白马铁矿田家村采场岩石破碎站选址标高的进一步优化.doc

攀 钢 技 术 35白马铁矿田家村采场岩石破碎站选址标高的进一步优化高文远（攀钢集团矿业有限公司）摘 要：根据田家村采场推进情况，对山坡露天矿采场境界边缘外建设的岩石半移动破碎站及时优化调整设计方案，从而降低建设位置。既有利于保证矿山稳定生产能力，降低生产成本，又能少占耕地、林地，减少对生态环境的影响，其经济效益、社会效益显著。关键词：采场；岩石破碎站；选址；标高；优化1 田家村采场概况攀钢集团矿业有限公司白马铁矿田家村采场为一大型露天采场，位于四川省米易县白马乡境内，南距米易县城35 km，距攀枝花市113 km，北距西昌152 km。根据中冶长天国际工程有限责任公司2008年8月完成的攀钢集团攀枝花新白马矿业有限责任公司白马铁矿二期工程初步设计2，设计开采境界内矿岩总量58441.77万t，其中表内矿石量16376.98万t，表外矿石量6661.07万t，岩石量35403.72万t。设计原矿生产规模500万t/a，采用公路汽车+胶带开拓运输方式，采场内矿石采用100 t级汽车运往采场外半固定粗破站，经过破碎后由胶带运输机输送至半自磨车间，磨矿后矿浆经管道输送至万年沟选矿厂。岩石采用自卸汽车（载重100 t级）运往采场附近的废石破碎站，破碎后转胶带运往号排土场。田家村采场作为白马铁矿二期工程于2008年底正式基建剥离，矿石系统（采.选）于2011年9月正式投产，目前剥离的废石全部采用汽车运至采场1.5 km外松林坪排土场（基建为主）排弃，破碎胶带排岩系统建设尚未动工。2 田家村采场岩石运输系统根据中冶长天国际工程有限责任公司2011年10月完成的攀钢集团攀枝花新白马矿业有限责任公司白马铁矿号排土场及废石胶带输送工程初步设计3（以下简称原设计方案），田家村采场的岩石将采用汽车运至采场西面的岩石破碎站，岩石经破碎后采用胶带运输系统运送至号排土场的拐枣树沟，通过汽车转排或排土机的方式排弃在拐枣树沟中、上部位置（20002280 m标高）。原设计方案田家村采场西侧布置1#6#共6个岩石破碎站，其中基建破碎站为1#岩石破碎站（上部卸料平台标高1730 m，底部给料平台标高1710 m），破碎能力1750万t/a；1#17a#共17个主转运站，其中基建转运站为17a共7个。随着今后采场开采水平的下降，分别建设其他破碎站、转运站及皮带通廊等设施。破碎设备采用KRUPP公司生产的6389半移动式旋回破碎机组，设计破碎处理能力1750万t/a，该破碎机受料口尺寸1500 mm，最大给料尺寸1350 mm，排料口范围0350 mm，N=1000 kW，U=10 kV。破碎机排料粒度350 mm。该破碎站破碎机组采用模块式组合，由给料仓、旋回破碎机、卸料仓、排料胶带等组成，移设时可将整个机组拆分成3个独立的模块，专用平板车拖动搬迁，移设一次仅需15天。田家村采场各岩石破碎站布置标高（卸矿标高）、服务采场水平及服务时间等详见表1。表1 田家村采场岩石破碎站布设参数(拐枣树沟区域)破碎站名称服务采场水平/m破碎站设计标高/m服务时间/年土场设计标高/m1#废石破碎站1765169017302013201720002080 2#废石破碎站1675164516602016201920602120 3#废石破碎站1630160016202018202221002140 4#废石破碎站1585155515702021202621202180 5#废石破碎站1540151015252025203021602200 6#废石破碎站1495终了14802030终了22002280 根据设计方案，该项目基建总工期为15个月，2011年10月开始实施，2012年12月联动试车，2013年3月正式投入使用。但由于该项目启动晚、方案确定时间长；加之项目投资大，占地范围广，征地及搬迁实施难度大；号排土场截排洪系统工程量大（特别是排洪隧洞），现场施工条件差，建设工期长，该项目已不能在2013年3月投入使用。随着攀钢集团公司对铁精矿需求的不断加大，白马铁矿加大组织力度，缩短达产时间，从而加快了矿山下降速度（根据白马铁矿提供的田家村采场2012年1月末采场现状及2012年采剥计划进度，目前开采水平主要有1780、1765、1750 m三个作业水平，至今年底采场开采水平降至1705 m，主要形成1750、1735、1720、1705 m四个工作水平）。同时根据中冶长天国际工程有限责任公司2012年2月完成的攀钢集团攀枝花新白马矿业有限责任公司白马铁矿扩能改造工程可行性研究4，田家村新开辟南采场，并将于2013年开始基建剥离，2015年达产300万t/a。只有进一步加快采场下降速度，田家村采场2015年才能达到800万t/a的矿石生产能力。综上所述，根据矿山项目建设实际，矿山生产加速以及规模扩大的需要，岩石破碎站（特别1#破碎站）位置急需重新确定。3 岩石破碎站标高优化设计方案田家村采场岩石破碎站的位置主要取决于：岩石破碎胶带系统建成投用时间；采场生产能力；采场内各分层岩石量的分布。白马铁矿采剥平衡计划已对采场生产能力、时空关系做了安排，问题在于受建设、征地和搬迁等实际情况的影响，岩石破碎胶带系统不能在2013年3月投入使用。该系统投入使用的时间越晚，田家村采场上部分层结存的岩石量就越少，1#破碎站的标高就应相应降低。现就该系统按2013年12月末、2014年6月末、2014年12月末建成进行比较。3.1 田家村采场分层岩石量分布根据白马铁矿提供的田家村采场2012年1月末采场现状及2012年采剥计划进度，田家村北采场目前主要开采1780、1765、1750 m三个水平，至今年底采场开采水平降至1705 m，主要形成1750、1735、1720、1705 m四个工作水平。截止2012年1月末，田家村采场设计境界内结存岩石量33207.39万t，其中南采场结存岩石量13766.17万t，北采场结存岩石量19441.22万t。田家村采场及南采场设计境界内各分层结存岩石量分别见表2、表3。3.2 田家村采场20122014年采剥进度计划根据中冶长天国际工程有限责任公司2012年2月完成的攀钢集团攀枝花新白马矿业有限责任公司白马铁矿扩能改造工程可行性研究4，田家村南采场将于2013年开始基建，2015年达到300万t/a，田家村北采场生产规模达到500万t/a。结合白马铁矿田家村采场2012年采剥计划及20122015年产能计划安排，田家村北采场、南采场20122014年各分层剥离岩石量情况分别见表4、5。攀 钢 技 术 37表2 田家村采场境界内岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t1795178026.8826.8817801765112.39112.3917651750195.60195.6017501735262.50262.5017351720309.60309.6017201705370.05370.0517051690532.38532.3816901675729.18729.1816751660878.85878.851660164518.371078.381087.571645163049.741287.181312.051630161552.521323.301349.561615160048.851053.751078.181600158544.231311.451333.571585157036.481394.371412.611570155547.281573.561597.201555154057.751751.011779.891540152576.211652.821690.931525151069.881793.131828.0715101495121.741807.501868.3714951480165.631856.251939.0714801465283.031829.131970.6514651450376.511872.122060.3814501420691.752522.522868.4014201390654.821753.592081.0013901360484.891016.731259.1813601330348.74633.51807.8813301300162.26294.93376.061300127089.3489.34合 计3790.6831312.0033207.39注：表中岩石量合计中包括50%的表内D级矿石，不含表外矿。 表3 田家村南采场临时境界内岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t1690167518.9018.901675166054.9054.90166016458.2183.8887.991645163021.43142.56153.28163016158.29247.50251.651615160014.57219.96227.251600158510.21458.64463.751585157014.61604.26611.571570155522.71798.66810.021555154024.781035.721048.111540152551.011093.681119.191525151060.171132.021162.1115101495114.391150.201207.4014951480152.401174.321250.5214801465248.381210.681334.8714651450334.091033.921200.9714501435251.67771.30897.1414351420209.96593.46698.4414201405142.59454.32525.621405139053.76355.32382.20139013757.35256.68260.36合 计1750.5812890.8813766.17注：表中岩石量合计中包括50%的表内D级矿石，不含表外矿。 表4 田家村北采场20122014年剥离岩石计划 分层标高/m2012年/万t2013年/万t2014年/万t1795178026.8817801765112.3917651750184.0511.5517501735123.22139.2817351720145.58150.4413.5817201705119.77226.6923.5917051690160.52149.211690167550.92133.0516751660314.7916601645128.26合 计711.89739.40762.48注：表中剥离岩石量不含表外矿。攀 钢 技 术 39 表5 田家村南采场20132014年剥离岩石计划 分层标高/m2012年/万t2013年/万t2014年/万t16901675 18.90 1675166054.901660164587.9916451630153.281630161568.00183.651615160029.00198.2516001585210.451585157075合 计412.07667.35注：表中剥离岩石量不含表外矿。3.3 田家村采场结存岩石量情况3.3.1 田家村采场2013年12月末结存岩石量 根据田家村采场设计境界内各分层结存岩石量及20122013年年末各分层剥离岩石量可知，至2013年年末，田家村采场设计境界内结存岩石量31344.02万t，其中南采场结存岩石量13354.17万t，北采场17989.85万t。田家村采场、南采场设计境界内各分层结存岩石量分别见表6、7。 表6 田家村采场2013年年末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t1780176517651750175017351735172013.5813.581720170523.5923.5917051690371.86371.8616901675659.36659.3616751660823.95823.951660164518.37990.39999.581645163049.741133.901158.771630161552.521255.301281.56 表7 田家村南采场2013年年末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t16901675167516601660164516451630163016158.29179.50183.651615160014.57190.96198.251600158510.21458.64463.751585157014.61604.26611.571570155522.71798.66810.02结合田家村采场2013年年末各分层结存岩石量分布，田家村采场17351660 m水平（五个水平）结存岩石量1892.34万t;16601630 m水平（两个水平）结存岩石量2158.35万t。加权平均计算7个水平分层岩石重心高度在1653.37 m。3.3.2 田家村采场2014年6月末结存岩石量根据田家村采场设计境界内各分层结存岩石量及20122014年6月末各分层剥离岩石量可知，至2014年6月末，田家村采场设计境界内结存岩石量30575.70万t，其中南采场结存岩石量13199.47万t，北采场17376.23万t。田家村采场、南采场设计境界内各分层结存岩石量分别见表8、表9。 表8 田家村采场2014年6月末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t178017651765175017501735173517201720170517051690222.65222.6516901675559.36559.3616751660723.95723.951660164518.37990.39999.581645163049.741133.901158.771630161552.521071.651097.91 表9 田家村南采场2014年6月末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t16901675167516601660164516451630163016151615160014.57219.96227.251600158510.21458.64463.751585157014.61604.26611.571570155522.71798.66810.02结合田家村采场2014年6月末各分层结存岩石量分布，田家村采场17051645 m水平（四个水平）结存岩石量2505.54万t;16451615 m水平（两个水平）结存岩石量2256.68万t，加权平均计算7个水平分层岩石重心高度在1642.76 m。3.3.3 田家村采场2014年12月末结存岩石量根据田家村采场设计境界内各分层结存岩石量及20122014年年末各分层剥离岩石量可知，至2014年年末，田家村采场设计境界内结存岩石量29914.12万t，其中南采场结存岩石量12686.81万t，北采场17227.31万t。田家村采场、南采场设计境界内各分层结存岩石量分别见表10、表11。攀 钢 技 术 41 表10 田家村采场2014年年末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t178017651765175017501735173517201720170517051690222.65222.6516901675526.31526.3116751660509.16509.161660164518.37862.13871.321645163049.741133.901158.771630161552.521071.651097.91 表11 田家村南采场2014年年末结存岩石量 分层标高/m表内D级矿石/万t岩石量/万t岩石量合计/万t1690167516751660166016451645163016301615161516001600158510.21248.19253.301585157014.61529.25536.561570155522.71798.66810.02结合田家村采场2014年年末各分层结存岩石量分布，田家村采场17051645 m水平（四个水平）结存岩石量2129.44万t（1660 m水平以上结存岩石量1258.12万t）；16451615 m水平（两个水平）结存岩石量2256.68万t。加权平均计算7个水平分层岩石重心高度在1641.15 m。4 岩石破碎站位置的确定根据原设计，该项目基建总工期为15个月，2011年10月开始实施，2012年12月联动试车，2013年3月正式投入使用。由于目前还未进场施工，已经影响工期8个月，假设2012年6月能动工，施工期要受到两个雨季的影响；同时打隧洞还可能发生不可预见的地质、水文状况；特别是征地、搬迁安置量大，还需依靠地方政府的推进，这对工程建设的影响更不可控。这些因素稍有变化2013年末工程建设就不能完成。第一方案：2013年末工程建设完成投用，只有2个月调节余地，1#岩石破碎站位置建在16501655 m水平范围内（分层岩石重心高度在1653.37 m）不可靠。第二方案：2014年6月末工程建设完成投用，有8个月调节余地，1#岩石破碎站位置建在16401645水平范围内（分层岩石重心高度在1642.76 m）可行。第三方案：2014年12月末工程建设完成投用，有14个月调节余地，1#岩石破碎站位置建在16401645 m水平范围内（分层岩石重心高度在1641.15 m）可行。但会严重影响2015年田家村采场达到800万t矿石生产能力的实现。若原设计方案1#岩石破碎站位置在1730 m不变，工程建设上述3个完成时间节点都会存在，所有岩石运输都重载上运，时间越晚，上运距离越长，不仅运营费增多，而且联络通道在采场中折返越多，所占采场空间越大，会严重影响采场生产能力。以上分析，推荐第二方案为优选方案2014年6月末工程建设完工投用，1#岩石破碎站位置建在16401645 m水平范围内。根据时间、空间和量的关系确定，原设计2#、3#岩石破碎站分别在1660、1620 m水平，由在16401645 m水平新1#岩石破碎站代替，原4#、5#、6#岩石破碎站标高位置不变。新确定田家村采场共布设4个岩石破碎站，其中1#岩石破碎站标高为16401645 m