箕斗提升竖井井底粉矿回收工艺改进实践.pdf

箕斗提升竖井井底粉矿回收工艺改进实践曹伟,康锡升(锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水江市 4 1 7 5 0 0)摘 要:金属矿山采用箕斗竖井提升原矿时,存在一个普遍的问题,总会有少量的矿石撒落在井底。粉矿问题如何处理是绝大多数矿山难以回避的问题,甚至一度困扰着矿山的生产。通过对几种方案的对比分析,选取从竖井井底经溜矿道并采用振动给矿机控制放矿将粉矿输送至矿石提升系统或地面,通过强化现场管理,从安全、经济和技术角度出发,粉矿回收与主提升既协同又分离的方法显得十分重要。关键词:竖井;箕斗提升;粉矿回收;振动给矿机;粉矿车 金属矿山箕斗竖井提升原矿时,总会有少量的矿石撒落在井底,一方面造成矿石损失,且往往粉矿的品位较高,这种损失是不可忽视的;另一方面由于粉矿的堆积,造成井下巷道淤堵,并严重影响井下环境。正因为粉矿对矿山生产、安全以至经济效益产生的影响不可忽略,建设合适的粉矿回收系统和强化现场管理,从安全、经济和技术角度出发,选择工艺简单、操作性强、安全性能强、生产效率高、装备水平高的粉矿回收方式,实行粉矿回收与主提升既协同又分离的方法来降低矿山生产成本,提高经济效益并改善作业环境,显得十分重要。1 粉矿回收方式选择金属矿山常用的粉矿回收方法有:主副井相近且副井超过主井深度时,在主井粉矿回收水平开凿小断面运输巷道与副井连通建立粉矿回收系统;主副井相距较远时,需开凿小断面粉矿运输巷道和粉矿提升小竖井或小斜井,与溜井上部卸矿水平相连,形成粉矿回收系统;混合井提升时,采用大箕斗与小箕斗配合提升,大箕斗在上作主提升,小箕斗在下提升粉矿。这3种方法,或因开拓工程量大、系统分散导致效率低、成本高;或因系统过于集中相互牵制,以致粉矿循环回收效果不理想。因此,本设计方案旨在提供一种能直接将箕斗撒落的粉矿用小矿车集中接收,然后经平巷运输至矿石提升系统或直接提升至地面,要求粉矿回收工艺结构简单、运输线路短、转运次数少、操作方便、安全可靠。2 粉矿回收施工工艺2.1 粉矿回收工艺流程粉矿回收系统设计包括竖井箕斗提升井放矿溜道、放矿漏斗卡门、振动给矿机、振动给矿机硐室、粉矿车、运输平巷、人行与检修通道等,如图1所示。1竖井箕斗提升井 2运输平巷 3振动给矿机 4振动给矿机硐室 5粉矿车 6放矿溜道 7放矿漏斗卡门 8人行与检修通道(a)剖面布置2运输平巷 7放矿漏斗卡门 8人行与检修通道(b)平面布置图1 粉矿回收系统I S S N1 6 7 1 2 9 0 0C N4 3 1 3 4 7/T D采矿技术 第2 3卷 第3期M i n i n gT e c h n o l o g y,V o l.2 3,N o.32 0 2 3年5月M a y.2 0 2 3其工艺流程如下:箕斗提升井撒落的粉矿汇集在竖井井底经放矿溜道、放矿漏斗卡门进入振动给矿机;振动给矿机与操作按纽均安装在振动给矿机硐室内;粉矿车停放在运输平巷内并与振动给矿机放矿口对正;振动给矿机上端经放矿漏斗卡门与放矿溜道连接并紧密固定在溜道壁;操作人员通过操作按纽来控制给矿量;粉矿车经罐笼或小斜井提升至上部中段或地面;人行与检修通道用于观察井底粉矿情况和处理粉矿结块及放矿漏斗卡门等故障;人行与检修通道与竖井壁连接口处于常闭状态,采用木门或铁门封堵。2.2 掘进与支护工程2.2.1 掘进作业在箕斗提升竖井井底的一侧先行掘进一条用于粉矿运输与人行的平巷,再垂直平巷掘进振动给矿机硐室、放矿溜道贯通竖井井底;垂直运输平巷掘进专用的人行与检修通道,再以9 0 转向贯通竖井井底。2.2.2 支护作业竖井井底结构与粉矿回收系统支护:竖井井底、斜溜道采用钢筋混凝土捣制,厚度为3 0 0 5 0 0mm;放矿漏斗卡门为混凝土捣制,内衬锰钢板,支护厚度为6 0 0 8 0 0mm;振动给矿机硐室、人行与检修通道、运输平巷等均采用素混凝土支护,但如遇地质条件复杂时,需根据实际需要加强支护,以确保安全。2.3 粉矿回收设施安装粉矿回收系统包括箕斗提升井底部分、溜矿道、放矿装置与受矿部分。回收设施的安装工艺:一般在边掘进边支护时,支护过程中需超前考虑按设施安装要求安装预埋件,放矿卡门与振动给矿机按基础图纸要求埋设预埋件;竖井底部与溜矿道底板是主要受矿石打击部位,捣制厚度为5 0 0mm,加设钢筋与锰钢板衬底;溜矿道的坡度根据矿石的自然安息角设计,一般4 5 左右为宜;振动给矿机固定在硐室内,上端与放矿漏斗卡门相连接并固定在放矿溜道内;硐室的一侧布置供放矿人员操作的按钮;放矿硐室内安装照明;人行与检修通道设置通往竖井底部的踏步及扶手。3 粉矿回收工艺评价金属矿山粉矿回收方式多种多样,某矿2#竖井多年来采用的是大箕斗配小箕斗回收粉矿方法,多年的运行经验证明,这种方法可以减少掘支工程量,粉矿提升直接简单,效率较高,但存在的主要问题是大小箕斗在同一竖井内运行,相互干扰且安全性差,尤其是小箕斗提升再次漏粉矿,形成粉矿二次撒落井底,造成井底粉矿堆积后人工处理难度相当大,甚至造成粉矿流入水仓,造成井底水窝长期被填满,这种不良状况长期困扰竖井提升系统的正常运行,并因富粉矿损失较大导致矿山经济受损。通过多年的观察与经验积累,改进粉矿提升方式对矿山生产意义重大。两种较为常见的粉矿回收方法,专用小竖井或小斜井粉矿回收方法(方案一)、大箕斗配小箕斗粉矿回收方法(方案二)与本文改进型粉矿回收方法(方案三)比较见表1。表1 粉矿回收方案比较方案类别方案主要特征描述优点缺点方案比较方案一主井用箕斗提升矿石,副井作辅助提升同时提升粉矿。主副井相近且副井超过主井深度时,在主井粉矿回收水平,开凿小断面运输巷道与副井连通建立粉矿回收系统;主副井相距较远时,需开凿小断面粉矿运输巷道和粉矿提升小竖井或小斜井,与溜井上部卸矿水平相连,形成粉矿回收系统。主副井两套提升系统既分离又协同,干扰小,提升较为方便,安全性能与作业环境较好。开拓工程量较大,转运工程量较大,投入设备较多,建设周期长,投产慢。一次性投资大,运转费用高。局限于大型矿山,高成本投入与运转费用,应用前景受限。方案二混合井提升时,采用大箕斗与小箕斗配合提升,大箕斗在上作主提升,小箕斗在下提升粉矿。主井提升与粉矿提升在同一个井筒内,大小箕斗配合作业,节省开拓工程量,一次性投资相对较少,施工周期短,投产快,运转费用相对较少。在同一井筒内有大小两套系统协同运行,相互干扰较大,安全性能与工作环境欠佳;粉矿提升过程中容易出现二次漏粉矿,造成井底粉矿堆积,增加了二次粉矿回收的工作难度。某矿山使用此类方法多年,造成竖井井底粉矿堆积常态,给粉矿回收造成较大 的麻烦。适用范围受限。23采矿技术2 0 2 3,2 3(3)续表方案类别方案主要特征描述优点缺点方案比较方案三直接将箕斗撒落的粉矿经溜道用振动给矿机装入小矿车集中接收,然后经平巷运输至矿石提升系统或直接提升至地面。不需要增加很大的开拓工程与设备投入,运转费用也低;粉矿车与装载硐室布置在井筒外侧,安全性与作业环境相对较优;粉矿回收效率较高。竖井提升过程中的积水需全部通过粉矿回收系统经放矿斗流入巷道,对于淋水较大的矿山,井底巷道排水排泥对粉矿回收会造成一定的影响。可以降低矿山提升成本且改善工作条件,给矿山带来的经济效益较为明显。对于矿山粉矿回收具有一定的推广价值。通过对粉矿回收3个方案的对比,方案三的创新性强,一次性投入与运行成本相对较低,提升效率高,且运行的安全性好,应用前景广泛。4 结论当前采用的粉矿回收方式,虽然或多或少具备一些优势,但也或多或少存在以下较为关键的问题:运行的安全性较差;系统建设复杂,一次性投入较大,运行成本高;粉矿回收不彻底,遗留问题多;设施不先进,操作难度大、劳动强度大等。改进型粉矿回收工艺,很大程度上克服了传统粉矿回收方案存在的短板,采用振动给矿机控制放矿,可以解除因放矿不均匀造成粉矿漏入平巷的后顾之忧;粉矿能快速进入粉矿车,提高了效率;作业环境较好提升了本质安全水平;从很大程度上优化了粉矿回收结构,减少了系统建设的工程量,降低了设施安装难度。这种结构简单、设施先进的粉矿回收工艺,解决了传统方法无法回避的问题,技术先进、安全可靠、经济合理。但在方案的推行实施过程中,还存在一些问题需要进一步研究解决:一是井筒淋水全部通过溜道进入运输平巷,对井底系统造成一定的影响,淋水大的矿井尤甚;二是粉矿车还需转运才能进入矿石仓或地面,对粉矿运输环节的优化程度不够。参考文献:1 安文杰,杨有林,骆军军,等.龙首矿新1#粉矿回收井改造方案的研究与应用J.中国矿山工程,2 0 2 2,5 1(2):3 0-3 4.2苏峰.冶金矿山箕斗井粉矿回收提升系统的选择J.现代矿业,2 0 1 5(1 1):2 5 8+2 6 3.3张锡平,曹玉林.箕斗井粉矿仓的改进设计J.矿山机械,2 0 0 0(1 0):8 7.4谭金胜,王永昌.三山岛金矿采用斜坡道回收粉矿方案的探讨J.黄金,1 9 8 9(0 1):5 5-5 6.5苗润田.底卸式箕斗防止撒矿系统的研究J.矿山机械,2 0 1 5,4 3(0 4):1 3 7-1 3 9.(收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 5)作者简介:曹伟(1 9 7 6),男,湖南冷水江人,工程师,主要从事矿山技术与生产管理工作。33曹伟,等:箕斗提升竖井井底粉矿回收工艺改进实践