钢结构溜头在上青矿的应用

2023-01-16

0 引言

板石矿业公司上青矿, 于1958年随着板石沟铁矿的创建同时诞生。共由4矿组、5矿组、6矿组、7矿组、8矿组等采区组成。采矿方法采用无底柱分段崩落法, 分段高度12m-15m, 进路间距12m-15m, 矿块长度50~90米。生产工艺为扇形中深孔凿岩, 装药器装药, 电动铲运机出矿, 振动放矿机放矿, 10吨电机车牵引2.5m3侧卸式矿车运矿。经粗破后, 通过计量系统装入5t或12t矿石箕斗提升至卸矿水平, 翻入617m矿槽, 经24吨电力机车牵引至选矿厂厂。。

1 工程概况

板石矿业公司上青矿, 开拓初期共配备21条矿石溜井和9条岩石溜井可使用, 但随着开采深度增加, 溜井使用年限延长, 溜井的破损逐年增加, 报废溜井不断增加, 至2015年共计损坏矿石溜井13条、岩石溜井2条, 严重影响上青矿矿石输出。面对该种情况, 又现阶段回采主要在430m水平还有一个分段为开采, 新加溜井服务年限仅有两年时间, 所以决定在影响矿石运输较严重的KL1、KL3、KL9、KL11、KL13和KL15等6条溜井区域, 进行增加溜井, 自制钢结构溜头, 解决生产实际问题。

2 溜头方案的确定

溜井施工相对简单, 需要方案对比的主要是考虑溜头安装。

溜头安装有以下三种方案可选:

方案1、现阶段使用的标准溜头。

标准溜头由钢材料与混凝土结构搭建而成。

标准溜头优点安装牢固, 使用时间长不易损坏。缺点安装耗时时间长, 需要混领土加固、养生, 而且需要外委施工, 施工费用高。

方案2、基建工程使用的简易排渣溜头。

简易溜头全是钢结构焊接而成。

优点制作简单, 安装快, 使用方便灵活, 维修方便, 投入费用低。缺点由于结构简单牢固性差, 电动机工作时溜头整体颤动, 开焊点多, 需要经常焊接, 而且禁止倒运大块。

方案3、木制溜头。

木制溜头全部由木头所制, 由方木和木板搭建而成。

优点安装简单, 安装快, 材料来源广泛, 使用方便、灵活, 维修方便, 投入费用低。缺点对矿石粒度和硬度有很大要求, 对于溜井中大块很难处理, 而且容易磨损。

结合以上三种溜头, 结合当前矿山形势, 降低投入成本, 分析当前形式和可使用时间, 考虑借鉴、改良第二种溜头, 研究自制钢结构放矿溜头降低投入成本, 缩短溜头安装时间, 提早见效。

溜头设计及技术参数

改良方案2的溜头设计, 并借鉴标准溜头结构, 利用钢材进行设计施工。使用220mm的工字钢和200mm的槽钢进行整体框架的设计, 再利用圆钢将整体框架与两侧实体进行固定, 16mm和10mm厚的钢板制作前脸和溜帮, 为保证溜头抗冲击, 使用废旧钢轨在溜井底部进行铺设防护。在设计台板角度时, 考虑到震动放矿机荷载和生产实际中的放货速度, 适当将台板角度加大, 调整为15度30分。

3.1 钢结构溜头设计图

(图例:灰色为工字钢;橙色为槽钢;绿色为钢板;黄色为20mm厚的钢板;青色为台板;蓝色为钢轨;粉色为圆钢。)

4 经济效益分析 (单条溜井计算)

4.1 实施总投入

井巷掘凿投入:6.1万元;自制溜头费用7.5万元 (含材料) ;合计总投入13.6万元元;

4.2 经济效益计算

通过该方案实施, 不仅解决了两层约20万吨铁矿石倒矿难的问题, 还创造以下经济效益:

(1) 、降低采矿成本费用:5.36元/吨×20万吨=107.2万元

5.36元/吨—为4、5、6矿组采矿材料备件、轮胎、电力等辅助费用5.36元/吨 (抛费为7.1元/吨, 抛费率按24.44%折算)

(2) 、减少超运距倒矿费用:12万吨×0.4+8万吨×0.6万元=9.6万元

(上青矿额外支付运工0.4元/吨, 超过170米运距的支付0.6元吨)

(3) 、减少一台2m3铲运机设备约72万元 (南昌产2m3铲运机采购价) ;

(4) 、增加采矿强度, 提高设备效率, 创造经济效益:

6.5万元/人×4人=26万元

一台设备需配置4人作业, 运工按2014年上青矿同工种人员平均工资6.5万元/人折算

(5) 、降低溜井溜头制作费用, 减少溜头安装时间, 创造经济效益:

正规钢筋混凝土结构费用:井筒掘凿130m3×930元/m3≈12.1万元, 平巷掘凿42 m3×439元/m3≈1.8万元, 溜头制作约12万元个, 合计25.9万元

自制溜头费用合计约:13.6万元:

累计创效:25.6-13.6=12万元

(6) 、解决该区域掘进工程除货问题, 解决175m工程矿石倒运问题, 创造经济效益:

175m*15.96m2*33元/m3=9.2万元。

4.3 创造经济效益

107.2+9.6+72+26+12+9.2=236万元。

单条溜井合计创效236-23.6=222.4万元

6条溜井共计创造经济效益:6*222.4=1334万元。

5结语

钢结构溜头主要在震动放矿的基础上进行优化, 改变原有钢筋混凝土结构施工方式, 进行全钢结构施工框架, 大大缩短施工时间, 单个钢结构溜头施工仅需13天即可完成。现阶段施工完毕的钢结构溜头已使用两年, 虽然使用过程中出现开焊的现象, 但后续维修方便、快捷, 最重要一点最大化的节省资金投入。钢结构溜头不仅可使用在短期的生产回采中, 也可使用在开拓工程施工中, 方便实用。

摘要：随着矿山服务年限的延长, 采区倒矿溜井使用年限增加, 溜井井壁片帮严重, 井筒不断刷大, 导致溜井不同程度的损坏、冒死、废弃, 减少采区可倒矿溜井数量, 严重制约矿山生产能力。为解决溜井减少、倒货困难的问题, 增加溜井采取自制钢结构溜头, 解决生产实际问题。

关键词：增加溜井,自制溜头,钢结构