明溜槽在強烈地形切割地區(qū)的應(yīng)用

王 洋，張 琪，趙明生，劉海衛(wèi)，4

(1.河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院， 河北石家莊 050051；2.中化泉州石化有限公司控制部，福建泉州市 362103；3.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550002；4.冀東發(fā)展集團河北礦山工程有限公司， 河北石家莊 050057)

明溜槽在強烈地形切割地區(qū)的應(yīng)用

王 洋1，張 琪2，趙明生3，劉海衛(wèi)1，4

(1.河北省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院， 河北石家莊 050051；2.中化泉州石化有限公司控制部，福建泉州市 362103；3.貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州貴陽 550002；4.冀東發(fā)展集團河北礦山工程有限公司， 河北石家莊 050057)

根據(jù)礦體賦存的地質(zhì)地形條件，選擇合理的開拓運輸方式，是礦山開采的一個重要環(huán)節(jié)。針對陜西省涇陽縣某骨料建材園礦區(qū)的復(fù)雜地勢，確定礦山采用公路—膠帶輸送機—溜槽—膠帶輸送機聯(lián)合開拓運輸方式。溜槽方案工程量小，基建投資較低，運行安全可靠。

開拓運輸方式；溜槽；強烈地形切割；露天開采

0 引 言

陜西省涇陽縣某建材有限責(zé)任公司擬在涇陽縣渭北旱腰帶地區(qū)投資建廠，公司以建設(shè)住宅工廠化部品生產(chǎn)線為核心，配套建設(shè)骨料建材園，從而提高建材產(chǎn)品的市場競爭力。

骨料礦山位于渭北黃土高原南緣與關(guān)中盆地接壤處，海拔961.5～1210m，相對高差248.5m，屬低中山地貌，地形切割強烈。礦體為碳酸鹽巖，為較堅硬巖石，巖體結(jié)構(gòu)較均一，巖石力學(xué)強度高，抗風(fēng)化能力強，穩(wěn)定性良好。

1 骨料生產(chǎn)線方案

骨料建材園建設(shè)在礦山附近山腳下，距離礦山2.3 km，生產(chǎn)能力300萬t/a。考慮到建設(shè)區(qū)地形起伏多變，既保證生產(chǎn)能力，又節(jié)約成本地將礦石運往骨料建材園是建設(shè)方案討論的重點。

礦區(qū)溝谷發(fā)育，整體地貌呈“雞爪”形，采場作業(yè)面變動頻繁。經(jīng)過多次論證，礦山擬采用公路—膠帶輸送機—溜槽—膠帶輸送機聯(lián)合開拓運輸方式。

汽車運輸機動靈活，又可設(shè)多出入口進行分散運輸，有利于強化開采，提高露天礦生產(chǎn)能力，對于開采地形復(fù)雜的礦山適應(yīng)性更強。所以，礦山采用公路開拓運輸方式。

骨料園區(qū)與礦區(qū)高差較大，最高達400m，方案整體采用膠帶輸送機運輸。一級破碎系統(tǒng)布置在礦區(qū)300m外，破碎后的礦石粒度＜70mm。礦石破碎后經(jīng)膠帶機運輸至溜槽，利用其自重向下溜放，可減少運輸設(shè)備和運輸線路工程量，降低成本；膠帶機生產(chǎn)能力大，經(jīng)濟效果好。

礦石經(jīng)溜槽落入緩沖堆場，在堆場的底部設(shè)有2個卸料漏斗，分別布置有1臺板喂機，礦石經(jīng)卸料漏斗、板喂機，由膠帶機運輸至骨料建材園。卸料漏斗和板喂機位于地坑內(nèi)，采用棒條閥控制漏料，入料口尺寸大于5倍的礦石粒度，以確保不會發(fā)生堵料。骨料生產(chǎn)線布置見圖1。

圖1 骨料生產(chǎn)線布置

2 溜槽運輸系統(tǒng)方案

2.1 溜槽工藝

一破后皮帶運輸經(jīng)過一處天然溝谷，高差約100m，山坡自然坡角51°，溝谷出口方向正對骨料園區(qū)，整體呈深“凹”字形發(fā)育，骨料建材園仍然在溝谷底部標高之下，平面距離約1 km。

設(shè)計充分利用這一地勢優(yōu)勢，在溝谷的一側(cè)挖明溜槽，清理溝谷底部作為料石溜下的緩沖堆場，四周山體屏障可作為天然擋墻，既約束了礦石溜下的軌跡，又避免石塊彈出溜槽。溜槽在使用中時，禁止人員和設(shè)備進入。

溜槽主要參數(shù):

(1)本溜槽為磨損型溜槽，溜放塊度小于70mm的石灰?guī)r礦石，存在一定量細料和粉礦，粘性大；

(2)溜槽穿過的巖層為堅硬、穩(wěn)定的石灰?guī)r，底板坡度65°；

(3)溜槽上部采用膠帶機卸礦，膠帶機帶面寬1m，依據(jù)礦石塊度、卸礦方式及卸礦設(shè)備尺寸，確定采用上寬下窄的倒梯形斷面，底寬6m，兩側(cè)邊坡角75°。溜槽斷面在橫向槽底和兩幫間可做成圓弧形，見圖2(b)；

(4)溜槽的深度是以保證礦石不至從溜槽內(nèi)跳出為原則，由于礦石在溜槽內(nèi)滾動速度是越到下部越大，因此，溜槽的深度也是越到下部越深，起始點處深3m，下部最大深度8.6m；

(5)溜槽的落差不宜過大，因溜槽落差與其斜長成正比關(guān)系，溜槽斜長越長，暴露在地表的匯水面積越大，大量雨水匯入槽內(nèi)會給礦石的溜放及生產(chǎn)管理帶來困難。本溜槽落差68m，斜長48m(不包括緩沖堆場)；

(6)溜槽＋緩沖堆場工程量6.3萬m3，溜槽運輸系統(tǒng)見圖2。

2.2 緩沖堆場

緩沖堆場作為礦石臨時存放場地，面積不宜過大，一是控制工程量，二是緩沖堆場底部卸料呈“V”型漏斗卸料，且入料口尺寸有限，極易在入料口周圍形成三角形死料，過大的場地面積會形成大量的死料，不易清理，也不利于場地利用和后期管理維護。根據(jù)礦石下落速度和存料要求，以縱向20m，橫向10m為宜。

溜槽下部施工成直壁形，垂高25m，以控制溜下的礦石落料位置，緩沖堆場位于山谷底部，地表被第四系沖積層覆蓋，當(dāng)堆場側(cè)壁達到20m時，容易發(fā)生坍塌，可用大塊巖石巖側(cè)壁堆積在坡腳，防止第四系覆蓋層塌落混入石料。

2.3 溜槽工程施工安全措施

溜槽施工采用中深孔爆破與光面爆破法聯(lián)合施工，連續(xù)不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，光面孔起爆滯后于前排正常深孔爆破，2次爆破形成1個臺階小溜槽。施工時應(yīng)注意以下安全措施:

圖2 溜槽運輸系統(tǒng)

(1)采取由下至上逐臺階形成溜槽的施工順序；

(2)施工前清除坡面的浮石、平整作業(yè)平臺，作業(yè)人員穿戴好個人勞保用品(安全帽等)；

(3)施工作業(yè)點上下部區(qū)域不得進行其他作業(yè)；

(4)在坡面根底部設(shè)置鋼絲繩安全攔網(wǎng)，鋼繩直徑不小于6mm，網(wǎng)度不大于5 cm，攔網(wǎng)設(shè)置高度不小于2.5m；

(5)溜槽爆破時必須做好爆破警戒工作，撤離人員及設(shè)備至安全地點；

(6)施工作業(yè)白天進行，避免夜晚施工，必須夜間作業(yè)時，應(yīng)在溜槽施工作業(yè)點設(shè)置良好的照明。

2.4 溜槽運行安全防護措施

對溜槽運輸方案，滾石傷害是其突出危險因素。為了降低滾石危害，在溜槽兩側(cè)巖幫上修安全平臺截擋上部滾石，溜槽底板與各階坡底線之間的深部不小于5m。

粉塵危害主要存在于溜槽放礦環(huán)節(jié)和堆場底部卸料環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)機械化程度較高，溜槽上部采用膠帶機卸礦，底部緩沖堆場設(shè)有2個卸料漏斗，分別布置有1臺板喂機，由棒條閥控制，溜槽作業(yè)場地?zé)o人員、設(shè)備。底部卸料系統(tǒng)位于地坑中，卸料點由袋式收塵器除塵，排氣標準20mg/m3，安全可靠。

3 結(jié) 論

當(dāng)山坡自然傾角及高差都很大時，可以采用明溜槽運輸方案，以充分利用有利地形，達到最佳的經(jīng)濟效果。此方案的特點是工程量小，基建投資較低，運行安全可靠，維護和生產(chǎn)費用低。溜槽底部的緩沖堆場可以緩解礦石下落的沖力負荷，同時具有一定的貯礦能力。溜槽坡腳以上20m削成垂直狀，增加了礦石的貯存量。

[1]張國濤.新編礦山采礦設(shè)計手冊－井巷工程卷(上冊)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007:567-569.

[2]王運敏.現(xiàn)代采礦手冊[M].冶金工業(yè)出版社，2012:119-120.

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[4]李寶祥.金屬礦床露天開采[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1992 (5).

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2015-04-23)

王 洋(1983－)，女，山西運城人，漢族，工程師，碩士研究生，主要從事礦山工程及安全技術(shù)研究，Email: 946340160＠163.com。