陸歡歡 董一寧 宋寧波

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

遼寧某鐵礦地下選礦工藝設(shè)計(jì)

陸歡歡 董一寧 宋寧波

(中冶京誠(秦皇島)工程技術(shù)有限公司)

為給地下選礦廠建設(shè)提供技術(shù)支持，以遼寧某鐵礦地下采選工程為依托，對(duì)地下選礦工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。研究結(jié)果指出了地下選礦工藝的主要技術(shù)特點(diǎn)及建設(shè)中應(yīng)注意的主要問題，從地下選礦工藝流程、設(shè)備選擇和車間配置等方面進(jìn)行了多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分析了地下選礦廠與地表選礦廠建設(shè)的異同點(diǎn)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到了減少基建投資、節(jié)能降耗的目的，對(duì)地下選礦廠的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義和示范作用。

鐵礦 地下選礦廠 工藝設(shè)計(jì) 分析比較

我國礦產(chǎn)資源豐富，但人均占有量較低。隨著淺部易采資源的開發(fā)利用，地下金屬資源的開發(fā)逐步向縱深方向發(fā)展。20世紀(jì)及本世紀(jì)初，受勘探深度、采選技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件、鋼鐵對(duì)礦石資源需求等因素影響，鐵礦開采以露天開采為主。經(jīng)過幾十年的開采，我國冶金礦山大多數(shù)大中型露天礦山已經(jīng)進(jìn)入了中后期開采，露天保有的開采資源量越來越少，繼續(xù)進(jìn)行露天擴(kuò)幫開采，剝離的大量廢石惡化礦山及周邊的生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境，而且隨著露天開采深度的增加，成本及難度進(jìn)一步加大，嚴(yán)重影響和制約露天礦山的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益的提高[1-3]。露天轉(zhuǎn)地下開采成為采礦業(yè)發(fā)展的趨勢。

1 地下選礦廠建設(shè)的意義

通過對(duì)礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀的分析，我國貧礦和難選礦多，尤其鐵礦儲(chǔ)量中，貧礦占鐵礦總儲(chǔ)量的98%。為此，幾乎中國所有的鐵礦山采出的礦石均要經(jīng)過選礦才能利用。隨著露天向地下開采方式的轉(zhuǎn)變，如何降低采選總體成本、建設(shè)綠色、環(huán)保、智能礦山成為專家和學(xué)者們研究的重點(diǎn)。近些年來，在地下完成采選作業(yè)得到越來越多的關(guān)注。對(duì)于地下開采的礦山，將選礦廠直接建在地下深部，在地下完成選礦作業(yè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

(1)降低礦山生產(chǎn)成本，節(jié)省能耗。選礦廠建設(shè)在地下，地下開采的礦石可直接給入選礦系統(tǒng)，減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)、減少礦石的無益提升，選礦廠尾礦濃縮后直接充填至采場采空區(qū)，避免了尾礦的無益提升，起到了降本降耗的目的。

(2)節(jié)約土地，減少環(huán)境污染。選礦廠建設(shè)在地下，除必要的辦公設(shè)施和機(jī)修設(shè)施需放置在地表外，選礦主體工藝和生產(chǎn)配套設(shè)施均放置在地下，節(jié)省了選礦廠的地表占地、省去了征地和地表選礦廠的建設(shè)與維護(hù)管理，減少了對(duì)生態(tài)和環(huán)境的影響。

(3)為深部資源開發(fā)利用提供了有效途徑。中國地表淺層的鐵礦資源已越來越少，地球深部礦產(chǎn)資源的勘探開發(fā)將在不久的將來得以實(shí)現(xiàn)，隨著礦產(chǎn)埋藏深度的加深，若采用傳統(tǒng)地下采礦、地表選礦的方法，勢必增加聯(lián)合成本，那么深部地下開采將在市場競爭中失去優(yōu)勢。采用地下建設(shè)選礦廠，盡可能降低生產(chǎn)成本，將獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 地下選礦廠建設(shè)的主要特點(diǎn)

(1)節(jié)省能耗。選礦廠建設(shè)在地下，只需把精礦提升至地表進(jìn)行后續(xù)加工，尾礦就近回填至采空區(qū)，節(jié)能效果顯著。

(2)節(jié)省占地。除必要的辦公設(shè)施和機(jī)修設(shè)施外，地面無選礦廠和尾礦庫設(shè)施，省去征地及占地。

(3)綠色環(huán)保。地面無選礦廠和尾礦庫設(shè)施，減少了環(huán)境的污染。

(4)智能、連續(xù)、無人化生產(chǎn)。地下采礦、礦井提升、地表選礦的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，采礦和選礦可作為兩個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)部門存在，作業(yè)之間相互干擾較少，自動(dòng)控制系統(tǒng)也都各成體系。地下建設(shè)選礦廠與傳統(tǒng)模式不同，采礦、選礦銜接更為緊密，采選必須作為一個(gè)整體給予考慮。因此，高水平的自動(dòng)控制系統(tǒng)是至關(guān)重要的，通過設(shè)備控制、過程控制、生產(chǎn)執(zhí)行和經(jīng)營管理，實(shí)現(xiàn)地表控制中心對(duì)地下生產(chǎn)的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)采選全流程的智能化、自動(dòng)化和無人化生產(chǎn)。

(5)基建工程量大，施工復(fù)雜。地下建設(shè)選礦廠與地表建設(shè)選礦廠相比，省去了礦石主井提升系統(tǒng)、地表選礦廠建筑物，但增加了斜坡道開拓系統(tǒng)、管道井及選礦廠硐室工程量。另外，選礦廠硐室跨度及高度相對(duì)較大，施工及支護(hù)難度增加。

3 地下選礦廠建設(shè)應(yīng)注意的主要問題

(1)采礦方法。地下選礦廠建設(shè)應(yīng)與采礦、充填相結(jié)合，因此只有應(yīng)用充填采礦法的礦山，選礦廠尾礦能夠回充至采空區(qū)，才能達(dá)到節(jié)省能耗和尾礦庫的目的。

(2)巖石性質(zhì)。地下選礦硐室跨度及高度均較大，雖然可通過設(shè)計(jì)優(yōu)化將硐室跨度和高度降至最優(yōu)，但比常規(guī)破碎硐室仍大很多，硐室的跨度和高度對(duì)巖石的物理力學(xué)性質(zhì)要求較高，一般來講，地下選礦廠硐室的位置應(yīng)選擇在穩(wěn)固巖體中，盡量避免巖石破碎、地應(yīng)力高或軟巖。

(3)資源條件。建設(shè)地下選礦廠的礦山，應(yīng)盡量選擇有用礦物含量較高，且回收率不低的礦體，盡可能實(shí)現(xiàn)將選礦尾砂全部充填至采空區(qū)，鐵礦資源在這方面優(yōu)勢較為明顯。

(4)工藝流程。地下選礦廠的建設(shè)應(yīng)力求工藝流程最短，硐室數(shù)量最少。因此，不同的礦山應(yīng)通過多方案比較，確定最優(yōu)工藝流程。

(5)建廠形式。地下選礦廠建設(shè)與地表建廠不同，地表建廠受地形限制，應(yīng)充分利用地形條件，而地下選礦廠空間可無限利用，因此從工藝角度，地下選礦廠的建設(shè)應(yīng)充分考慮自流，但自流建廠隨下降高度的增加，井巷及斜坡道工程量也相應(yīng)增加。

(6)硐室布置。在確定了選別流程和主要設(shè)備后，設(shè)備配置形式和硐室的布置也是地下選礦廠設(shè)計(jì)應(yīng)主要優(yōu)化的方面。應(yīng)通過不同的配置形式和硐室布置方案比較，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度確定更優(yōu)的配置。

(7)大件運(yùn)輸。地下選礦廠的建設(shè)應(yīng)充分考慮選礦設(shè)備在地下的大件運(yùn)輸問題，合理的大件尺寸可縮小斜坡道和井巷工程斷面，減少工程量，同時(shí)還可降低卷揚(yáng)和硐室內(nèi)吊車起吊重量，節(jié)省投資。

(8)安全措施。選礦廠的建設(shè)必須有事故情況下的應(yīng)急處理措施，這一點(diǎn)無論地下選礦還是地表選礦均是一致的，但考慮問題的角度有所不同，以事故礦漿的排放為例，地表選礦廠將事故礦漿排至室外即可，但地下選礦廠需要將事故礦漿排至整個(gè)選礦廠最低點(diǎn)，否則將對(duì)其他硐室產(chǎn)生影響。

4 地下選礦工藝設(shè)計(jì)研究

為更深入研究地下選礦廠建設(shè)的工程特點(diǎn)，以遼寧某鐵礦采選工程為依托，對(duì)地下選礦工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。

4.1 建設(shè)條件

遼寧某鐵礦位于鞍山市境內(nèi)，保有儲(chǔ)量約6 317萬t，推斷儲(chǔ)量約22 000萬t，適合建設(shè)大型采選工程項(xiàng)目。該鐵礦床系沉積變質(zhì)型的鞍山式鐵礦，礦體走向延長2 450 m，一般厚度為20～73 m，平均厚度為48.92 m，礦體傾角為65°～90°，從礦體形式上看，適合采用嗣后充填采礦法采礦。該鐵礦原礦全鐵品位大于30%，且以磁鐵礦為主，易于鐵礦物回收，產(chǎn)生尾礦量小。礦體直接圍巖以外圍巖為變粒巖、角閃巖、陽起石英片巖，皆為穩(wěn)固，抗風(fēng)化力強(qiáng)，尤其變粒巖堅(jiān)硬穩(wěn)固抗風(fēng)化力強(qiáng)。礦體內(nèi)和上下盤硬巖層內(nèi)皆適宜布置井巷及大型硐室工程。通過分析可知，該鐵礦床適宜建設(shè)地下選礦的采選聯(lián)合工程。

4.2 礦石結(jié)構(gòu)及礦物分析

礦石的主要類型有磁鐵石英巖，角閃(綠泥)磁鐵石英巖，假象赤鐵石英巖等。礦石構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造為主，同時(shí)發(fā)育揉皺狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。礦石的結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主，同時(shí)發(fā)育交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。假象赤鐵礦主要與磁鐵礦構(gòu)成連晶和混晶，少數(shù)呈單礦物產(chǎn)出。磁鐵礦的形態(tài)比較簡單，呈團(tuán)聚粒構(gòu)成鐵質(zhì)條帶或呈單粒產(chǎn)出。原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1，原礦鐵物相分析結(jié)果見表2。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

元素TFeFeOSiO2CaOMgO含量30.2617.2846.951.921.45元素Al2O3MnOSP燒失含量1.730.130.150.0662.25

表2 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

由表1、表2可知，原礦中的有用礦物主要是磁鐵礦，磁鐵礦中鐵占76.33%，硅酸鐵中鐵占16.85%，含量較高，其次是碳酸鐵中鐵占5.62%；礦石中主要雜質(zhì)為SiO2、Al2O3。

4.3 選礦試驗(yàn)

通過對(duì)該鐵礦的工藝礦物學(xué)研究，查明了鐵礦石工藝礦物學(xué)特性，根據(jù)不同磨礦粒度的磁選試驗(yàn)和磁場強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得了較好的選別指標(biāo)，試驗(yàn)推薦采用階段磨礦、單一磁選細(xì)篩選別工藝處理磁鐵礦。

4.4 試驗(yàn)評(píng)述

(1)該鐵礦礦石主要為磁鐵礦，且硫、磷有害雜質(zhì)含量較低，脈石成分單一，便于礦石的加工利用；礦石中可供選礦回收的鐵主要以磁鐵礦形式存在，占鐵礦物的76.33%。因此，采用單一磁選工藝回收鐵礦物是適合的。

(2)試驗(yàn)推薦的階段磨礦、階段選別、最終細(xì)篩檢查分級(jí)的單一磁選工藝流程是適合的，可作為此次設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。試驗(yàn)中對(duì)選礦試驗(yàn)礦樣的代表性和試驗(yàn)深度未有述及，建議具備條件后取代表性礦樣再進(jìn)行選礦試驗(yàn)。

4.5 選礦工藝設(shè)計(jì)

4.5.1 工藝流程的確定

(1)破碎、1段磨礦。由于該鐵礦選礦廠設(shè)置在地下，力求工藝流程最短、硐室數(shù)量最少是選礦設(shè)計(jì)的基本原則。目前，國內(nèi)處理鐵礦的破碎、磨礦工藝主要有3種，一是常規(guī)破碎、球磨工藝；二是粗碎、半自磨工藝；三是常規(guī)破碎、高壓輥磨工藝。

半自磨工藝優(yōu)點(diǎn)是給礦粒度大，工藝環(huán)節(jié)少，工藝簡單，減少設(shè)備臺(tái)數(shù)和生產(chǎn)崗位工人數(shù)量，降低建設(shè)投資，同時(shí)可減少破碎作業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。半自磨工藝在國外一直得到廣泛的應(yīng)用，近年來，國內(nèi)的昆鋼大紅山鐵礦、太鋼袁家村鐵礦、攀鋼白馬鐵礦、鞍鋼鞍千礦業(yè)等均采用了半自磨工藝。常規(guī)破碎、磨礦工藝和高壓輥磨工藝，雖然在選礦成本上有優(yōu)勢，但相對(duì)于半自磨，這2種工藝均存在工藝復(fù)雜、破碎篩分系統(tǒng)流程長，皮帶運(yùn)輸設(shè)施繁多，生產(chǎn)組織管理難度大，生產(chǎn)維護(hù)量大，粉塵污染嚴(yán)重，主體建構(gòu)筑物多、占地面積大、初期建設(shè)投資高等缺點(diǎn)。因此，為盡可能的簡化破碎流程、減少產(chǎn)塵作業(yè)、減少硐室數(shù)量，結(jié)合工程選礦廠布置在地下的特點(diǎn)，該設(shè)計(jì)確定采用粗碎、半自磨工藝更加合適。

(2)2段磨礦。半自磨排礦經(jīng)直線篩分級(jí)后，篩下產(chǎn)品粒度為-2.0 mm，為使礦物充分解離，需進(jìn)行再磨作業(yè)，再磨采用常規(guī)球磨還是立磨，進(jìn)行了研究分析。

首先，立磨作為超細(xì)磨磨礦設(shè)備，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使立磨在節(jié)能降耗方面優(yōu)勢明顯。隨著設(shè)備的大型化，技術(shù)的先進(jìn)化，立磨的給料粒度范圍和排料粒度范圍已越來越寬，給料粒度可達(dá)到-10 mm，排料粒度可達(dá)到1～200 μm。立磨設(shè)備已應(yīng)用在多個(gè)大型礦山，如攀鋼白馬鐵礦、鞍鋼關(guān)寶山鐵礦、河鋼廟溝鐵礦等。其次，立磨在較粗的給礦粒度條件下，排礦粒度仍可很細(xì)，且不易產(chǎn)生過磨現(xiàn)象，球磨機(jī)在這方面不具優(yōu)勢。通常情況下，如果給礦粒度較粗，而磨礦粒度較細(xì)，則需要采用2段球磨或3段球磨才能完成，否則容易產(chǎn)生過磨和處理能力下降，影響生產(chǎn)和選別。

該工程再磨磨礦給礦粒度為-2.0 mm (-0.074 mm 35%)，最終磨礦細(xì)度為-0.074 mm 95%，根據(jù)選礦試驗(yàn)和類似礦山實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)立磨和球磨進(jìn)行了選型對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 立磨和球磨選型結(jié)果對(duì)比

由表3可知，①在相同的給礦粒度和排礦粒度條件下，采用1段立磨即可滿足設(shè)計(jì)要求，而球磨則需要2段，立磨流程更短；②立磨裝機(jī)功率更小，節(jié)能效果明顯；③立磨機(jī)設(shè)備體積更小，可節(jié)省占地空間。針對(duì)該工程而言，立磨工藝流程短，更加適合本工程地下建廠的實(shí)際情況，因此設(shè)計(jì)確定2段磨礦采用立磨工藝。

(3)通過上述分析，確定的工藝流程見圖1。

圖1 選礦工藝設(shè)計(jì)流程

4.5.2 選礦硐室布置原則的確定

對(duì)于地下選礦廠而言，各工藝硐室的標(biāo)高設(shè)定不像地上選礦廠須受自然地坪標(biāo)高的限制，因此原則上各工藝硐室之間能實(shí)現(xiàn)礦漿自流，則應(yīng)考慮礦漿自流，以達(dá)到節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的目的，但為實(shí)現(xiàn)礦漿自流，各工藝硐室之間須有一定的高差，最終精礦和尾礦向上泵送高度增大，亦相應(yīng)增加了豎井和斜坡道的工程量。為深入研究2種布置形式的優(yōu)劣，設(shè)計(jì)從前期基建投資和后期運(yùn)營兩方面進(jìn)行了自流建廠與平面建廠2個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，對(duì)比結(jié)果見表4。

表4 自流建廠與平面建廠數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果

注:管道井、電梯井、斜坡道、巷道及大件道數(shù)量單位為m3；礦漿系統(tǒng)耗電、水系統(tǒng)耗電數(shù)量單位為萬kWh。

由表4可知，礦漿自流建廠方案比礦漿泵送建廠方案前期投資多800萬元，但后期運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省250萬元/a，差額投資回收期為3.2 a。自流建廠方案雖然增加了一定的前期投資，但工藝更加順暢，生產(chǎn)操作簡單，具有更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。因此，選礦硐室按礦漿自流布置更合理。

4.5.3 粗碎至半自磨給礦方式的確定

選礦廠建設(shè)在地下，最終精礦和最終尾礦均產(chǎn)于地下，最終精礦通過管道輸送至地表過濾，最終尾礦通過管道輸送至尾礦充填制備站，充填至采空區(qū)。因該工程與地面選礦廠的主要區(qū)別之一是最終精礦和最終尾礦是以礦漿形式向上運(yùn)輸，而不是向下運(yùn)輸，采用皮帶機(jī)向上提升礦石和采用管道向上輸送礦漿均能滿足向上輸送的要求，為確定哪種形式更節(jié)省能耗，進(jìn)行了比較分析。通過比較可知，采用皮帶機(jī)提升礦石單耗為4.17×10-3kWh/(t·m)，采用管道輸送礦漿提升礦石單耗為6.53×10-3kWh/(t·m)。

由于皮帶機(jī)有角度限制，皮帶機(jī)提升礦石省功費(fèi)距離，膠帶機(jī)巷道工程量會(huì)增加，但隨著高度的提高，地下斜坡道工程量及豎井高度均會(huì)減少，綜合考慮，設(shè)計(jì)對(duì)礦石提升進(jìn)行了2個(gè)方案的比較，以確定哪種給礦方式更合理。

方案Ⅰ：粗碎產(chǎn)品直接給皮帶機(jī)，先用皮帶機(jī)向上提升，再將礦石卸入半自磨磨前儲(chǔ)礦硐室，半自磨磨前儲(chǔ)礦硐室下部采用振動(dòng)給料機(jī)卸料，通過皮帶機(jī)給入半自磨，這種配置方式多了2個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，但硐室標(biāo)高抬高。

方案Ⅱ：粗碎產(chǎn)品直接進(jìn)下部溜井(作為半自磨磨前儲(chǔ)礦硐室)，溜井下部采用振動(dòng)給料機(jī)卸料，通過皮帶機(jī)給入半自磨，這種配置方式簡單，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)少，但硐室標(biāo)高下降。

方案Ⅰ和方案Ⅱ數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果見表5。

表5 方案Ⅰ和方案Ⅱ數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果

注：管道井、副井、斜坡道、皮帶道數(shù)量單位為m3；選礦耗電、精礦輸送耗電、尾礦輸送耗電、小計(jì)數(shù)量單位均為萬kWh。

由表5可知，方案Ⅱ較方案Ⅰ建設(shè)投資多591萬元，年經(jīng)營費(fèi)多20萬元。從技術(shù)上，方案Ⅰ還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可通過調(diào)整粗碎硐室和磨前儲(chǔ)礦硐室間膠帶機(jī)長度，來調(diào)整地下硐室在順向的位置，以便尋找最優(yōu)的巖石層。因此從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮，盡管選礦廠設(shè)置在地下，在半自磨前設(shè)置獨(dú)立的磨前儲(chǔ)礦硐室還是更加合理的。

4.5.4 大件運(yùn)輸尺寸和重量的確定

與地表建設(shè)選礦廠不同，地下選礦廠設(shè)計(jì)中要充分考慮大件的運(yùn)輸、下放和后期的維護(hù)更換，且在考慮大件的過程中，不僅要考慮整個(gè)選礦廠的運(yùn)輸大件，還要對(duì)各個(gè)不同硐室的大件給予考慮。通過對(duì)不同硐室不同設(shè)備的分析，選礦主要設(shè)備大件部位和確定原則見表6。

通過選擇合理的選礦設(shè)備，確定合理的大件尺寸，可有效降低設(shè)備井和斜坡道的斷面尺寸，減少基建工程量，同時(shí)可減小硐室內(nèi)起重機(jī)規(guī)格，減少設(shè)備投資，對(duì)設(shè)備大件的深入了解和研究對(duì)地下選礦廠建設(shè)具有非常重要的意義。

表6 選礦主要設(shè)備大件部位和確定原則

4.5.5 地下選礦硐室事故排放方式的確定

除設(shè)備大件外，地下選礦工藝設(shè)計(jì)另一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題是硐室內(nèi)的事故排放，與地表建選礦廠不同，地下選礦廠硐室呈高低錯(cuò)落布置，且硐室與硐室之間通過管道通廊和斜坡道聯(lián)通，一旦某個(gè)硐室發(fā)生事故，將對(duì)下游硐室產(chǎn)生直接影響。因此，地下硐室事故排放尤為重要。

經(jīng)分析研究，采用以下3種方案解決問題：①在硐室內(nèi)設(shè)置一定容積的礦漿事故池，礦漿事故池采用深-淺溢流堰式設(shè)計(jì)，深池內(nèi)可儲(chǔ)存一定容積的礦漿，當(dāng)?shù)V漿量較大時(shí)，深池內(nèi)上部礦漿流至淺池，淺池上部溢流水通過地溝流至斜坡道，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)后深池礦漿返回工藝流程；②硐室入口處斜坡道采用低于硐室最低標(biāo)高設(shè)計(jì)，這樣既可保證各個(gè)硐室事故礦漿可流到外部斜坡道，又可保證斜坡道內(nèi)水不倒灌硐室；③在整個(gè)選礦廠最底點(diǎn)設(shè)置單獨(dú)礦漿事故池，此事故池容積可滿足全廠停產(chǎn)時(shí)整個(gè)工藝流程管路及設(shè)備內(nèi)礦漿的排放，也可滿足廠內(nèi)單個(gè)最大容量設(shè)備的礦漿排放(停車檢修)。

4.6 工程主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

(1)選礦廠規(guī)模為大型，采用粗碎—半自磨工藝，可降低建設(shè)費(fèi)用，節(jié)省管理成本。

(2)破碎機(jī)和立磨機(jī)選用進(jìn)口、高效、節(jié)能大型設(shè)備，其他設(shè)備采用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本。

(3)設(shè)計(jì)采用粗碎—半自磨—濕式預(yù)選—立磨—弱磁選的階段磨礦階段選別工藝，實(shí)現(xiàn)“能拋早拋、能收早收”的原則，減少后續(xù)工藝的給礦量，達(dá)到了節(jié)能的目的。

(4)采用半自磨工藝和立磨工藝，縮短選別工藝流程，減少物料輸送環(huán)節(jié)及硐室數(shù)量，更適合地下建設(shè)選礦廠的特點(diǎn)。

(5)根據(jù)礦漿自流建廠，減少泵送環(huán)節(jié)，節(jié)省能耗和后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

(6)半自磨磨礦前設(shè)置獨(dú)立的磨前儲(chǔ)礦硐室，降低物料下降高度，節(jié)能效果顯著。

(7)生產(chǎn)的鐵精礦采用管道輸送至地表過濾，鐵尾礦濃縮后充填至采空區(qū)，縮短了尾礦的向上運(yùn)輸距離，節(jié)能效果顯著。

(8)充分考慮地下選礦廠的大件尺寸和大件運(yùn)輸方式，優(yōu)化地下總圖及井筒設(shè)計(jì)，減少基建投資。

(9)選礦廠建設(shè)在地下，節(jié)約了地表占地、減少了環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。

5 結(jié) 語

(1)對(duì)于地下建設(shè)的選礦廠應(yīng)在滿足工藝設(shè)計(jì)的前提下，使工藝流程最短，地下硐室數(shù)量最少，設(shè)備布置最緊湊。

(2)方案比較是選礦設(shè)計(jì)的重要手段，通過多方案比較，可優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到減少基建投資和節(jié)能降耗的目的。

(3)受巖石力學(xué)性質(zhì)的影響，硐室與硐室的間距不是固定不變的，還要根據(jù)對(duì)廠址巖石力學(xué)的深入研究進(jìn)行不斷調(diào)整。

(4)設(shè)計(jì)中不同粒度和濃度的礦漿，自流坡度不同，應(yīng)對(duì)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要自流輸送的礦漿開展最小自流坡度的試驗(yàn)研究，對(duì)節(jié)省高差具有重要意義。

(5)地下選礦廠的建設(shè)，應(yīng)以較高的自動(dòng)化控制水平作為保障，通過統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控實(shí)現(xiàn)地下選礦的安全、可靠、無人化生產(chǎn)。

(6)地下選礦廠建設(shè)是一項(xiàng)非常系統(tǒng)且復(fù)雜的工程，除上述內(nèi)容外，地下選礦硐室的通風(fēng)、防火、防潮、巖石穩(wěn)定性分析、地?zé)崽幚?、除塵降噪等均是影響地下選礦廠建設(shè)的關(guān)鍵因素，該工程的建設(shè)將對(duì)深度礦床的地下選礦廠建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

[1] 邵安林.礦產(chǎn)資源開發(fā)地下采選一體化系統(tǒng)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[2] 苑占永，孫豁然，李少輝，等.地下采選一體化系統(tǒng)采充平衡臨界品位研究[J].金屬礦山，2011(3)：27-30.

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2015-06-19)

陸歡歡(1984—)，男，工程師，066004 河北省秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)龍海道71號(hào)。