皖南某铜矿深部开采提升方案的探讨

0　引言

皖南某矿位于江南的低山丘陵区，是安徽省“八五”计划的重点工程项目，于1990年10月开始筹建。一期工程于1991年9月开工建设，1994年7月完成并试车投产，1996年达到设计生产能力;1996年开始在一期工程基础上进行改扩建采选350t/d，二期工程1997年投产。

矿山经过一、二期的基本建设和生产流程技术改造，已完成辅助设施配套，达到11.55万t/a采选规模。为了更好地将该矿深部资源开采出来，本着“节省投资，快见效益”的原则，需要对深部开采提升方案进行比较、选择[1～2]。

1　矿山现有的开采方式

矿山采用竖井—盲斜井联合开拓，现有井筒为：

——主井。主井为罐笼竖井，位于矿床下盘22#勘探线附近，井口标高125.7 m，井底-157.2 m，井筒净Φ4.5 m，配置德国进口的Φ3m单绳双卷筒提升机，采用5#单层罐笼带平衡锤提升，配套电机功率400 kW，提升速度5.6 m/s；井底受矿中段标高-150 m。井筒内设提升间、梯子间及管缆间。该井除担负全矿的矿石提升外，还担负全矿人员、废石、材料、设备及零部件等全部辅助提升；并作为坑下敷设风、水、电及排水管线的主要通道；也作为全矿的进风井和主要安全出口。

1）采用奖励制度，调动安保人员的积极性。政府进一步加大对于社会治安经费投入，提高安保队员、治安人员的工资福利待遇，完备治安人员的安保配备器械设施。

概念图模型的建立能够帮助学生快速理清各概念之间的联系，特别有利于联系前后章节，建立大单元学习背景，在整体教育思想的指导下，高瞻远瞩地看问题。

目前，-250 m水平以下的东矿带的D级铜硫矿石488 343 t，铜金属量为4 377 t，平均品位0.896%；硫金属量为82 036 t，平均品位16.8%。3号、15号矿体的D级硫矿石量679 629 t，平均品位20.77%。

2　方案的探讨

从技术上比较，主井+盲斜井延伸联合提升方案、主井+盲竖井联合提升方案、新主井提升方案和主井延伸提升方案在技术均是可行的。由表1可看出，主井+盲斜井延伸联合方案工程投资以及总费用最小。

优点：1)工程投资最小；2)工程费用最小；3)工期短。缺点：1)二次提升一次转运，管理较复杂；2)年经营费用最大；3)钢丝绳易磨损，维修费用高；4)在施工期间影响生产。

——方案二：主井+盲竖井联合提升方案。在主井提升系统的基础上，拟定在25线矿体移动界线安全距离外掘盲竖井至-353 m，-150 m中段以下的矿、废石均由盲主井提到-150 m，由1.5t电机车牵引到原主井井底车场，最后由主井提升地表。井筒为三格方井，4 300×2 200(净)，砼厚250～300 mm，内配置1 800×1 800单层双罐，φ配套1.6m双筒卷扬。井筒内设提升间、梯子间及管缆间。该井除担负全矿的矿石提升外，还担负全矿人员、废石、材料、设备及零部件等全部辅助提升；并作为坑下敷设风、水、电及排水管线的主要通道；也作为全矿的进风井和主要安全出口。盲竖井井口以下按50 m高度设置中段，分别为-200、-250、-300、-350 m四个中段。生产规模为350 t/d。

——方案四：原主井延伸方案。将原主井井筒由-157 m延伸至-376 m，井筒净规格与原井筒相同。更换原有的提升设备、井架等设施，配置多绳摩擦提升机，采用5#单罐带平衡锤提升，井底受矿中段标高-350 m。井筒内设提升间、梯子间及管缆间。该井除担负全矿的矿石提升外，还担负全矿人员、废石、材料、设备及零部件等全部辅助提升；并作为坑下敷设风、水、电及排水管线的主要通道；也作为全矿的进风井和主要安全出口。主井-150 m以下按50 m高度新设置中段，分别为-200、-250、-300、-350 m四个中段。生产规模为350 t/d。

优点：1)竖井提升较可靠；2)一次提升，不需要转运，管理较简单；3)在基建期间不影响生产；4)年经营费比一、二方案少；5)有独立的提升运输等生产系统。缺点：1)工程投资最大；2)总费用最大。

——方案三：新主井提升方案。在原主井正南方30m处由地表建设一新主井至-350 m，井口标高125.7 m，井底-376 m，井筒净Φ4.5 m，配置多绳摩擦提升机，采用5#单罐带平衡锤提升，配套电机功率400 kW，提升速度5.6 m/s；井底受矿中段标高-350 m。井筒内设提升间、梯子间及管缆间。该井除担负全矿的矿石提升外，还担负全矿人员、废石、材料、设备及零部件等全部辅助提升；并作为坑下敷设风、水、电及排水管线的主要通道；也作为全矿的进风井和主要安全出口。主井井口以下按50 m高度设置中段，分别为0、-50、-100、-150、-200、-250、-300、-350 m八个中段。生产规模为350 t/d。

优点：1)竖井提升较可靠；2)施工周期短；3)年经营费用比方案一低；4)在基建中对矿山生产影响较小。缺点：1)二次提升一次转运，管理较复杂；2)工程总投资比方案一大，总费用也比方案一大。

人才梯队是根据企业的增长来匹配的，只能提前一点点，不能提前很多，提前很多会造成浪费。但一定要有梯队，因为没有梯队，后面的机制是会失灵的。没有梯队，机制会失灵；没有评价，机制会死机；没有选择，组织会板结。这三点非常重要。

但是，对于出现波磨的钢轨而言，其波长基本在150 mm以内，在加速和制动段因磨耗较严重而产生的短波波磨波长最短甚至可以在20 mm以内。可以看出，此时L和a基本处于同一数量级，相应的k值会下降到小于10的范围内，此时车辆就会处于非常严重的非稳态状态，基于稳态假设的轮轨接触理论分析方法将不再适用。

更换现有的提升设备，对现有井筒设施进行改造，对现有的井塔更换为新的井架，并且在破坏岩柱和安装期间，将停产半年时间，经济损失500万元。

——盲斜井。盲斜井井口标高-150 m，井底标高-250 m，斜井倾角为25°，斜井井筒的净断面积为7.17 m2(3000×2700，三心拱)，盲斜井配置Φ1.6 m单卷筒提升机，提升方式为单钩串车提升，配套电机115 kW，提升速度3.34m/s。

250 m水平以下的东矿带的D级铜硫矿石488 343 t， 硫金属量为82 036 t，硫平均品位16.8%。3号、15号矿体的D级硫矿石量679 629 t，硫平均品位20.77%，资源储量级别D，资源储量116.8万t，利用盲斜井延伸提升矿石完全可满足350t/a的生产规模。

3　技术经济分析

对以上方案进行技术经济比较，详见表1。

在安全设计阶段，通常要根据气体不同的性质，在场所中设置相应的气体浓度报警仪。一旦发生泄漏，现场气体浓度报警仪将立即启动声光预警，有效缩短应急时间。同时，针对涉氨和易燃气体的场所，应设置用于消防灭火和液氨泄漏稀释吸收的消防喷淋系统，并与场所内气体泄漏报警仪联锁。当局部气体浓度达到安全预警值时，气体泄漏报警仪发出声光报警的同时，联锁自动喷淋控制阀开启，消防水通过管道和喷淋头喷洒水雾，有效吸收氨气和灭火，避免突发情况下事故进一步扩大。

 

表1　 深部开采提升方案比较表

  

序号工程项目单位主井+盲斜井延伸联合提升方案主井+盲竖井联合提升方案新主井提升方案原主井延伸方案一工程量1井筒m/m3237/2449 砼:611m3203/2785 砼:865m3501.7/10249 砼:2270m3219/4474 砼:991m32平巷m/m3820/5740 砼:1522m3850/6520 砼:1777m31800/12600砼:3341m32000/14000砼:3712m33提升过卷段及绳道m/m342.1/435 砼:85.9m34卷扬硐室m310.4/615.3 砼:133m3小计m/m31057/8189 砼:2132m31105.5/10055 砼:2861m32301.7/22849砼:5611m32219/18474砼:4703m3

续表

  

序号工程项目单位主井+盲斜井延伸联合提升方案主井+盲竖井联合提升方案新主井提升方案原主井延伸方案二工程投资万元1井巷工程万元568.64760.151552.411102.662土建工程万元35353井筒设备万元2281.2200.481.24井筒改造万元105设备安装万元243.23596596小计万元590.641084.582383.811824.86三年经费万元175.99163.75139.05139.05电费万元95.6985.12105.5105.5修理费万元22.5520.8833.5533.55二次转运费万元57.7557.75四年经营净现值i=10%,5年万元1074.42999.70848.90848.90五总费用万元1665.062084.283232.712673.76

——方案一：主井+盲斜井延伸联合开拓方案。在主井+盲斜井提升系统的基础上，将原盲斜井井筒由-250 m水平延伸至-350 m水平，井筒规格和倾角与原来相同，-250、-350 m中段与斜井筒以架桥方式相连接。矿石、废石采用串车提至-150 m，由1.5t电机车牵引到原主井井底车场，最后由主井提升地表。生产规模为350 t/d。

优点：1)竖井提升较可靠；2)一次提升，不需要转运，管理较简单；3)年经营费比一、二方案少。缺点：1)工程投资较大；2)总费用较大；3)在基建期间停产半年时间。

尽管在盲斜井延伸施工过程中，对正常生产产生一定的影响，但可通过加强生产调度管理，合理安排生产采场，可以将生产的影响降低到最低程度。通过从技术经济上进行综合比较，推荐主井+盲斜井延伸联合提升方案为最佳方案。

1985年前，美国的天然气运营模式是生产商把天然气销售给管道运输公司，管道运输公司则销售给地方输配公司，再经地方输配公司把天然气销售给最终用户。天然气的销售价格由联邦政府控制，经地方输配公司销售给最终用户的价格由地方政府机构控制。管理机构几乎控制着天然气工业的各部分。国家不仅对具有自然垄断特性的管道输送部分进行管理，还对天然气工业的竞争部分进行管理（例如生产和批发供应）。国家的严格管理使天然气公司承受了很大的压力，也使天然气价格和消费部分处于畸形发展之中。对天然气生产商的过度管理导致20世纪70年代美国天然气供应缺乏。该工业结构封闭式地运作自然形成垄断，引发之后天然气工业结构的调整。

4　 结语

从技术角度出发，在矿山原有的开拓方式等条件下，提出了4种不同的提升方式，即为主井+盲斜井延伸联合提升方案、主井+盲竖井联合提升方案、新主井提升方案和主井延伸提升方案。经分析各种提升方式的优缺点，并经过进一步的工程经济分析及论证，推荐主井+盲斜井延伸联合提升方案为矿山未来的最佳开拓提升方案。

参考文献：

[1] 王运敏.现代采矿手册[M].北京：冶金工业出版社,2011.

美国粮食产量约占世界总产量的1/5，是世界上第一大农作物生产和产品出口国。玉米产量世界第一位，占世界总产量比重的42.6%，出口量占世界总出口量比重的64.5%；大豆产量世界第一位，占世界总产量比重的32.0%，出口量占世界总出口量比重的39.4%；大米产量世界第十二位，占世界总产量比重的1.5%，出口量占世界总出口量比重的9.7%；棉花产量世界第三位，占世界总产量比重的17.7%，出口量占世界总出口量比重的34.9%；粗粮和油籽出口量分别占世界同类产品出口总额的45.7%和37.6%。

[2] 解世俊.金属矿床地下开采[M].北京：冶金工业出版社,2005.