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井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝探討
信息來(lái)自:超高分子量聚乙烯www.yiesion.cn 發(fā)布日期：2013-1-8 瀏覽次數(shù)：105
導(dǎo)讀：自2004年以來(lái)，隨著鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，鐵礦山開(kāi)采得到了迅猛的發(fā)展，一些貧、薄、夾層多、地質(zhì)復(fù)雜的難采礦山相繼建設(shè)投產(chǎn)。采礦工藝大部分都采用充填采礦法，無(wú)論是及時(shí)充填還是嗣后充填，無(wú)疑增加了礦石開(kāi)采成本。面對(duì)礦巖賦存比較復(fù)雜的難采礦山，隨著成本的增加、近期礦石價(jià)格的波動(dòng)，只有盡快達(dá)產(chǎn)達(dá)效，提高產(chǎn)量，降低采礦綜合成本來(lái)應(yīng)對(duì)礦石市場(chǎng)的千變?nèi)f化。問(wèn)題難采礦山由于礦石
自2004年以來(lái)，隨著鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，鐵礦山開(kāi)采得到了迅猛的發(fā)展，一些貧、薄、夾層多、地質(zhì)復(fù)雜的難采礦山相繼建設(shè)投產(chǎn)。采礦工藝大部分都采用充填采礦法，無(wú)論是及時(shí)充填還是嗣后充填，無(wú)疑增加了礦石開(kāi)采成本。面對(duì)礦巖賦存比較復(fù)雜的難采礦山，隨著成本的增加、近期礦石價(jià)格的波動(dòng)，只有盡快達(dá)產(chǎn)達(dá)效，提高產(chǎn)量，降低采礦綜合成本來(lái)應(yīng)對(duì)礦石市場(chǎng)的千變?nèi)f化。
問(wèn)題
難采礦山由于礦石地質(zhì)賦存的復(fù)雜條件，給開(kāi)采帶來(lái)的困難：
（1） 夾層礦由于礦巖軟硬不同，造成礦房大塊增多，不僅影響礦房出礦效率，同時(shí)影響著運(yùn)輸提升效率。
（2） 礦塊中近似獨(dú)立的薄礦體，厚度0.8—4m的礦體，由于產(chǎn)狀等原因，開(kāi)采比較困難，棄之可惜，造成資源的永久損失，開(kāi)采則貧化較大，不夠經(jīng)濟(jì)。
（3） 夾層礦或薄礦體開(kāi)采，造成巖石增多，勢(shì)必又增加提升運(yùn)輸成本，在選廠還要經(jīng)過(guò)破碎—篩分—選別—脫水—運(yùn)輸，無(wú)疑大大增加了礦石綜合成本，同時(shí)由于巖石夾層的采出和礦石的貧化，加大了礦房充填量，為了不能造成充填能力不足勢(shì)必要加大超高分子量聚乙烯充填管道的鋪設(shè)，無(wú)疑難度大大增加，制約著礦山企業(yè)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。
露天轉(zhuǎn)地下礦山面臨的是產(chǎn)能接續(xù)，穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，礦石產(chǎn)能與管道充填能力相輔相成。筆者結(jié)合山鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司（山東東方管業(yè)有限公司的總公司）的礦山地質(zhì)條件、生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r和外出考察學(xué)習(xí)研究，針對(duì)提高礦石生產(chǎn)能力，提高礦石回收率，提高充填能力，地下管網(wǎng)鋪設(shè)能力等降低礦石綜合成本，提出了井下磁性鐵礦山采用井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝方案，供新建礦山參考。
井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝簡(jiǎn)介
井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝系統(tǒng)主要解決礦巖地質(zhì)賦存復(fù)雜，礦層薄、夾層多，造成礦房大塊多，貧化大、充填量相對(duì)增加的礦山，進(jìn)行井下破碎大塊，干選混合礦減少貧化，利用干選后巖石回填采空區(qū)，達(dá)到“三提一降”的目的。
主要工藝系統(tǒng)：1、破碎系統(tǒng)。建設(shè)在井下，形成井下礦巖破碎，處理大塊帶來(lái)的各種影響。該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際在礦塊處或礦房溜井，也可設(shè)在階段溜井上部或主溜井上部。
2、干選系統(tǒng)。主要完成破碎后礦巖分離，提高入選品位。該系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)在井下或者井上。
3、充填系統(tǒng)。包括砂漿主要的超高分子量聚乙烯耐磨充填系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要將分離后的巖石及砂漿凝塊運(yùn)往充填井，充填礦房采空區(qū)。超高分子量聚乙烯耐磨抗沖擊充填系統(tǒng)是一種高性能的地下采選充填系統(tǒng)，由不同口徑的超高分子量聚乙烯管網(wǎng)以及皮帶輸送機(jī)等組成，能輸送部分高沖擊的巖石及粉碎料，該系統(tǒng)克服了超高分子量聚乙烯不能承受的剪切力的缺點(diǎn)，輸送效率高，維護(hù)費(fèi)用低。
聯(lián)合工藝的優(yōu)點(diǎn)分析
1對(duì)礦石大塊影響
眾所周知，井下礦石大塊取決于爆破參數(shù)，但同時(shí)也取決于礦巖結(jié)構(gòu)，還受井下格篩和漏斗尺寸影響。增加炮眼密度，提高裝藥量，無(wú)疑增加了炮眼數(shù)量和炸藥用量，既不利于提高鑿巖速度也不利于節(jié)省成本；礦巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦山在爆破震動(dòng)下造成片幫冒頂下來(lái)的大量大塊，破碎成合格的塊度難度較大（一般要求300—400mm）。大塊增多，直接影響生產(chǎn)效率：（1）需要在采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行挑大塊、二次破碎、影響鏟裝效率，增加二次破碎成本；
（2）大塊容易堵漏斗、格篩，需要經(jīng)常處理漏斗，影響裝車和放礦效率；
（3）裝車密度不夠，減少運(yùn)輸、提升能力。礦石大塊給安全、生產(chǎn)效率、采礦成本帶來(lái)較大的影響。
井下安裝破碎系統(tǒng)�？梢院侠淼�?cái)U(kuò)大礦石塊度，擴(kuò)大至600—800mm，不僅使炮眼密度減少，提高打眼的效率，裝車、運(yùn)輸、提升效率和安全系數(shù)，減少了在采區(qū)內(nèi)二次爆破產(chǎn)生各種不利因素，同時(shí)井下破碎也給選礦減少了破碎壓力，在綜合礦石加工成本不增加的情況下，提高了井下開(kāi)采效率和安全系數(shù)。
2該系統(tǒng)工藝對(duì)礦石回收率影響
對(duì)于礦巖復(fù)雜的磁鐵礦山，巖石夾層多，小到200—400mm厚連續(xù)不斷互層礦，按照正常采礦，經(jīng)過(guò)打眼爆破后，產(chǎn)生貧化較大，而且造成選礦比提高，無(wú)形之中增加多級(jí)運(yùn)輸破碎成本；對(duì)單一厚度800—4000mm的薄礦體，尤其是在目前礦石價(jià)格相對(duì)較高的情況下不采就浪費(fèi)資源，棄之可惜，但是采后同樣貧化較大，混合后的礦石品位太低，在過(guò)去可以說(shuō)沒(méi)有可采可選價(jià)值，同樣里面摻雜的巖石要經(jīng)過(guò)多道程序運(yùn)輸破碎，增加礦石綜合成本。
設(shè)立干選系統(tǒng)后，對(duì)夾層礦、單一波礦體和厚礦體就可以綜合回收，減少損失，提高了礦石回收效率。經(jīng)過(guò)干選后，提高了混合礦的礦石品位，篩下的巖石不再增加運(yùn)輸和破碎費(fèi)用，同時(shí)破碎干選后的巖石可直接作為充填料，也可以在其他方面得到充分利用。
3對(duì)井下充填能力影響
井下破碎—干選后的廢石，塊度適宜，便于鏟裝運(yùn)輸，特別適合井下礦房的充填。無(wú)論是干式充填還是水砂充填都可以使用塊狀廢石進(jìn)行采空區(qū)充填。對(duì)于礦砂尾膠結(jié)充填和全尾砂充填，根據(jù)山鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，先充填部分廢石，然后再用尾砂膠充填膠結(jié)充填或全尾砂充填找平效果較好，既增加了充填體強(qiáng)度，又加快了濾水時(shí)間，有助于提高充填能力。
通過(guò)以上分析，筆者認(rèn)為井下破碎對(duì)提高生產(chǎn)能力具有較大輔助作用，同時(shí)也是干選必須的前提條件，為選礦破碎減少了壓力；干選系統(tǒng)、包括超高分子量聚乙烯輸送系統(tǒng)的應(yīng)用克服了礦石賦存的復(fù)雜條件、開(kāi)采輸送難度大的困難，同時(shí)也減少了礦石資源的損失；破碎干選后的巖石回填礦房，減少了巖石往渣場(chǎng)的運(yùn)費(fèi)，提高了充填能力，同時(shí)也減少了渣石場(chǎng)占地帶來(lái)的諸多問(wèn)題。因此無(wú)論井下開(kāi)采深度是多少，使用井下破碎—干選—充填系統(tǒng)，從生產(chǎn)效率、安全效益和經(jīng)濟(jì)上都是可取的。
問(wèn)題
難采礦山由于礦石地質(zhì)賦存的復(fù)雜條件，給開(kāi)采帶來(lái)的困難：
（1） 夾層礦由于礦巖軟硬不同，造成礦房大塊增多，不僅影響礦房出礦效率，同時(shí)影響著運(yùn)輸提升效率。
（2） 礦塊中近似獨(dú)立的薄礦體，厚度0.8—4m的礦體，由于產(chǎn)狀等原因，開(kāi)采比較困難，棄之可惜，造成資源的永久損失，開(kāi)采則貧化較大，不夠經(jīng)濟(jì)。
（3） 夾層礦或薄礦體開(kāi)采，造成巖石增多，勢(shì)必又增加提升運(yùn)輸成本，在選廠還要經(jīng)過(guò)破碎—篩分—選別—脫水—運(yùn)輸，無(wú)疑大大增加了礦石綜合成本，同時(shí)由于巖石夾層的采出和礦石的貧化，加大了礦房充填量，為了不能造成充填能力不足勢(shì)必要加大超高分子量聚乙烯充填管道的鋪設(shè)，無(wú)疑難度大大增加，制約著礦山企業(yè)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。
露天轉(zhuǎn)地下礦山面臨的是產(chǎn)能接續(xù)，穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，礦石產(chǎn)能與管道充填能力相輔相成。筆者結(jié)合山鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司（山東東方管業(yè)有限公司的總公司）的礦山地質(zhì)條件、生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r和外出考察學(xué)習(xí)研究，針對(duì)提高礦石生產(chǎn)能力，提高礦石回收率，提高充填能力，地下管網(wǎng)鋪設(shè)能力等降低礦石綜合成本，提出了井下磁性鐵礦山采用井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝方案，供新建礦山參考。
井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝簡(jiǎn)介
井下破碎—干選—充填聯(lián)合工藝系統(tǒng)主要解決礦巖地質(zhì)賦存復(fù)雜，礦層薄、夾層多，造成礦房大塊多，貧化大、充填量相對(duì)增加的礦山，進(jìn)行井下破碎大塊，干選混合礦減少貧化，利用干選后巖石回填采空區(qū)，達(dá)到“三提一降”的目的。
主要工藝系統(tǒng)：1、破碎系統(tǒng)。建設(shè)在井下，形成井下礦巖破碎，處理大塊帶來(lái)的各種影響。該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際在礦塊處或礦房溜井，也可設(shè)在階段溜井上部或主溜井上部。
2、干選系統(tǒng)。主要完成破碎后礦巖分離，提高入選品位。該系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)在井下或者井上。
3、充填系統(tǒng)。包括砂漿主要的超高分子量聚乙烯耐磨充填系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要將分離后的巖石及砂漿凝塊運(yùn)往充填井，充填礦房采空區(qū)。超高分子量聚乙烯耐磨抗沖擊充填系統(tǒng)是一種高性能的地下采選充填系統(tǒng)，由不同口徑的超高分子量聚乙烯管網(wǎng)以及皮帶輸送機(jī)等組成，能輸送部分高沖擊的巖石及粉碎料，該系統(tǒng)克服了超高分子量聚乙烯不能承受的剪切力的缺點(diǎn)，輸送效率高，維護(hù)費(fèi)用低。
聯(lián)合工藝的優(yōu)點(diǎn)分析
1對(duì)礦石大塊影響
眾所周知，井下礦石大塊取決于爆破參數(shù)，但同時(shí)也取決于礦巖結(jié)構(gòu)，還受井下格篩和漏斗尺寸影響。增加炮眼密度，提高裝藥量，無(wú)疑增加了炮眼數(shù)量和炸藥用量，既不利于提高鑿巖速度也不利于節(jié)省成本；礦巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦山在爆破震動(dòng)下造成片幫冒頂下來(lái)的大量大塊，破碎成合格的塊度難度較大（一般要求300—400mm）。大塊增多，直接影響生產(chǎn)效率：（1）需要在采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行挑大塊、二次破碎、影響鏟裝效率，增加二次破碎成本；
（2）大塊容易堵漏斗、格篩，需要經(jīng)常處理漏斗，影響裝車和放礦效率；
（3）裝車密度不夠，減少運(yùn)輸、提升能力。礦石大塊給安全、生產(chǎn)效率、采礦成本帶來(lái)較大的影響。
井下安裝破碎系統(tǒng)�？梢院侠淼�?cái)U(kuò)大礦石塊度，擴(kuò)大至600—800mm，不僅使炮眼密度減少，提高打眼的效率，裝車、運(yùn)輸、提升效率和安全系數(shù)，減少了在采區(qū)內(nèi)二次爆破產(chǎn)生各種不利因素，同時(shí)井下破碎也給選礦減少了破碎壓力，在綜合礦石加工成本不增加的情況下，提高了井下開(kāi)采效率和安全系數(shù)。
2該系統(tǒng)工藝對(duì)礦石回收率影響
對(duì)于礦巖復(fù)雜的磁鐵礦山，巖石夾層多，小到200—400mm厚連續(xù)不斷互層礦，按照正常采礦，經(jīng)過(guò)打眼爆破后，產(chǎn)生貧化較大，而且造成選礦比提高，無(wú)形之中增加多級(jí)運(yùn)輸破碎成本；對(duì)單一厚度800—4000mm的薄礦體，尤其是在目前礦石價(jià)格相對(duì)較高的情況下不采就浪費(fèi)資源，棄之可惜，但是采后同樣貧化較大，混合后的礦石品位太低，在過(guò)去可以說(shuō)沒(méi)有可采可選價(jià)值，同樣里面摻雜的巖石要經(jīng)過(guò)多道程序運(yùn)輸破碎，增加礦石綜合成本。
設(shè)立干選系統(tǒng)后，對(duì)夾層礦、單一波礦體和厚礦體就可以綜合回收，減少損失，提高了礦石回收效率。經(jīng)過(guò)干選后，提高了混合礦的礦石品位，篩下的巖石不再增加運(yùn)輸和破碎費(fèi)用，同時(shí)破碎干選后的巖石可直接作為充填料，也可以在其他方面得到充分利用。
3對(duì)井下充填能力影響
井下破碎—干選后的廢石，塊度適宜，便于鏟裝運(yùn)輸，特別適合井下礦房的充填。無(wú)論是干式充填還是水砂充填都可以使用塊狀廢石進(jìn)行采空區(qū)充填。對(duì)于礦砂尾膠結(jié)充填和全尾砂充填，根據(jù)山鋼集團(tuán)魯南礦業(yè)有限公司實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，先充填部分廢石，然后再用尾砂膠充填膠結(jié)充填或全尾砂充填找平效果較好，既增加了充填體強(qiáng)度，又加快了濾水時(shí)間，有助于提高充填能力。
通過(guò)以上分析，筆者認(rèn)為井下破碎對(duì)提高生產(chǎn)能力具有較大輔助作用，同時(shí)也是干選必須的前提條件，為選礦破碎減少了壓力；干選系統(tǒng)、包括超高分子量聚乙烯輸送系統(tǒng)的應(yīng)用克服了礦石賦存的復(fù)雜條件、開(kāi)采輸送難度大的困難，同時(shí)也減少了礦石資源的損失；破碎干選后的巖石回填礦房，減少了巖石往渣場(chǎng)的運(yùn)費(fèi)，提高了充填能力，同時(shí)也減少了渣石場(chǎng)占地帶來(lái)的諸多問(wèn)題。因此無(wú)論井下開(kāi)采深度是多少，使用井下破碎—干選—充填系統(tǒng)，從生產(chǎn)效率、安全效益和經(jīng)濟(jì)上都是可取的。
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