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井下废石破碎系统在宝山矿深部开采中的应用
发布时间：2013-10-17 08:37 来源：未知
地下金属矿山开拓工程、采准切割工程及采场回采时遇到夹石都能产生较多的废石。近些年来，由于地表浅部资源开采完毕，很多矿山都进人中深部开采。随着矿山开采深度的增加，井下废石的提升运输费用也相应增加，提升难度也大幅度提高，而且废石被提升到地表堆放，需要废石堆场，不仅耗费资金、占用大量土地，而且形成地表固体废弃物和粉尘，污染矿山生态环境。
矿山固体废弃物的处理是改善矿山环境的重要措施，它除用于工程建设以外，经过一定工序处理可用于井下采空区充填�？悸堑教嵘延眉熬掀扑椴罅糠鄢疚廴究掌肪车�，对废石处理的最好的方法莫过于在井下直接破碎后用于井下采场充填。
国内外矿山在井下建破碎站已经比较普遍，但多数井下破碎站都是用于矿石的初碎，特别在中深孔开采易产生大块的矿山和铁矿山。这些矿山利用井下破碎系统减少采场矿石大块的二次爆破，降低炸药单耗和改善采场通风效果，铁矿山在井下对磁铁矿初碎后进行干式粗选。但是矿山在井下建设用于碎石骨料胶结充填的废石破碎系统还不多，特别是在南方地区由于地下水丰富，井下高水废石复合破碎易堵塞复合破碎机等原因导致井下破碎系统在南方地区难以实施，另外井下破碎系统造成工作环境粉尘较多，必须采取有效措施保证作业岗位粉尘浓度达到国家卫生标准。
湖南宝山有色金属矿业有限责任公司开采西部2号砂岩复杂矿体时，在井下建立废石破碎系统，采用颚式破碎机和复合破碎机在井下对废石进行两级破碎，并开创性应用地下金属矿山废石破碎脱水网格振动筛，有效解决了高含水废石破碎堵塞复合破碎机的问题，为实现井下废石不出窿，废石破碎骨料直接用于井下采场胶结充填创造了条件，并达到在破碎系统关键部位用密闭或半密闭方式抽出式通风除尘及收尘的目的。
1、宝山矿2号砂岩矿体概况
湖南宝山有色金属矿业有限责任公司是一座富含铜、钼、铋、钨、铅、锌、金、银等多种有色金属的矿山。宝山矿西部2号矿体位于50m中段以下，为铅锌矿，品位高，铅+锌品位约30%，高的可达40%，有很好的开采价值。
西部矿床按成因属热液型矿床，矿体主要赋存于宝山矿西部宝岭北倒转向斜的次级小背斜中，上下盘围岩为极不稳固的碳质页岩，坚固性系数为4—6，即使是较完整的岩样，其抗拉、抗剪强度也较低，巷道掘进常有冒顶、片帮及塌方事件发生；矿石稳固性多为中等，坚固性系数为8—l6。矿体走向长约100 m，产状、厚度变化较大，形态复杂。- 70一-50 m中段矿体呈倾斜产状，倾角为300一400，厚度为2—10 m，平均为6—7 m；-50一-30 m中段受f断层影响，矿体错动较大，倾角为500~ 700，矿体厚度为l一8 m，矿体在0m标高尖灭。
西部2号矿体埋深约500 m，在坑探时发现矿体赋存条件复杂，矿体形态多变，开采过程中产生较多的废石，废石提升到地表费用较高�？筇迳舷屡涛а椅裙绦圆�，必须采用充填采矿法保证开采安全，为废石井下利用提供了方向。废石溜井设置在白云岩中，因节理裂隙较发育，存在析水渗水现象。
2、井下废石破碎系统
2.1井下废石溜井系统
宝山矿废石破碎站建在- 30 m中段，废石主要由50 m中段以下中段提供。50 m以下掘进、采准、开采产生的废石由西部和北部的斜井提升到50 m中段的卸废硐室，然后通过废石溜井到-30 m中段废石破碎站，废石经废石破碎系统粗、细两级破碎后，达到充填设备要求的骨料粒径，溜至废石储料硐室用于采场充填。2.2废石破碎系统设备选型
破碎设备选型影响因素：废石的供给和碎石的应用、破碎后骨料粒径大小、设备之间配套等。
根据宝山矿井下使用的泵送充填设备，要求骨料粒径不大于20 mm，所以选用经过两级破碎后达到废石骨料小于20 mm的要求；废石供应充足，并且考虑各设备之间工作效率的配套。
破碎硐室采用单机端部的布置形式，这种布置的优点在于配置紧凑、跨度小，检修维护方便，有利于施工和生产。
宝山矿井下废石破碎系统设备主要包括：PEF400×600颚式破碎机、PEL - 1000复合破碎机、G27振动给料机、S221250×2500振动筛、B500胶带输送机等。
2.3废石破碎工艺
宝山矿西部井下废石由废石溜矿井通过振动放矿机放出后，经废石滑道进入颚式破碎机破碎；进行一级破碎后，由胶带运输机运至脱水浆振动筛，脱去废石中粒径小于20 mm的含水浆体，水浆体不用经过复合破碎机，直接输送到分级振动筛筛分。
脱水浆振动筛之上的废石进入复合破碎机，进行二级破碎后，由胶带运输机送至分级振动筛，粒径小于20 mm满足骨料要求的直接进入骨料储存料仓，筛板上留下的粒径大于20 mm废石经循环胶带运输机送回到复合破碎机再进行一次二级破碎。其工艺流程如图3所示。
一般的矿山破碎系统中一二级破碎机由胶带运输机直接相连，但在宝山矿废石溜井设置白云岩中，节理裂隙发育，溜井壁存在着渗水析水现象，这种想象在南方矿山和一些地下水发育的矿山是普遍存在的。废石经过一级颚式破碎机破碎后，形成含水浆体块石，如果直接进入二级复合破碎机破碎，极易堵塞复合破碎机，导致电机烧毁，生产终止。宝山矿在废石破碎系统中一二级破碎机之间增设一个脱水振动筛，筛孔大小为20 mm×30 mm．把满足骨料粒径要求又造成复合破碎机堵塞的粒径小于20 mm的含水浆体筛分出来。此举有效避免了复合破碎机的堵塞，提高了复合破碎机工作效率，并且减少了破碎成本。
2.4通风除尘系统
-30 m中段破碎通风除尘系统采用分区抽出式结合直径400 mm通风管道及密闭方式解决排尘问题，目前排出的粉尘是汇入井下西部-30 m中段回风巷道，再经-30 m中段回风巷道75 kW主扇排至西部回风系统。
-30 m中段破碎硐室设置为3个独立的通风
除尘系统，共安装抽尘风机3台，均采用井下常用的
5.5 kW局扇，安装∮400 mm通风管道240余米。
(1)S221250×2500振动筛、2号皮带卸料口、3号皮带进料口划分为独立的通风除尘系统，采用整体密闭方式，利用抽风机产生的负压及排尘管道将粉尘排至-30 m中段西部回风巷道。
(2) PEF1000复合破碎机、1号皮带卸料口、2号皮带进料口划分为独立的通风除尘系统，采用局部密闭方式，利用抽风机产生的负压及排尘管道将粉尘排至-30 m中段西部回风巷道。
(3) PEF400×600颚式破碎机、废石溜井振动筛出料口、1号皮带进料口划分为独立的通风除尘系统，采用局部密闭方式，利用抽风机产生的负压及排尘管道将粉尘排至-30 m中段西部回风巷道。
3、井下废石破碎系统应用效果及评价
宝山矿井下废石破碎系统2010年1 1月建成运行，设计破碎能力15m3/h，实际破碎能力11～13 m3／h，破碎机工作负荷为73. 3%。86. 7%。原始废石粒径为0～400 mm，一级破碎后粒径为0—70 mm，二级破碎后粒径为0 ~20 mm，其中复合破碎机出料口碎石粒径3 mm以下的占90%，再加上脱水振动筛筛下的粒径小于20 mm的水浆体，最终储存料仓中碎石粒径3mm以下的占70%。该粒径组成满足井下充填设备泵送要求。废石二级破碎后在-70 m中段的废石储料仓暂存，与井下充填系统形成有效衔接。
该废石破碎系统在复合破碎机前增设脱水网格振动筛，脱去一级破碎废石中含水浆体，解决了高含水废石堵塞复合破碎机的状况。
宝山矿- 30 m中段破碎硐室设置密闭或半密闭的通风除尘系统，较好地改善了破碎硐室粉尘污染，经现场测定，破碎系统各产尘点粉尘浓度均在2mg/m3以下，达到国家卫生标准。
4、结语
宝山矿深部矿体开采成功应用了井下建立废石破碎系统，采用颚式破碎机和复合破碎机在井下对废石进行两级破碎，采用脱水网格振动筛解决高含水废石破碎堵塞复合破碎机的问题，使用密闭方式通风除尘系统改善破碎硐室空气粉尘问题，实现了井下废石不出窿，废石破碎骨料直接用于井下采场胶结充填。
