南芬露天矿扩帮区域固定排岩系统的延长使用与通路优化

南芬露天矿扩帮区域固定排岩系统的
延长使用与通路优化
付国龙
（本钢集团矿业南芬露天矿，辽宁　本溪　１１７０００）
摘 要：露天矿山的生产剥岩费用一直是影响矿山经营的主要指标；降低剥岩成本、提高矿山盈利水平也是提高露天矿山竞争力的主要措施；早期多数千万吨级矿山采用境界外设置固定排岩系统的方式实现经济排岩。

但是，随着下一期开采的延续，固定排岩系统势必将划分至扩帮区域内。

此时，如何最大程度保留排岩系统，实现经济排岩，降低剥岩成本，实现矿山平稳过渡成为矿山生产的重要问题。

结合南芬露天矿现状，研究并实现了扩帮区域固定排岩系统的延长使用和运输通路优化，使矿山实现平稳过渡的同时，降低了矿山运营费用，提升了经济效益。

关键词：固定排岩系统；编排生产计划；延长使用；经济效益
中图分类号：ＴＤ５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１２－０１６５－３
Extended Use and Route Optimization of Fixed Rock Drainage System
in Extension Area of Nanfen Open-pit Mine
FU Guo-long
（Ｂｅｎｇａｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｎａｎｆｅｎ　Ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｍｉｎｅ，　Ｂｅｎｘｉ　１１７０００，　Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋ－ｐｅｅｌｉｎｇ　ｉｎ　ｏｐｅｎ　ｐｉｔ　ｍｉｎｅｓ　ｈａｓ　ａｌｗａｙｓ　ｂｅｅｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｍｉｎｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．　Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋ－ｐｅｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｆｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｍｉｎｅｓ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅｓ．　Ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　１０　ｍｉｌｌｉｏｎ－ｔｏｎ　ｍｉｎｅｓ　ｕｓｅ　ｆｉｘｅｄ－ｂａｒｒｅｌｓ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ｔｈｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ．　Ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ａｃｈｉｅｖｅｓ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｒｏｃｋ　ｄｒａｉｎａｇｅ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｐｈａｓｅ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ，　ｔｈｅ　ｆｉｘｅｄ　ｌｉｔｈｏｌｏｇｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｂｏｕｎｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ａｒｅａ．　Ａｔ　ｔｈｉｓ　ｔｉｍｅ，　ｈｏｗ　ｔｏ　ｍａｘｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ－ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，　ａｃｈｉｅｖｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｒｏｃｋ　ｄｒａｉｎａｇｅ，　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋ－ｐｅｅｌｉｎｇ，　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｉｓｓｕｅ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｔａｋｉｎｇ　Ｎａｎｆｅｎ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｆｉｘｅｄ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｒｏｕｔｅ，　ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ａｃｈｉｅｖｅ　ａ　ｓｍｏｏｔｈ　ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ，　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｍｉｎｅ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｅｘｐｅｎｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．Keywords:　Ｆｉｘｅｄ　ｌｉｔｈ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎｎｉｎｇ；　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｕｓｅ；　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔ
南芬露天矿是一个扩帮过渡矿山，目前正处于三期扩帮四期开采阶段。

382m固定破碎站是位于上盘部位；服务于上期扩帮生产的排岩系统。

在本钢设计院2009年的1500万吨三期扩产设计中，将382m破碎站位置划分至上盘扩帮第一条带境界中，待推采至此处382水平时，需拆除保证正常推采。

但是，从现场实际情况看，382m破碎站附近仍有大量岩石未剥离，如此时将破碎站拆除，剥岩成本将大幅升高；并且，从剥采比方面来看，南芬露天矿三期扩帮过渡时期剥采比大（达到6.5t/t），剥岩时间集中，无法达到连帮前均衡剥岩、平衡投资的要求。

基本以上几点矛盾，提出了本课题——适当延长382m破碎站的使用时间，优化通路布置，降低剥岩成本。

1开采现状和存在问题
1.1 382米破碎站简介和位置
382m破碎站设计生产能力2000万吨/年，由382m破碎站卸料站、下部大坑、胶带斜井、2#土场排岩机组成，其主要生产过程为：废石经卸料站破碎后通过胶带斜井和排岩机排至土场，经过近几年的生产实践，由于南芬矿岩石硬度大、爆破效果差、设备老化等诸多影响因素，生产能力仅为1300万吨/年。

382m破碎站位于上盘扩帮第一条带区域，位于本次扩帮中部区域，北侧为矽石山扩帮区域，南侧为铁山扩帮区域。

见图
1。

图1 382米破碎站位置
1.2 生产现状和矛盾
由于382m破碎站的存在，将北侧矽石山扩帮区域和
收稿日期：２０１９－０６
作者简介：付国龙，男，生于１９６６年，辽宁庄河人，本科，高级工程师。

2019年 6月下世界有色金属165
南侧铁山扩帮区域分为两个独立的生产区域。

而且，其分
别布置了多条临时运输通路与北部①号出入沟和南部②号出入沟相连，压占了扩帮平盘空间，难以满足大规模推采和迅速下降的需要，拆除382m破碎站释放作业平盘空间，保证此处的快速推采显得尤为迫切。

但是，在南芬露天矿当前生产时期，面对国内国外钢铁行业跌宕起伏的形势，南芬露天矿既承担着本钢重要矿石原料生产基地、不允许在矿矿石供应上存在半点闪失；又面临着扩帮过渡时期剥采比大（达到6.5t/t）、生产成本高、运输能力不足、连帮接续困难等问题。

因此，为了保证上盘扩帮的快速下降，降低剥岩成本，提高矿山竞争力，对382m破碎站的保留与否、延长使用至何时、如何优化运输通路、如何在扩帮过渡中发挥系统的经济排岩作用进行了深入研究。

382m破碎站附近生产现状见图
2。

图2 382米破碎站附近生产现状
2382米破碎站的延长使用与道路优化
2.1 优化原则
①延长382m破碎站使用时间，合理布置运输通路，不能影响其所压占部位的正常连帮接续。

②保证安全生产，通路顺行，岩石的正常合理推采。

③将382m破碎站压占平盘空间保留到最小，将其附件岩石开采量达到最大，增加382m破碎站的货源供给量。

2.2 延长优化时间
根据以上原则，依据现有的生产模式和设备能力，按照上盘扩帮部位近几年平均产量3500万吨/年，提出了382m 破碎站延长使用的时间1年~3年，合理优化运输通路，并分别对1、2、3年进行编排生产计划论证。

2.2.1编排生产计划论证
（1）延长1年的方案和达到的状态
首先，在第二条带扩帮铁山区域布置向北去往382m破碎站的运输通路；
然后，在矽石山区域布置向南去往382m破碎站的运输通路；
最后，将382m破碎站前方推采，压占空间压缩至最小，形成第一条带扩帮区域的南北通路，实现第一条带和第二条带的南北大贯通、优化道路的布置和延长382m破碎站使用。

延长1年后的状态见图
3。

图3 延长1年后的状态图
（2）延长2年达到的状态见图
4。

图4 延长2年后的状态图
（3）延长3年达到的状态见图
5。

图5 延长3年后的状态图
（4）延长后的382m破碎站与下方台阶高差对比
通过编排生产计划，确定了上盘扩帮部位下降速度为48米/年。

分别列出延长1、2、3年的382m破碎站区域与下方扩帮区域和上期境界采矿区域的高差见表1。

表1 高差对比表
延长时间/
年
382破碎站
标高/米
下方高度/
米
高度差/米台阶差/个1382334484
2382286968
338223814412
世界有色金属2019年 6月下166
2.2.2延长382米破碎站后影响连帮分析
经矿山编排的长远规划对照，在第6年，需保证上盘扩帮与上期境界采矿区域在142米水平正常连帮从而保证生产作业空间和矿山正常开采的延续。

分别对延长1、2、3年对连帮的影响分析如下。

（1）延长1年后连帮分析
延长1年后，保留的382岩石站位置与下方剥岩区域相差4个台阶，可通过第2年~6年的生产剥岩逐渐撵回。

（2）延长2年后连帮分析
延长2年后，保留的382岩石站位置与下方剥岩区域（286水平）相差8个台阶，随着下部的生产，需在第3年~6年这4年时间里逐渐撵回。

此时，382m破碎站位置需从382m生产至142m，相差20个台阶，每年需下降60m；而382m破碎站下方区域需从286m下降至142m，相差12个台阶，每年需下降36m。

根据矿山多年经验来看，矿山扩帮区域每年下降60m已达最大值。

如果继续延长382m破碎站的使用，极易导致连帮困难问题。

（3）延长3年后连帮分析
从上述描述中看出，延长3年将导致保留的38m米破碎站位置连帮困难，压占平台，影响正常生产。

从编排生产计划和对连帮的影响来看，延长2年是比较合理的。

2.2.3382米破碎站胶带斜井延长时间分析
382m破碎站下部胶带斜井为382m破碎站的重要组成部分，其穿过扩帮区域到达2#土场，现结合以上编排生产计划对其穿过扩帮区域段可延长时间分析。

在采取一定措施的前提下，为了保证胶带斜井的稳定安全，生产爆破台阶需与下方预留25m稳定岩石，以减小冲击。

因此，结合胶带斜井与境界断面图判断推采至430水平时，最终境界台阶与下方仅有25m的距离，不再适合安全作业。

此时，如仍继续延长使用，将导致台阶无法靠界的情况。

对应延长后的状态图可得知，延长2年开采至430m时已到达极限。

2.3 延长使用时间的结论
通过以上方式，对比分析得出，382m破碎站可通过重[1] 李宝祥.采矿手册:第三卷［M］.北京:冶金工业出版社，1999.
[2] 王青，史维祥.采矿学［M］.北京:冶金工业出版社，2001.
[3] 本钢设计研究院.本钢南芬露天矿1 500万t/a扩产工程初步设计说明
书［R］.本溪:本钢设计研究院，2009.
新优化运输通路、控制爆破、加强管理等措施实现延长使用2年。

3经济效益
3.1 岩量
延长使用382m破碎站2年，平均年产量1300万吨/年计算，供应382m破碎站的岩量见表2。

表2 供应382米破碎站岩量表
扩帮区域岩量/万吨
上期境界采矿区域岩
量/万吨
合计岩量/万吨第1年7105901300
第2年7805201300
合计149011102600
3.2 运距和运输工作量
按照扩帮区域岩石去382岩石站比去土场节省综合运距2.5km，上期境界采矿区域岩石去382岩石站比去土场节省综合运距4km计算得出，共节省运输工作量1490万吨×2.5km+1110万吨×4km=8165万吨km。

4结论
当前国内大型露天矿山在扩帮生产过程中，难免涉及扩帮区域的固定排岩系统。

本文通过分析、编排生产计划论证、经济对比的方式得出了扩帮至固定破碎站台阶时，合理延长固定破碎站使用的方式和时间；保证了国内扩帮过渡露天矿山的经济剥岩，对其他扩帮过渡矿山生产有一定借鉴
作用。

图5 胶带斜井与境界断面图
2019年 6月下世界有色金属167。