基鲁纳的超级采场.pdf

基鲁纳 的超级采场 H and H anri m 提要 {在基鲁纳开采的大多数矿石是由分段崩落怯获得时． 该法是谈矿确认的使用很好的采矿 怯 ． 由于追求充分增加产量 所咀．变更是不可避免的．且都分矿石 目前是用大直径罐孔分段 涪‘ 1 B ’ x g e s c a l e s u b l e v e l 叩 i g 超级采矿法开采的。作者描述了这种采矿法萜为采矿研制的凿岩 设备 基鲁 纳矿 山以它高水平的采矿技术赢 得 了世界声誉。多年来，基鲁纳矿山通过分段 崩落法生产 了千百万 吨矿 石。这种方法具有 它 自身的特点，经逐步研究，达到了比以往 任何时候都 高的效 率。今天，基鲁纳的生产 效率保持在l 5 0 t ／ 人 班 ， 这一效 率 只 有 为数很步 的几个矿 山可 以相 比。 然而，基鲁纳投有 满足于既有的成就 。 为了在 9 0 年 代保持其竞争地位 ，生产率必须 增 加甚 至更 多。L KA B 的长 远规 划要 求矿 山 把 1 5 0 t ／ 人 班 指标翻一甜。 改进 中的采矿作业 效率包括 几个参数 。 一 是矿山地下雇用人员要少。二是生产设备 要保持生产 时间长 ，利 用好一天2 4 h 。这 些 活动提供了人力，工厂资金投资和设备的较 好利用 。 一 、自动化装置和遥控 早在7 0 年代，基鲁纳矿 就 在7 7 5 m 段 安装 了运输矿石的遥控无人驾驶机车 。这是 一 个 依然 维持高效率的高技术系统 。随着无 人驾 驶机 车的实践，基 鲁纳矿 目 前 正 在 为 L HD 作业开发一个遥控系统，叉 称 “ S A L T 工程” 自动装运系 统。装载机铲斗的装 料作业是 通过 电视监测器和无线 电控铜 的方 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 1 式 遥控 ． 。L HD 系 统的 工作循 环的停 歇是 自 动化的 。LHD装置连接着巷道地 板里 的一 根 电缆。使用这个系统的生产 试验始于 1 9 9 0 年 2月 。一个操作人员可从遥控 室 操 作 三 台 LHD机器 。 自1 9 8 7 年 以来，用于打分 段崩 落法的扇 形炮 孔组的阿特拉斯 科普柯 公司 的S i mb a H2 2 2 凿岩台车 ， 就 装备有半 自动化系统 。在 这种情况下 ，操 作者 需要 为钻凿下 一炮 孔的 凿岩机定位采用手动 开炮 眼，并打 第 1 m孔 以确保炮孔按正 确的方 向开钻 。然后 ，开肩 自动系统，把炮 孔打到预定深度。 二、分段崩 落采矿法 分段 崩落法是一种有效的采矿法 ，基 鲁 纳的矿 工们 为了大 规模 生产发展 了 这 种 方 法。分段的距 离 已从1 2 m增加 到不久前 的2 2 m， 而今 天的分段 正在按2 7 m的 垂直 间隔 掘 进。这需要 打扇形 孔，最深孔为4 5 m。为 i 有效 爆破 和获取 高的矿石 回收率，要求打钻 特别准确，孔偏差最小。 未来的计 划包括分段崩 落法 技术 更合理 化，并 增加 自动化 凿岩和装 载工艺 。在基 鲁 纳，分段 崩落法在 可预 见的未来仍是最重要 的采矿法 。不 过矿 山今 天还在寻找较容易实 一 5 1 维普资讯 现 自动化 的其 它采 矿法。 分段崩 落法 需要 在分段 准备方面作大 量 的采准工 作。矿石 生产被延仲封上部许 多横 巷工作面 。在这 里，装 载机 装完这个横巷的 矿石 以后， 就转过去装另 一个横巷的矿石 。 为满 足变 化的 作业 工艺 需要，使得遥控和 自 动化系 统的应用复杂化 。 大 规模 的采矿 方法具 有更大 的 生 产 能 力， 同时，也 最适用于 自动化。当基鲁 纳矿 山设计 人员开始寻找替代 “ 古老 而 确 实 的 “ 分段臻落方法时，就认 为这 些 是 关 键 条 件 。 三、超级采 场 就习惯于普通 矿山和尺 寸的矿工来说 ， 基鲁钠的大 规模 工程看 来近乎是符 合科 学幻 想故事的铷 造。然而 没有 人会 比在瑞 典北部 那儿的矿 工们更认真。 由基 售纳矿山设计人 员设计 的 这 种 方 法 ，用采矿 术语来说， 就是分段 空场 法。最 终设计韵采场 尺寸，无论怎样 ，己迭 使人震 惊 的高度 ，1 5 4 m。从分段 巷道 向 上 打炮 孔 2 4 m，向下打l O O m 。这被认为是世界纪录， 或许是任何类似的作业尺寸的 2倍。基鲁纳 的矿工们 已命名第一个采场 为 。 超级采场 。 为 了避免与一般的分段空场 法相 泥 淆， 1 5 4 m 的采场 高度产生这种采矿 方法被称为 超级 采 矿法”。 基 鲁纳矿体 规 模 大，长 4 k m，平均宽 8 5 m。在大规模开采计 划 中，矿 休 被 分 为 1 0 0 m长和 1 5 4 m高的矿块 ． 每个矿块含5 0 0 万 t 矿石。每个矿块叉分成 9个子块采 场， 按顺序开采。每一个采场有自己 的 质 量 等 级，允许根据市场需求 灵活生产 不同品位的 矿 石 。 未来的超级采场 示意图见圉 1、 2。由 爆破型式 可预计每米1 6 5 ram直径的炮 孔 可生 产6 5 t 铁 矿石 。 圈1 9 个 子块 布置的超级采场 圈2一个矿块表 示8 个分 段采 场 四、超 级采场的超深孔 任何人都 明白，在超 级采场布置上 精确 打直炮孔 的必 要性 。在 l 9 8 6 年，基鲁 纳的 ] 程师们和阿特拉斯 科普柯的设计人员首次 讨论特深孔 凿岩机瓤设计时，这是一个基本 要求 。 与 此同时，儿个其它要求也捉 f } { 来了。 其 一是 自动化打眼 ，打一十 l O O m豫 拘 孔 不 要 任何人接触钻管 这 是首 例 。二是要求 有 色矿 山一 】 9 9 1 ． 1 维普资讯 自动取样，至步每 2 m孔取一个样。 五、S i mb a 2 6 9 凿岩台车 S i mb a 2 6 9 显 示 了一个完满的先进 的 凿 岩系统，关键 部件 之一是采用辅助装置 和控 制系统实现倒 退。设计 的凿岩系统 包括两 台 S i mb a 2 6 9 机组，每 台机组在 自己的布 孔巷 道 中打 眼，见图 3。 髓3 一对S l mb a 2 6 9 凿岩 台车工作 情况 注- ． 澈光搜①固定在运输巷遭的墙壁上、以 便 对 巷遭里的凿岩台车上的推进臂正确 定 向 2 漕 岩机的压绾空气．电力线路和冷却水 与 输遘 阿路相连接 ．控射扳安装在凿岩台车旁边．可 以 在控制 碉室内f 爵 助 电视摄象设备进行追控 ， 3 ． 干式凿 机系 统 ．包括 粗粒 分离器0 和一 白管式 滤风机吸收凿岩碎眉． 第一台S i m b a 2 6 9 凿岩台车 是1 9 8 7年 7 月交 付基鲁 纳矿 山的。 逸台机器 是 由坐在位 于巷道附近的的一个有采暖的小屋内 h e a t e d c a b i n 的 一位 操作员通过观 察 闭 路 电 视来监控 自动化凿岩的 。圆盘传 送式钻管储 存器 c a r o u s e l t y p e ma z g a l n e 存 有5 4 根 钻管，每根长1 ． 8 7 5 m ，可 以自动钴 凿 预 定 深度达 1 0 0 m的炮 孔。打完一个 孔后 ， 自动系 统回收钻管，并把它们放 回圆盘传 送式钻管 储存器 中。 对 于要求 的深直炮 孔，采用潜 孔 I T H 凿岩 技术 。这 一独特技术 已证实有能力 打这 种深度的炮孔，且具有令人满意的直度 带 有 色矿 山一 1 9 9 1 ． 1 有导向裴置的钻孔插入此钻真组， 以曲孔的 偏斜。 I T H凿岩锤由高压空气带动， 旨在加速 它的穿透速度和安全地把深孔钻屑吹出。地 下环 境避 免了由于收集钴屑和孔 口粉尘 带来 的污染并 通过 一个 吸水 软管送到一个分离器 清除钻 粒屑，粉尘 由集 尘器过泸后，将空 气 排入大 气。 自动取样器与排尘导管相连。为了把每 一 根钻管插入 钻具组 ，取样 器取 出小部分 钻 屑。样 品储 存在 可容纳5 4 个样 品 的 旋 转 箱 内，即一根钻管 一个 匣子 。样 品收 集和 分析 的结 果用来预报后期爆破 的矿石 品 位 和 质 量 。 确定钻孔的初始方 向，恰如钻孔修直一 样，问题错综复杂。为每一个机构使用高级 仪器， 会 占用 过多的循环，使打眼本身 的时 间过长。因此，机构必须简单，能使钻机自 我管理就够了，偏斜精度为孔深度的1 激光用 来指 示沿 凿岩巷道 的参考线， 觇 标跟踪激光束， 指示巷道中凿岩台车的方向。 再把孔的角 度定 下来，应用 一台’ 袖 珍 计 算 机，编程序计算卸载和倾斜角，以与三维爆 破 模型 相符 。 六、修改与完善 第 1型S i mb a 凿岩台车 在初始钻孔的 前 前后后，经历了大量的修改设计。它没有始 终用 自动化的 模式 打孔 ，时常在手动 情况 下 作业 ，然而 钻 了孔 I 首先 ，基鲁纳打 了一个 4 0 m深孔 的试 验 采场。尔后有一个 更 高 的 采 场，打6 0 m 踩 孔。两个试验采场，均要有凿孔和爆破两种 成果。 下一步是要充实凿岩台车，以较好地满 足未来的超级采场 的 应 用 。为 使C O P4 2 型 I T H冲锤打 1 1 5 mm的孔改用C O P 6 2 打 1 6 5 mm 的孔 ，钻管 圆柱输送器就必须换为较大的 ， 下转第6 1 页 一 53 维普资讯 起 的 。 名 銮 釜 音 甏 ， 这 表 明 煤 灰 粒 度 可 能 比硅酸盐水泥 粗些 ，这 是完全 可能 的，因 为材 料有 很大变化性 ，氡及其 子代物的浓度 对有 轨车 来说是微不 足道 的。 九、 结 论 根据实验室和采场对胶结性和 氡幅射试 验 测定 ，可 得 出下述结论 1 ． 两种c 型煤灰样 品的胶 结性好 于谢 种 F 型煤 灰。 2 ． 基德克里克矿废石胶结充填证明，如 果 养生 期为 3个月 ，可用煤灰代替6 0 的硅 酸盐水泥}养生期 1个月 ，可代替 3 3 ，这 是一个较理想的降低充填成本措 施。 3 ． 煤荻与炉渣的混台物跟煤灰与硅酸盐 水泥混合物相比，在强度与成本 上 无 大 佳 上接 第5 3 页 1 1 4 ram直径 的钻管 。为适应C O P6 2 型冲锤和 吹走8 0 m深 孔的新生钻屑，增加 了压缩 机的 空气风 压。 基 鲁纳的工程师 们充分信任深孔 回采的 设 想，订 了又一 台S 4 mb a 2 6 9 台车 ，来 自 于 工厂的第二台设备 已装配，旨在用1 1 4 mm的 钻管打] 6 5 mm的 炮 孔。这 样 ，在1 9 8 9 年 夏 季 ， 可有两台S i mb a 车使 用，一起 自 动打 8 o re深的采场炮孔 ，开 始实施研究计 划。 七、凿岩机性能 每天 两 班，工 作7 2 h 时 。一 台S i m 2 a 2 6 9 台车平均 打深 -f L l l s m到 1 2 5 m。到 目前为 至 最好的班凿岩能力接近2 0 0 m。 实践记 录 袭明凿岩速度月月稳步 增 加 。每 天1 3 0 m已 有 色矿 山一 l 9 9 1 ． 1 点 。 4 ． 在工作 所有煤荻试验搅拌地点，氧 的幅射量均在安大略省 劳 动部 门为无铀 矿山 1 所定标准 之内，平均值为规定值的 。 ． J 5 ． 因为产 在不 『 可矿 [ } 的煤在燃烧时产生 的煤 获，所含 的化学成 分不 同，因此煤灰的 胶结性也相异 ，无 统一 的固定值 ，所 以在做 充 填配 料设 计时 ，要根据不 同煤灰 性质取不 同的量值 ，也就 是说 ，当用煤 灰 作 胶 结 剂 时，除 了从 磺量控 制观点 出发 外，还要 考虑 早 期强度。这两 者都 需要 在胶 结剂 中保 有最 低量的硅 酸盐水 混。 卢德 春译 自 “ u 。 f f l y s h i “ b a e k f i l 1 a t Ki d d C r e e k Mi n e s ” 一 文 汪洋校 超过 2个月，2 0 0 m／d 指标 已为期不 远 。 八、 前． 景 S i mb a 2 6 9 深孔凿岩的前景取决 于 基 宦 纳从这 些很高的采场 垒面爆破所 取 得 的 经 验 基 鲁纳 的职 员们 已垒力 墩赴，投入 到深 孔爆破研究计 划中，超 级采 矿法似乎要与大 规模分 段崩落法一样适合于基 鲁纳矿 山的矿 石生产者 。 两 台第 二代 S i mb a 2 6 9 凿岩台车，装 有 1 5 0 mm直径钻管 的圆盘传 送式储存器 ，目 前 正在制造之中。 ． 李 丛奎译 自 Mi n i n g M。 g a z i n e 1 9 9 0 ． N o ． 6 ， 42 8 43 1 。 解 校 -- 6l 一 维普资讯