李成斌 楊 闖 王寶文

(河鋼集團礦業(yè)公司，河北 唐山 063700)

0 引言

采用箕斗提升的井筒，在裝載過程中以及地下水流入井底水窩時，都有不同程度的粉礦落入井底，需要經常清理回收這些粉礦。否則，不僅損失礦石，而且會影響生產的正常進行。因此采用箕斗提升的礦井，必須設置粉礦回收設施[1]。

粉礦撒落主要由箕斗與井壁存在一系列間隙，造成粉礦無法準確落入井筒內，另外過量裝載、重裝及誤操作也可造成撒礦。粉礦撒落量的大小涉及的因素如下：礦石粉末含量、濕度、塊度、計量裝置和箕斗型式規(guī)格及配置等，生產管理的好壞將對粉礦撒落量起決定性作用[2]。一般情況下，采用翻斗式箕斗，粉礦量為提升物料的1%～2%；采用底卸式箕斗，粉礦量為提升物料的0.3%～0.6%。

1 工程概況

某地下礦山是一在建大型鐵礦山,設計生產能力500 萬t/a年,采用豎井-斜坡道聯合開拓方式，設立主井、副井、進風井、回風井及斜坡道，該礦山采用井下初破方式，主運輸水平為-425 m水平，破碎水平為-485 m水平，皮帶運輸水平為-525 m水平，粉礦回收水平為-585 m水平。主井地表為井塔樓結構，并設置了儲礦倉，井塔樓下部通過皮帶運輸，將礦石運至中細碎車間。

粉礦回收過程：箕斗撒落的粉礦落入主井底部，堆積在主井-585 m馬頭門及粉礦回收巷道內，采用電動裝巖機將粉礦裝入1.2 m3礦車，粉礦運輸車沿粉礦回收巷道運至副井，由副井提升至-425 m水平，通過-425 m運輸巷卸入粉礦溜井，再經過破碎系統(tǒng)，由主井箕斗提至地表礦倉。該鐵礦設計采用底卸式箕斗礦巖混合提升，年提升礦石量為500 萬t, 巖石量為50 萬t,按粉礦粉礦量為提升物料的0.5%計算，該礦年產生粉礦量為2.75 萬t。

2 粉礦回收系施工圖統(tǒng)優(yōu)化

2.1 -425 m水平粉礦回收運輸線路優(yōu)化

2.1.1 原設計方案及存在的問題

-425 m水平粉礦運輸巷采用環(huán)形運輸方式，巷道與副井車場相連接，粉礦通過副井提升至-425 m水平經副井左側車場進入粉礦回收巷，運至粉礦卸載硐室，卸載后，空車通過粉礦運輸巷進入副井右側車場，最終回到副井罐籠。設計粉礦運輸巷長297 m,斷面9.04 m2，-425 m水平粉礦運距為476 m。粉礦運輸巷路由如圖1。

1-粉礦運輸巷；2-粉礦卸載硐室；3-礦石卸載硐室溜井；4-溜井；5-人行回風天井；6-主井；7-副井。

在原粉礦運輸巷設計中，粉礦運輸的線路與副井運輸人員、材料的運輸線路重疊較多，特別是副井右側的車場，副井右側車場為井下運送人員和材料的主要通道，若采用原設計，粉礦運輸與人員、材料運輸相互影響較大，管理不便；施工副井右側雙軌車場與粉礦運輸巷交叉點斷面較大，需要使用特殊的支護形式，投資較高；同時，原設計的粉礦運輸巷較長，既增加了前期的建設投資，也增加了后期的運營成本。

2.1.2 優(yōu)化方案

為加快主、副井車場的施工進度，縮短基建工程關鍵線路的工期，已施工一條-425 m水平副井至人行回風天井的聯絡道。具體優(yōu)化方案：考慮利用該聯絡道作為粉礦運輸巷的一部分，在副井左側形成一個小型的環(huán)形粉礦運輸巷。環(huán)形車場可以解決巷道的通風問題，可在副井車場進行一次折返后將礦車裝入罐籠。該方案粉礦運輸巷長139 m,斷面9.04 m2，-425 m水平粉礦運距為231 m。詳見圖2。

1-粉礦運輸巷；2-粉礦卸載硐室；3-溜井；4-礦石卸載硐室；5-人行回風天井；6-主井；7-措施巷；8-副井。

2.1.3 經濟效益

通過上述-425 m粉礦回收巷的設計優(yōu)化方案，可減少巷道工程量，節(jié)省投資工程投資。詳見表1。

表1 -425 m水平粉礦運輸巷工程量及投資對比

由表1可知，優(yōu)化后的方案較原設計方案巷道長度減少158 m,工程量減少1 428.4 m3，節(jié)省工程投資131.7 萬元。由于巷道長度減少，鋪軌長度減少158 m，節(jié)省鋪軌投資16.5萬元，共計節(jié)省投資148.2 萬元。

-425 m水平粉礦回收運輸線路優(yōu)化，可大幅度節(jié)省粉礦運輸的運距，經計算，原設計的-425 m水平的粉礦運距為476 m,優(yōu)化后-425 m水平的粉礦運距為231 m,運距縮短了245 m,降低了51%。通過優(yōu)化，可以提高粉礦回收的工作效率，縮短粉礦回收工作的工作時長，也降低了粉礦回收作業(yè)人員的工作強度。

2.2 粉礦卸礦硐室優(yōu)化

2.2.1 原設計方案及存在的問題

原設計中，粉礦卸載硐室與上部礦倉采用斜溜井連接，斜溜井為馬蹄形結構，長度為12.2 m,傾角為55°，掘進斷面7.8 m2，采用鋼筋+鋼軌支護形式。詳見圖3。

1-粉礦卸載硐室；2-卸礦坑中心線；3-主溜井中心線；4-主溜井；5-斜溜井；6-上部礦倉。

一般的斜溜井傾角應大于60°，且斜溜井具有長度大，礦石混動速度慢，對溜井底板，兩幫沖擊磨損較嚴重等問題。若礦石易結塊，還容易發(fā)生溜井堵塞。由于粉礦含水量大，且粒度較細，在卸載過程中經相互撞擊，容易結塊，造成溜井堵塞。所以采用55°斜溜井作為粉礦溜井的設計存在短板，且極難施工，可能影響后續(xù)生產。

2.2.2 優(yōu)化方案

本著工程不停，優(yōu)化不止的思路，為方便施工，計劃將卸礦硐室向北平移，直至卸載硐室的卸礦坑施工中心線與上部礦倉的施工中心線延長線重合，增設一條連接卸礦坑與上部礦倉的溜井，溜井為垂直溜井，長度為8.8 m,斷面為3.8 m2，采用噴砼支護，支護厚度100 mm(通過和施工單位了解，斷面為3.8 m2的溜井，可以采用噴砼支護，施工難度雖然較大，但較原始設計施工較容易)，如圖4所示。

1-粉礦卸載硐室；2-卸礦坑中心線；3-溜井；4-上部礦倉。

優(yōu)化后的方案，不僅降低了施工難度，節(jié)省了施工成本，同時也解決了原設計方案中卸礦時易造成溜井堵塞的難題。在施工進度、安全、工程投資及生產順行方面都比原設計方案具備一定的優(yōu)勢。

2.2.3 經濟效益

通過粉礦卸載硐室的設計優(yōu)化，可減少一定的溜井工程量，降低的基建工程投資，具體見表2。

表2 粉礦卸載硐室溜井工程量及投資對比

通過對比，優(yōu)化后的方案較原設計方案節(jié)省工程投資27.6萬元。

粉礦卸載硐室優(yōu)化，將原硐室與上部礦倉相連接的溜脖由傾斜形式優(yōu)化為垂直形式，優(yōu)化后的方案可以大幅降低溜勃堵塞情況的發(fā)生，保證生產順行。同時，采用斜溜脖連接時，在卸礦過程中粉礦將對礦倉一側產生沖擊，長時間將破壞礦倉，而采用垂直溜脖可以避免該情況的發(fā)生，降低后期礦倉的維護成本。

3 結語

1)通過對粉礦回收系統(tǒng)的設計優(yōu)化，利用已施工的措施工程，在保證重車卸礦時的順暢和效率

的前提下，優(yōu)化粉礦運輸線路，避免工程浪費，減少工程投資，降低運營成本。

2)根據粉礦含水量高，粒度較細，易結塊的特點，采用垂直溜井代替斜溜井，減少基建工程量，降低工程投資；減少粉礦溜井發(fā)生堵塞情況發(fā)生，為生產期間粉礦回收環(huán)節(jié)的順利運行奠定基礎。