金屬地下礦山有軌運(yùn)輸頂部裝礦技術(shù)研究與應(yīng)用

羅業(yè)民，蔣文利，吳永強(qiáng), 王寶文，李成斌，楊 闖

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金屬地下礦山有軌運(yùn)輸頂部裝礦技術(shù)研究與應(yīng)用

羅業(yè)民，蔣文利，吳永強(qiáng), 王寶文，李成斌，楊 闖

(河鋼集團(tuán)灤縣常峪鐵礦有限公司，河北 灤縣 063700)

對(duì)金屬地下礦山有軌運(yùn)輸裝礦方式進(jìn)行了研究，提出了地下礦山有軌運(yùn)輸頂部裝礦新型應(yīng)用技術(shù)，并從裝礦工藝、工程結(jié)構(gòu)、工程經(jīng)濟(jì)等方面分析研究了頂部裝礦技術(shù)，確定了頂部裝礦基本工藝參數(shù)，解決了有軌運(yùn)輸系統(tǒng)不連續(xù)裝礦問題，工程實(shí)踐中提高裝礦效率20%以上，降低裝礦成本3%以上，驗(yàn)證了頂部裝礦技術(shù)的可行性及經(jīng)濟(jì)合理性。

頂部裝礦；有軌運(yùn)輸；連續(xù)裝礦；金屬地下礦山

目前，金屬地下礦山有軌運(yùn)輸普遍采用側(cè)部裝礦方式，即采區(qū)溜井靠近運(yùn)輸巷道側(cè)幫，在運(yùn)輸巷道側(cè)幫施工與采區(qū)溜井底部礦倉相通的給礦機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)并安裝振動(dòng)給礦機(jī)，采區(qū)溜井中的礦石經(jīng)給礦機(jī)裝入列車車廂內(nèi)。裝礦時(shí)列車停止，一節(jié)車廂裝滿后列車啟動(dòng)行駛至下一節(jié)車廂裝礦位置停車，給礦機(jī)開始裝車，如此重復(fù)直至整列車裝滿為止，裝滿一節(jié)車廂機(jī)車需至少啟停兩次[1]。側(cè)部裝礦方式的缺點(diǎn)是裝礦時(shí)需頻繁的啟車與停車，操作管理較復(fù)雜，裝車時(shí)間較長，裝礦效率相對(duì)較低。為克服裝礦時(shí)頻繁的啟車與停車，簡化操作程序，提高裝礦效率，降低運(yùn)行成本，研究頂部裝礦方式很有意義。

1 頂部裝礦工藝

采區(qū)礦石溜井位于運(yùn)輸巷道頂部，在運(yùn)輸巷道頂部施工與溜井底部礦倉相通的設(shè)備基礎(chǔ)并安裝給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)，溜井中的礦石經(jīng)給礦閘門或給礦機(jī)裝入列車車廂內(nèi)。裝礦時(shí)列車以較低的速度勻速移動(dòng)，給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)連續(xù)給礦，直至一列車裝完后給礦閘門或給礦機(jī)停止給礦。

1.1 工程結(jié)構(gòu)

頂部裝礦系統(tǒng)位于運(yùn)輸巷道的頂部，要求給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)臺(tái)板與礦車橫向垂直，其中心位于礦車軸線上。頂部裝礦系統(tǒng)的主要構(gòu)成有：礦石溜井下部礦倉、給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)基礎(chǔ)、給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)、給礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)檢修平臺(tái)等。頂部裝礦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)

頂部裝礦系統(tǒng)放礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)給礦口距電機(jī)車頂面不小于300 mm，距礦車車廂上沿的距離宜為300～350 mm。

為降低給礦口卡堵概率，給礦機(jī)給礦口寬度與物料粒度之比不宜小于2.5[2]。當(dāng)給礦口寬度與物料粒度之比不小于2.5時(shí)，給礦裝置可選用放礦閘門或振動(dòng)給礦機(jī)，宜優(yōu)先選用放礦閘門；當(dāng)給料口寬度與物料粒度之比小于2.5時(shí)，應(yīng)選用振動(dòng)給礦機(jī)給礦[3]。

2 應(yīng)用效果分析

頂部裝礦技術(shù)以司家營某金屬地下礦山為工程實(shí)例進(jìn)行了實(shí)施與應(yīng)用，取得了較好效果。該礦年產(chǎn)鐵礦石500萬t，井下有軌運(yùn)輸系統(tǒng)原設(shè)計(jì)采用側(cè)部裝礦方式，選用1.2 m×2的雙臺(tái)板振動(dòng)給礦機(jī)，功率為13 kW，技術(shù)生產(chǎn)能力為1500 t/h。該礦運(yùn)輸?shù)V車車廂容積為10 m3，一列車共10節(jié)車廂，裝滿系數(shù)為0.85時(shí)，一列車的載運(yùn)能力為187 t。

2.1 裝礦效率比較

側(cè)部裝礦給礦機(jī)裝滿一列車的時(shí)間1=187÷1500= 7.48 min，裝滿一節(jié)車廂的移車時(shí)間2= 0.5 min。一列車總裝車時(shí)間=1+92=11.98 min。

頂部裝礦給礦機(jī)給礦口寬度選取1.8 m，給礦機(jī)技術(shù)生產(chǎn)能力為1300 t/h[4]，裝滿一節(jié)車廂的時(shí)間1=187÷10÷1300=0.863 min，給礦機(jī)在車廂間的停頓時(shí)間2= 0.07 min。一列車總裝車時(shí)間=101+92=9.26 min。

明顯可以看出，頂部裝礦方式裝礦效率比該礦原設(shè)計(jì)選用的側(cè)部裝礦方式效率要高。

2.2 運(yùn)行成本比較

兩種裝礦形式設(shè)備參數(shù)見表1[5]，兩種裝礦形式運(yùn)行成本見表2。

表2表明，該礦頂部裝礦單位成本比側(cè)部裝礦單位成本要低。

表1 兩種裝礦形式設(shè)備運(yùn)行參數(shù)

表2 兩種裝礦形式運(yùn)行成本比較

3 結(jié) 論

(1) 頂部裝礦技術(shù)是井下有軌運(yùn)輸裝礦系統(tǒng)的另一種形式，也是一種新的應(yīng)用技術(shù)，它解決了傳統(tǒng)側(cè)部裝礦不能連續(xù)裝礦的問題，該技術(shù)已在司家營某金屬地下礦山進(jìn)行了實(shí)施與應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用 效果。

(2) 從應(yīng)用實(shí)例看，相比側(cè)部裝礦方式，頂部裝礦方式裝礦效率高出20%以上，而裝礦噸礦成本低3%以上。

[1] 王 青,任鳳玉.采礦學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2012.

[2] 陳志興.振動(dòng)放礦機(jī)放礦能力不足與臺(tái)板板結(jié)的解決對(duì)策[J].現(xiàn)代礦業(yè),2018(4):31?33.

[3] 趙 衛(wèi).4850×1500×2雙臺(tái)板振動(dòng)放礦機(jī)的改進(jìn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2018(5):51?55.

[4] 王純勇.振動(dòng)放礦機(jī)在溜礦井中應(yīng)用的技術(shù)探討[J]. 新疆有色金屬,2003(2):19?20.

[5] 于光增,張言鵬.振動(dòng)放礦機(jī)在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中應(yīng)注意的問題[J].礦山機(jī)械,2009(2):70?72.

(2018?12?11)

羅業(yè)民(1981—)，男，湖北大悟人，碩士研究生，高級(jí)工程師、礦業(yè)工程一級(jí)建造師，主要從事礦山生產(chǎn)技術(shù)研究與管理工作，Email: luoyemin@qq.com。