回采进度表 按上述回采进度。开拓工程调整后提升运输能 力完全能满足各时期矿量提升运输要求：2 0 0 6 年初副井正式投用至 2 0 2 3年。井下生产能力为 1 0 0 万。而井下最大提升运输能力为 1 2 6万 t 其中：副井 4 0万 t、3 斜井 1 5万 t、4#斜井 1 5万 t、东风井 8万 t、主斜坡道 2 0万

15、t、6#斜井 3万 t、3 主溜井 2 5 万 t；2 0 2 4 2 0 3 4年井下生产能力为 6 5万，而 井下提升运输能力为 6 6万 t：副井 4 0万 t、东风井 8 万t、主斜坡道 1 5万 t、6#斜井 3万t；2 0 3 5 2 0 3 8 年井下生产能力为 3 5万，而井下提升运输能力 为4 0万 t：全为副井提升。(2)增加的两条运矿斜坡道可有效缓解 3 、4 斜井提升能力不足问题 同时可加快 1 0 8 2 m中段 开拓进度。彻底解决斜井提升能力不足问题。(3)在保证足够 的生产及提升运输能力的情 况下，开拓工程作上述调整后，可节省基建工程量 3 9 6 3 4 4 m

16、 4 9 4 9 8 6 m 。节省投资 2 5 7 4 0 3万元，基建 期缩短 1 5年(具体节省情况详见表 1)。4 开拓系统调整对其他系统的影响 与李家沟矿深部采矿工程初步设计相 比。此次 开拓系统调整对井下其他系统有一定的影响。4 1 供风 系统 初步设计 中主供风管路原设计线路为南 口主 空 压 机 站 主斜 坡 道 西 风 井 1 0 8 2 m 中段 主 巷 管 缆井 1 0 2 2 m、9 6 2 m、9 0 2 m、8 4 2 m、7 8 2 m 及 7 2 2 m各中段(必要时也可由西风井直接进各中 段主巷)。显然该次开拓系统调整不涉及上述路径，因此供风系统不受影响。4

17、2 供 电系统 初步设计中在 1 2 0 2 m中段车场附近设井下中 央配电站一座，电能重新分配后以放射式电缆线路 通过管缆井向各 中段(区域)变 电所及用电设备供 电。因此盲主井和电梯井等工程取消后。井下供电 系统不受影响，且将使井下总用电负荷减少 9 0 0 k W 以上(其中主井主提升机 6 3 0 k W、电梯提升机 1 2 0 k W)。4 3供水 系统 初步设计中，井下采矿生产用水是利用井下矿 井水，即在 1 2 0 2m中段主井车场副井设蓄水池。利 用 9 0 2 m中段排水泵通过主排水管将井下矿井水泵 至 1 2 0 2 m中段蓄水池。从蓄水池敷设 1 0 8 8 供水 主管，

18、通过主井分别敷设到 1 0 8 2 m及其以下各中 段(1 1 4 2 m通过 3 、4#斜井下)。因此主井取消后。供 水主管可改从副井或管缆井下。4 4 排水 系统 主井取消和副井延深后 井下排水采取接力排 水方式。即先从 7 2 2 m中段通过管缆井泵至 9 0 2 m 中段，再从 9 0 2 m中段接力泵至 1 2 0 2 m中段蓄水 池，多余的水量从排废平硐排出地表。管缆井安装 2 根 3 7 7 9的主排水管(其中备用一根)。在排水系 统未形成前，则在副井设置lI缶 时排水系统。4 5 通风 系统 设计 中采用压抽混合式通风方式。9 0 2 m中段 以上采用 中央进风两翼 出风的上下

19、分区通风系统。9 0 2 m中段以下采用对角单翼式集中通风系统。因 此主井取消后将减少一个进风井，但 6#斜井和厂坝 维普资讯 http:/ 2 0 0 4年 8 月第 4期 李家沟矿开拓系统的优化调整袁积余 4 9 矿区拦截斜井均可作为进风井。因此通风系统基本 不受影 响。5 结语 厂坝一 李家沟矿开拓运输系统优化调整后，对 井 下八大 系统基本 无影 响，且现有 的设施 和 已形 成 的部 分 开 拓 系统 能 充 分 发 挥 作 用，提 前 投 用，为 2 0 0 6年达产创造有利条件：开拓运输方案更趋合 理 基建 工程量 减少 3 9 6 3 4 4 m 4 9 4 9 8 6 m 3

20、,基建 期 缩短 1 5 年，基建投资相应减少 2 5 7 4 0 3万元。利用 主斜坡道，采用无轨运输，彻底解决了 1 0 8 2 m中段 以上斜井提升能力不足的问题。通过相应的采掘关 系调整。控制好各采区采切工程和采场准备进度，使 全矿生产早 日达到采掘关系协调，采选能力配套，三 级矿量平衡，采场准备充分，采切工程无积压，生产 灵活 自如(上接第 4 3页)表 4 振台改进前后相关参数 弹簧刚性重锤重量 振动比压 振动时间 生阳极体积密度 k g c m一 k g MPa s g c m-显改观，生阳极体积密度提高了0 0 2 g c m 3，振动时间 却缩短了 3 0 S。考虑到 目前振

21、台系统与新一代成型 机仍存在一定差距，现已对振台系统进一步改造，对 成型机振台部分进行整体改造。在降低设备故障率 的同时，使重锤振动比压达到最佳水平。提高振动效 率，缩短振动时间，使生阳极体积密度进一步提高。3 3 稳定沥青配比。优化沥青配料工艺 鉴于沥青用量不当对预焙 阳极质量影响较大。红鹭铝业根据北方的季节特点，在稳定沥青供货方，稳定沥青质量的同时，通过提早进货。倒料、通风等 措施排除沥青水分。在成型生产过程中，根据沥青 水分的变化，适时调整混捏温度。为进一步稳定沥 青配 比，考虑到沥青干法配料的局限性，现正在对沥 青配料工艺进行改造，将传统干法配料改为先进的 湿法配料，预计 2 0 0

22、4年 5月即可投入生产 4 实施效果 通 过 以上措 施 红鹭 铝业 公司 预焙 阳极质量 有 了较大 的提高，焙烧 阳极 体积密度 由最初的 1 4 0 g c m 提高至 目前的 1 5 0 g c m 。电解过程中阳极的 选择性 氧化得到 了有效抑制，阳极换 极周期 由最初 的 2 4 d提升至 目前的 2 8 5 d。吨铝阳极毛耗由 6 0 0 k g 降至 5 2 0 k g，电解返 回残极表面规整，底掌光滑，经 受了 2 1 0 k A电解槽启动和运行的考验。同时，红鹭 铝业阳极系统在主体设备未做大的投入，在仅增加 1台 1 8室焙烧炉的情况下，阳极产能由 1 9 9 8 年以 前

23、 的 3万 t，a增加 至 目前 的 1 O万 t，a，阳极系统 在提 高质量的同时充分挖掘了生产的潜能。5 结语 红鹭铝业阳极系统生产实践表明：煅烧温度与 焙烧温度失衡，配料过程中最大粒度选择不当。生 阳 极体积密度偏低，沥青配比不稳定等 问题是制约预 焙阳极质量提高的主要原因。提高预焙阳极质量，应 采取以下措施：(1)稳定煅烧工艺，采取科学配料，提高煅后 焦真密度，煅烧带温度控制在 1 2 0 0左右。改善焙 烧升温制度，为防止次高温炉室升温滞后，在高温炉 室后面再增加一排燃烧架。个别火道安装小型鼓风 机，确保制品在 1 1 5 0 1 2 0 0恒温 3 0 h左右。缩小 制品焙烧温度与煅烧温度之间的差异，使二者达到 均衡。(2)适当降低最大配料粒度，最大粒度由设计 的 5 1 5 m m降至 5 1 0 m m (3)切实提高生阳极体积密度，对振台部位进 行改造，提高重锤振动比压，改善振动效果。(4)稳定沥青供货方，避免沥青水分影响阳极 质量，及时调整混捏温度，稳定沥青配比，对传统的干 法配料工艺进行改造 使沥青配料达到最优。参 考文献 1 王平甫 铝用炭阳极技术 M1 北京：冶金工业出版社，2 0 0 2 维普资讯 http:/