大红山铁矿粗破碎硐室放矿方案优化的思考

大红山铁矿是我国西南地区正在建设的一个大 型矿山，是昆钢集团重要原料基地，设计采选综合生 产能力400万∥a。经过多年的建设，已完成基建工 程量60万m3。为了将大红山铁矿建成国内一流的 先进矿山，白2003年起，梅山铁矿开展了对该矿的 技术服务工作，与昆明有色设计研究院、大红山铁矿 一起，对影响矿山今后生产与发展的重大关键技术 问题进行了深入探讨，并开展了改进与优化工作。 在2004年的技术服务中，主要开展了矿山顶板控制 技术、矿井通风技术以及提高阶段运输水平生产能 力等方面的研究工作。
1矿山现状及存在问题
1．1粗破碎系统设计现状 矿山粗破碎系统运行是否顺畅、高效，关系到昆 钢大红山铁矿能否实现400万∥a原矿生产能力。 大红山铁矿运输系统及溜破系统的工艺流程为：穿 脉溜井放矿。10 m3矿车运输、28卸载站卸矿上部矿仓贮矿、给矿旋回破碎机破碎下部矿仓 贮矿、给矿一胶带运输至地表。在矿山初步设计中， 选用了尺寸紧凑、质量较轻，产品质量和性能较好的 进口42英寸旋回破碎机，并采用链锤式放矿闸门与 振动放矿机组合对上矿仓的给矿。即：上部矿仓的 矿石，经500的斜溜槽流到400链锤式放矿闸门的底 板，由链锤式闸门和振动放矿机组合实现对旋回破 碎机的给矿。如图1所示。1．2设计中存在的主要问题
设计中采用链锤式闸门和振动放矿机2套放矿 装置组合来完成对旋回破碎机的给矿，主要存在以 下一些问题：
(1)生产流程复杂，系统协调难度大。链锤式 闸门、振动放矿机是矿山生产中常用的放矿设施，将 这两种可单独实施放矿的设施组合在一起完成一个 作业过程，在功能上有重复现象，在放矿过程中存在 相互干扰、相互制约的问题。只要有一套设备出现 故障，整个系统就会停止运行。增加了设备故障频 率，影响矿山生产能力。原设计中的振动放矿机仅 仅起传递矿石的作用，振动放矿机的优势没有得到 发挥。
(2)放矿流动范围小，容易造成溜井堵塞。通 常情况下，溜井放矿时在其正面会出现粉矿堆积的 现象，形成放矿死角，一般堆积角在70。左右。原设 计粗破碎上部矿仓与溜井放矿的原理相同，随着矿 仓放矿量增加以及使用时间延长，粉矿将堆积在矿 仓中的斜溜槽底板上形成新的溜矿斜面，此时斜面 与眉线的垂直距离缩短，在溜矿口出现几个大块时， 溜井就会堵塞。
(3)重力放矿容易产生跑矿现象。链锤式闸门 放矿是一种重力自流放矿方式，在原矿含水量较大、泥矿或粉矿较多时，容易出现跑矿问题；当采用链锤 式闸门与振动放矿机组合放矿的放矿方式时，自流 放矿的属性没有发生变化，同样会出现跑矿问题。
(4)放矿口堵塞后开展的处理工作，还存在处 理难度大等问题。 鉴于以上存在的问题，有必要对上部矿仓放矿 设计进行优化。
2优化设计方案
2．1优化的主要内容
优化方案采用振动放矿机将上部矿仓的矿石均 衡放出，经斜溜槽流入破碎机的受矿口，减少一套放 矿控制装置，简化上部矿仓的放矿管理工作。优化 设计方案要点如下：
(1)将振动放矿机直接安装在上部矿仓的底 部，使得振动放矿机直接对矿仓内的矿石起作用。 这样可有效地防止矿仓堵塞，振动台板的安装角度 为15
(2)在振动台板的下方安装斜溜槽联络振动台 板和旋回破碎机。斜溜槽的安装角度设置成可调式 (初步确定为30。)，经过生产调试后改成固定式。
(3)方案优化工作在原设计的基础上进行，需 要根据以上思路对原设计中的有关参数进行修改， 并以此确定相应的开挖工程量(图2)。  2．2几种不同设计方案工程量对比
经计算，原设计方案与优化方案工程量比较见 表1。 2．3优化方案在应用中需注意的问题
(1)制定粗破碎振动放矿管理制度，加强设备 维护、保养工作，对该部分设备实行点检、定修，可根据其他矿山的经验确定锰钢板的更换周期。梅山铁 矿采用重板给矿，钢板磨损并不大，在这一点上大红 山铁矿可以借鉴，大红山铜矿自投产以来也没有更 换过。
(2)在采场内控制大块是非常必要的，矿山应 加强采区大块的控制与管理，尽量在采区内处理大 块；同时，为加强溜井的管理，矿山应制定采区溜井 管理规范，严禁大块下溜井。尽管如此，仍然会有少 量大块进入，这就有必要在后续的生产工艺中处理， 在运输水平设置大块处理硐室是一种行之有效的手 段。
(3)增强工作的预见性和计划性，可以很好地 解决诸如更换振动台板、溜井衬板这类对矿山生产 有影响的工作。比如：确定在某月检修或更换振动 台板，在编制矿山生产计划时，有意识地将本月的原 矿产量安排得低一点，腾出停产检修的时间，保证检 修工作的正常进行。
(4)在国内许多矿山，振动放矿已经在溜井放 矿和矿仓放矿中得到了推广和应用，一些成熟的经 验均可供大红山铁矿在建设中借鉴。
2．4优化方案效果预测与评价
(1)将原来的链锤式、振动放矿两套装置放矿 工艺改为单一的“振动放矿+斜溜槽”放矿工艺，简化了上部矿仓工艺管理环节，避免了两套装置间的 相互制约和干扰，有利于矿山提高采矿生产能力。
(2)上部矿仓采用振动放矿工艺，新增开挖工 程量不多、建设费用较低，实现了操作、维修简便的 目的，它能有效地解决跑矿、撒矿等问题，并能减轻 生产工人的劳动强度。
(3)采用振动放矿方式易于实现定量给矿、平 稳给矿，有利于实现放矿过程的自动化。
(4)修改后的设计方案(特别是方案2)，大幅 度增加了上部矿仓的有效容积(约220 m3)，增加了 矿仓的贮矿量，提高了矿山生产的缓冲能力。
3结论
(1)在大型地下矿山建设中，应十分重视系统 能力的配置，设计时应留有足够的余地，如运输水平 通过能力、溜破系统处理能力、竖井提升能力等，它 们对矿山生产的影响往往是相互叠加的，有时甚至 还会出现放大的现象。
(2)由于采矿过程中的关键工序对矿山生产能 力影响较大，因此在设计中应十分重视关键工序的 技术选择，开展多方案技术经济比较，系统分析各方 案的优缺点，选择一个工艺简单可行的优化方案。
(3)对工程项目、产品生产工艺过程而言，应尽 量采用结构简单、控制方便的短流程方案，以减少工 艺控制环节、提高生产效率和矿山经济效益。