樊志剛 母傳偉 李盛華(.本鋼設(shè)計研究院有限責任公司;.中冶沈勘秦皇島工程技術(shù)有限公司;.河南安鋼集團舞陽礦業(yè)有限責任公司)

蒙古國圖木爾泰鐵礦總圖運輸設(shè)計

樊志剛1母傳偉2李盛華3
(1.本鋼設(shè)計研究院有限責任公司;2.中冶沈勘秦皇島工程技術(shù)有限公司;3.河南安鋼集團舞陽礦業(yè)有限責任公司)

介紹了蒙古國圖木爾泰鐵礦總圖運輸設(shè)計的主要內(nèi)容與設(shè)計理念，包括采礦場及工業(yè)場地、排土場、尾礦庫、水源地、選礦廠、球團廠、總油庫、炸藥庫、炸藥地面加工站、采礦運輸?shù)缆?、輔助運輸?shù)缆?、鐵路礦山站、行政辦公生活區(qū)。在礦區(qū)總體布局中分述了各功能區(qū)的布置形式和礦山生產(chǎn)運輸系統(tǒng);總結(jié)了礦山總圖運輸設(shè)計經(jīng)驗,礦山的總體布局要讓各系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)，運輸便捷，物流順暢，促進礦區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展,為國內(nèi)類似露天礦開采設(shè)計提供了參考。

圖木爾泰鐵礦 總圖運輸設(shè)計 總體布置 運輸系統(tǒng)

礦山總圖運輸設(shè)計是對整個礦區(qū)進行系統(tǒng)性統(tǒng)籌規(guī)劃，是對礦山前期建設(shè)、后期生產(chǎn)管理以及對周邊區(qū)域影響最大的一個設(shè)計環(huán)節(jié)，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要有控制全局的理念，宏觀把握、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和妥善處理各方面關(guān)系，合理組織礦山內(nèi)部和外部交通聯(lián)系，把整個礦區(qū)作為一個大系統(tǒng)，礦區(qū)中各組成部分作為子系統(tǒng)，按照子系統(tǒng)服從大系統(tǒng)的原則統(tǒng)籌把握各方關(guān)系，使整個礦山大系統(tǒng)形成一個功能合理的有機整體。總圖運輸設(shè)計在整個礦山總體設(shè)計中占相當大的工作比例，礦山總圖設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到整個礦區(qū)的未來發(fā)展。蒙古國圖木爾泰鐵礦礦區(qū)包括采場、選廠、尾礦庫、球團廠和鐵路站場，工藝生產(chǎn)鏈長，是一座功能齊全的典型露天礦山。

1 項目概況

圖木爾泰鐵礦位于蒙古國色楞格省胡德爾縣境內(nèi)。礦區(qū)地處肯特山系的西北支脈，位于葉羅河和胡德爾河之間的山梁地帶。礦區(qū)距最近的達爾汗市130 km，杜蘭汗火車站與礦區(qū)的距離約95 km。礦區(qū)西南30 km有杜蘭汗—布崗臺林場的公路通過。目前礦區(qū)到該公路的連接道路已經(jīng)建成，礦區(qū)至杜蘭汗火車站的鐵路正在施工。

本次設(shè)計包括采礦系統(tǒng)、選礦系統(tǒng)、尾礦系統(tǒng)及相應(yīng)公輔設(shè)施等。為實現(xiàn)礦山總體布局的近遠期結(jié)合和長期規(guī)劃的合理性，設(shè)計中規(guī)劃出球團廠位置。圖木爾泰鐵礦原礦設(shè)計規(guī)模為450萬t/a，破碎系統(tǒng)為550萬t/a，磨礦及選別系統(tǒng)為400萬t/a。

2 礦區(qū)總體規(guī)劃

圖木爾泰鐵礦分東、西2個礦區(qū)，礦區(qū)規(guī)劃組成部分包括采礦場、貧礦堆場、表土堆場、排土場、尾礦庫、水源地、采礦工業(yè)場地、選礦工業(yè)廠區(qū)、球團廠、鍋爐房、總油庫、炸藥庫、炸藥地面加工站、采礦運輸?shù)缆贰⑤o助運輸?shù)缆?、鐵路礦山站、行政辦公區(qū)及生活區(qū)。采礦場分為3個：西區(qū)采場、東區(qū)西采場、東區(qū)東采場，礦山生產(chǎn)初期首先開采西區(qū)采場和東區(qū)西采場，兩采場相距1.8 km，東區(qū)東采場作為接續(xù)。3個采礦場均座落在圖木爾泰河北側(cè)。貧礦堆場布置在先期兩采場之間，Ⅱ#排土場北側(cè)。表土堆場分別布置在兩采場北側(cè)。排土場共設(shè)4座，Ⅰ#排土場布置在西區(qū)采場西北側(cè)，Ⅱ#排土場布置在西區(qū)采礦場東南側(cè)，Ⅲ#排土場布置在西區(qū)采場西南側(cè)，Ⅳ#排土場布置在東區(qū)西采場南側(cè)。尾礦庫布置在圖木爾泰河南岸的溝谷內(nèi)，距東區(qū)西采場3 km。采礦工業(yè)場地布置在西區(qū)采場東北側(cè)，距西采場350 m，距東區(qū)西采場1.5 km。選礦工業(yè)廠區(qū)布置在東區(qū)西采場北側(cè)的山坡上，距西采場1.3 km,距東區(qū)西采場1.2 km。球團廠布置在選礦廠北側(cè)，相距選廠280 m。鐵路礦山站在選礦廠北側(cè)，東西向布置，距選礦場900 m。炸藥庫布置在采場正北方向山谷內(nèi)，距采場3.4 km。炸藥加工站布置在炸藥庫南側(cè)，距采場2.8 km。行政辦公區(qū)布置在西采礦場西北3.2 km，生活區(qū)布置在西采場北部2.7 km，行政辦公區(qū)和生活區(qū)距離采選工業(yè)區(qū)保留適當?shù)木嚯x，既能保證辦公生活的方便性，又不受采選工業(yè)區(qū)的生產(chǎn)干擾和環(huán)境污染。礦區(qū)總體布置見圖1。

圖1 礦區(qū)總體布置

3 礦山各功能區(qū)總體布置

3.1 采場開拓運輸

東區(qū)西采場近似橢圓形，西區(qū)北采場為窄長形狀采場。兩采場均采用公路—汽車開拓運輸方式，西區(qū)兩采場內(nèi)道路布置為螺旋式，東區(qū)采場內(nèi)開拓線路為折返式。

3.2 排土場

排土場位置的選擇除了綜合考慮排土工藝的經(jīng)濟效益外，還考慮山坡、山谷的地形，開采境界外，不壓蓋其他有用的礦體，廢石有害成分對周圍環(huán)境的影響等。礦山設(shè)4處排土場，2處表土堆場。Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#排土場接納西區(qū)采場巖石，Ⅳ#排土場接納東區(qū)西采場巖石。

設(shè)計選用的排土作業(yè)方式為汽車卸土、推土機推排，即當汽車沿排土場邊緣卸載后，由推土機推排平臺上殘余的巖石。

排土場進行容積計算時，綜合考慮沉降率、邊坡自然安息角、最終邊坡角等因素。

3.3 采礦工業(yè)場地

采礦工業(yè)場地布置在兩采場東北側(cè)爆破危險界限外，距總出入溝約400 m。采礦工業(yè)場地由汽車保養(yǎng)間、采掘設(shè)備檢修間、加油站、桶裝油庫、輔助車停放庫、汽車備件庫、采礦辦公室、停車場地組成。

依據(jù)場地自然地形，各建筑物沿地形等高線布置，盡量避免建筑物座落在填方上，以保證建筑基底的穩(wěn)定性。

3.4 選礦廠

選礦工業(yè)廠區(qū)布置在東區(qū)采場北面緩坡上，占地面積20萬m2,地面坡度為(1∶6)～(1∶7)。由于兩側(cè)均有小山梁，選礦廠區(qū)的平面布置受場地限制較大，選廠各建構(gòu)筑物盡可能布置緊湊，以節(jié)約廠區(qū)占地面積。

為縮短汽車運輸?shù)V石的距離，粗破碎站布置在采場，粗破后的礦石用皮帶運輸機運往選礦工業(yè)廠區(qū)。選礦工業(yè)廠區(qū)內(nèi)按工藝流程并結(jié)合地形自上而下布置1#轉(zhuǎn)運站、中細碎車間、干選間、廢石倉、2#轉(zhuǎn)運站、篩分車間、細碎車間、磨礦倉、主廠房、浮選車間、尾礦濃縮池、總砂泵站、分砂泵站等。

選礦廠的設(shè)計依自然地形自上而下呈臺階豎向布置。濃縮池直徑為50 m，占地面積大，為避免內(nèi)側(cè)挖方過大，設(shè)計考慮外側(cè)局部采用架空方式。

3.5 炸藥庫及炸藥加工站

炸藥庫及炸藥加工站布置在鐵路礦山站以北、生活區(qū)東北方向的山溝內(nèi)。溝內(nèi)地形北高南底，地形較緩，東、北、西三面各有一山梁與外界形成天然屏障，是選擇建庫(站)的理想廠址。

炸藥庫由2座30 t炸藥庫房、3座起爆材料庫房、1座起爆材料加工室、消防水池、辦公警衛(wèi)室、2座崗樓和圍墻等組成。炸藥加工站內(nèi)布置2座硝酸銨庫、1座粒狀硝酸銨庫及上料間、1座綜合原料庫、1座硝酸銨熱液加工室、1座10 m3油罐，消防水池、汽車庫、辦公警衛(wèi)室圍墻等。站內(nèi)自然地形北高南低，為方便站內(nèi)貨物裝卸，將站內(nèi)硝酸銨庫、粒狀硝酸銨庫及上料間、硝酸銨熱液加工室的標高設(shè)計高于路面1 m。

3.6 行政辦公區(qū)及生活區(qū)

行政區(qū)為礦山管理中心所在地，設(shè)計布置辦公樓、公寓、餐飲部、車庫、停車場地等建、構(gòu)筑物。區(qū)內(nèi)地形北高南底，采用連續(xù)性平土，地表雨水靠自然坡度排出。

生活區(qū)布置在行政辦公區(qū)正西方向，相距約1.5 km，區(qū)內(nèi)主要布置4棟職工公寓、商業(yè)服務(wù)部、俱樂部、門診部、食堂、高位水池、生活處理設(shè)施、圍墻、大門等建(構(gòu))筑物及部分職工運動場地。

4 生產(chǎn)運輸系統(tǒng)

4.1 礦山生產(chǎn)運輸

兩采場均采用公路—汽車開拓運輸系統(tǒng)，礦石在采場工作面裝車后，通過運輸?shù)缆愤\往粗破碎，剝離的巖石通過汽車運往排土場排棄。

礦山初期開采的低硫富礦運至粗破碎車間，破碎后由皮帶運輸機運到礦山站塊礦堆場堆存。貧礦及高硫富礦運至貧礦堆場暫時存放。礦山開采4 a后低硫富礦仍經(jīng)粗破碎后由皮帶運輸機運到礦山站堆場堆存，貧礦及高硫富礦運至粗破碎車間，破碎后進入選別工序。當采場生產(chǎn)的貧礦及高硫富礦滿足不了選礦廠要求時，由貧礦堆場礦石補足。各開采水平的巖石運至相應(yīng)排土場排棄。黃土和腐植土運至總出入溝附近的表土堆場內(nèi)分別堆放。

4.2 生產(chǎn)運輸設(shè)備

根據(jù)露天礦生產(chǎn)規(guī)模，結(jié)合國內(nèi)外礦山設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，設(shè)計選用SGA3722型礦用汽車，載重42 t，經(jīng)計算在籍車總臺數(shù)為52臺。生產(chǎn)運輸設(shè)備參數(shù)見表1、表2。

表1 鏟裝運輸設(shè)備計算參數(shù)

表2 自卸汽車運輸計算參數(shù)

4.3 采礦運輸?shù)缆?/p>

結(jié)合礦山生產(chǎn)運輸特點，確定礦山生產(chǎn)運輸?shù)缆分饕夹g(shù)參數(shù)，見表3。

4.4 輔助運輸?shù)缆?/p>

輔助運輸?shù)缆分饕夹g(shù)參數(shù)見表4。

表3 礦山生產(chǎn)運輸?shù)缆分饕夹g(shù)參數(shù)

表4 輔助運輸?shù)缆分饕夹g(shù)參數(shù)

4.5 廠外道路

廠外道路包括通往水源地、尾礦庫、炸藥庫和炸藥加工廠的道路，因為運輸量不大，設(shè)計采用簡易道路，以節(jié)約工程投資。

4.6 礦山鐵路運輸

礦山站分2個區(qū)，東端為編組到發(fā)區(qū)，由正線、2股到發(fā)線、2股編組線、1股材料線、1股檢修線、1股走行線、1股牽出線組成，到發(fā)線有效長度為850m，牽出線有效長度為330m；西端為裝卸區(qū)，包括塊(粉)礦裝車線、精礦粉裝車線、球團礦裝車線、材料物品卸車線和軌道衡線。站線有效長度為塊(粉)礦裝車線450m，精礦裝車線150m，球團礦裝車線180m，材料物品卸車及通勤客車停車線310m。

礦山站設(shè)有站房(含信號器械室、控制室及值班室)、計量室、裝載機停放庫、裝卸站臺、球團礦礦倉、鍋爐房和總油庫。線路技術(shù)標準見表5。

表5 線路技術(shù)參數(shù)

5 結(jié) 論

礦山總圖運輸設(shè)計所考慮的因素都具有宏觀性、政策性和系統(tǒng)性，總體布局的不協(xié)調(diào)不僅會影響整個礦山的正常生產(chǎn)，而且還會影響礦區(qū)外部的正常生活，大型礦山總體布局直接影響到所在的城市和區(qū)域的規(guī)劃和發(fā)展。

合理的礦山總圖運輸設(shè)計使得礦山各系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)，礦巖運輸便捷，各類物流運輸順暢，降低物流費用，外部運輸連接通暢，能有效利用周邊地區(qū)的各種建設(shè)條件和生產(chǎn)生活條件，節(jié)約礦山建設(shè)費用和運營成本，擴大未來建設(shè)發(fā)展空間，與地區(qū)經(jīng)濟、社會能夠協(xié)同發(fā)展。

2014-12-11)

樊志剛(1972—)，男，工程師,117000 遼寧省本溪市。