Serial No. 568 August. 2016 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 568期 2016 年 8 月第 8 期 澳大利亚某铁矿总图运输设计 胡军锋 西安有色冶金设计研究院) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 通过对澳大利亚某铁矿采选联合工程的总图运输设计进行分析,探讨了经济合理的 矿山总体布置方案,阐述了各工业场地厂址选择和铁精矿的运输方式,总结了矿山设计过程的注意 事项,为类似矿山总图运输设计提供参考。 关键词ꢀ 总图运输设计ꢀ 总体布置ꢀ 运输方式ꢀ 矿山设计 ꢀ ꢀ 矿山总图运输设计是一项复杂的系统工程,所 根据露天采场规模、总出入沟口位置、标高及相应的 矿区主联络道线路走向、位置,采取生产场地集中、 辅助场地分散布置的原则。 相对集中布置采、选工 业场地,而尾矿设施、炸药库等辅助场地则因地制宜 进行分散布置。 各功能区以矿区主联络道路为纽 带,形成功能明确、连接便捷、物流顺向、互不干扰的 总体格局,便于矿山生产和生活管理。 该矿采用公 路开拓运输方式,废石采用汽车运输至排土场自卸, 原矿采用汽车运输至选矿厂自卸至原矿仓,矿石在 选矿厂经破碎、磨矿、磁选、脱水后得到铁精粉,铁精 粉由铁路运至港口,尾矿通过管道输送至尾矿库排 放。 矿山总体布置为,露天采矿场分为一采区和二 采区,其中一采区规模为 1 200 万 t/ a,二采区规模 为 300 万 t/ a。 一、二采区南北总跨度约 7. 6 km。 涉及的因素较多,在设计过程中应统筹协调和妥善 处理各方面关系,合理组织矿山内外部运输,对矿山 进行统筹规划。 合理的矿山总体布置方案对矿山长 期生产的经济效益以及矿山的后续发展可发挥重要 作用。 合理的总体布置设计可达到矿山生产流程顺 畅、节省建设投资、降低生产费用、美化环境的效 [ 1-5] 果 。 本研究通过澳大利亚某铁矿采选联合工程 的总图运输设计实践,探讨经济合理的矿山总体布 置及运输方案,使矿山内所有建(构)筑物的布置与 工艺流程形成一个有机整体,满足矿山生产、生活需 要,提高矿山企业的经济效益和社会效益。 1 ꢀ 项目概况 澳大利亚某铁矿位于西澳 A 城市(港口城市) # # 以东 233 km,矿区东距 B 城市约 110 km,南侧有 A 城市至 B 城市的高速公路通过,距最近的铁路 177 km,该铁路线可至 A 城市。 矿区矿带 SN 走向,长 矿山设有 1 、2 排土场,并在各排土场旁设置表土堆 # 场和 氧 化 矿 堆 场。 1 排 土 场 位 于 一 采 区 东 侧 # 约 400 m 处;2 排土场位于二采区东侧约 450 m 处; 2 7 km 以上,本研究仅开发北部,区内海拔 315 ~ 495 采矿工业场地位于一采区东侧,西距一采区约 0. 35 km;选矿厂布置于一采区东侧约 0. 8 km 处,与一、 二采区联系均较方便;尾矿库位于选矿厂西北侧约 2. 5 km 处;总变电站布置于选矿厂西南角;生产用 水采用打井取水;项目配套爆破材料库位于二采区 东侧约 1． 45 km 处;行政福利区布置于选矿厂南侧 约 500 m 处。 矿区总体布置见图 1。 m,相对高差 180 m,地势较平缓。 矿区地势西高东 低、北高南低,矿体西倾,矿区东侧有明显的自然冲 沟。 矿山设计内容包括采矿系统、选矿系统、尾矿系 统及相应公辅设施等,生产规模为 1 500 万 t/ a 的矿 石处理量,服务年限 35 a。 2 ꢀ 矿区总体布置 该铁矿分为南北 2 个露天采场,矿区组成部分 3ꢀ 厂(场)址选择 包括露天采矿场、采矿工业场地、选矿厂、供电设施、 供水设施、爆破材料库、排土场、尾矿库、行政福利 区、采矿运输道路及辅助运输道路。 矿山总体布置 3. 1ꢀ 厂(场)址选择原则 (1)不压覆有开采价值的矿体,避开露天开采 爆破危险范围。 ( 2)该矿矿岩运输量及尾矿运输量大,尽量缩 短矿岩及尾矿运输距离,注意物流顺向,避免不必要 的反向运输。 ꢀ ꢀ 胡军锋(1982—),男,工程师,710001 陕西省西安市南大街 10 号。 4 3 总第 568 期 现代矿业 2016 年 8 月第 8 期 对环境的破坏。 . 2. 2ꢀ 采矿工业场地 该矿山一、二采区同时生产,根据各采区规模、 3 生产年限及联系条件,设计采用集中布置方式,靠近 主要采区建设采矿工业场地,对生产管理和发挥设 备效能有利。 采矿工业场地距一、二采区最近的出 入沟口分别约 0. 4,2. 3 km,该场地不但与 2 个采区 联系方便,而且位于采场至选矿厂的必经之路,相对 于各服务对象均较方便。 3 . 2. 3ꢀ 选矿厂 1)方案一。 靠近一采区主出入沟口,距一采 区 0. 8 km, 距 二 采 区 2. 4 km, 地 势 平 缓, 坡 度 ． 55% 。 优点:①选矿厂距一、二采区均较近,并靠 ( 0 近一采区,原矿运输距离较短;②选矿厂距采矿工业 场地及生活区较近,相互之间联系方便,便于协作管 理。 缺点:①与对应的尾矿库输送距离(4 km)较方 案二远;②铁精矿外运距离较方案二长 6 km;③一 采区存在部分反向运输;④无法兼顾远期的南部矿 体开采;⑤外部输电线路较二方案长 1. 3 km。 (2)方案二。 靠近二采区布置,距一、二采区分 别为 5. 6,1. 4 km,地势平缓,坡度 0. 3% 。 优点:① 铁精矿外运距离较方案一短 6 km;②外部输电线路 较方案一短 1. 3 km;③对远期南部矿体开采有一定 的兼顾;④尾矿输送距离 3. 7 km。 缺点:①原矿运 距大;②各工业场地布置分散,协作性差,不便于管 理。 图 1ꢀ 矿区总体布置 ( 3)有利于环境保护、水土保持、减少污染,注 意风向及各场地之间的相互制约和影响。 居住区、 排土场、尾矿库及各厂区的选址应综合考虑。 ( 4)尽量避开汇水面积大的地表径流谷线,远 离地表冲沟。 ( 5)综合考虑矿山资源分布情况、进出货物来 源与运量、产品的流向。 ( 6)尽量节省用地,减少对自然生态环境的破 坏,并留有适当的发展余地。 3 3 . 2ꢀ 厂(场)址方案选择 方案一的基建费用为 2 232. 5 万元,年运营费 用为 2 521. 7 万元;方案二的基建费用为 2 120. 0 万 元,年运营费用为 4 255. 4 万元。 方案一基建费虽 略高于方案二,但由于方案一靠近主要矿体,其年运 营费较方案二大幅度降低,且方案一与各场地之间 的协作条件较好,便于矿山运营管理。 尽管方案一 无法较好地兼顾远期的南部矿体开采,但考虑到选 厂设计寿命与矿山本期开采年限基本吻合,也可接 受远期搬迁或重新建厂方案。 综合分析,设计采用 了方案一。 . 2. 1ꢀ 排土场 由于露天矿剥离量大,加之剥离的氧化矿,每年 剥离量为 3 720. 72 万 t。 因此,尽量将排土场靠近 露天矿布置。 一、二采区西侧的场地逐渐变高,若将 排土场及采矿总出入沟布置于西侧,则会增加提升 运输量,且不可避免地增加运输距离。 另外,西侧矿 山资源尚未完全查明,若将排土场布置于上盘可能 会压覆有开采价值的矿体。 因此设计将采矿总出入 沟及排土场均布置于矿体下盘、露天矿东侧,为一、 # # # # 二采区分设 1 、2 排土场。 1 、2 排土场在选址过程 中还顾及到了露天矿东侧的自然冲沟(其上游汇水 面积为上百平方千米),为保证暴雨时地表径流畅 通,设计将其适当避开,避免洪水因受到阻挡而流入 露天采矿坑内,排土场布置于矿体下盘,恰好位于采 场主导风向下风侧,减少排土作业对采矿作业的影 响。 一采区后期废石可堆存于前期首采结束的区 域,可有效缩短废石运输距离,减少用地,降低排岩 4ꢀ 铁精粉运输方案比较 该矿铁精粉每年运输总量为 409. 22 万 t,铁精 粉由选矿厂运至 A 城市港口后装船运回中国。 选 矿厂至 A 城市港口公路里程约 249. 5 km,现仅有公 路运输,选矿厂距最近的铁路线 177 km,该铁路可 通至 A 城市港口。 根据矿山实际情况,选矿厂至 A 城市港口的铁精粉运输有公路、铁路、管道运输 3 种 方式。 ①管道运输方案,铁精矿浆浓缩后由管道输 4 4 ꢀ ꢀ 胡军锋:澳大利亚某铁矿总图运输设计ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年 8 月第 8 期 送至 A 城市附近脱水,生产回水需建回水管道返回 矿山利用,由于管道输送距离大,技术难度高,建设 投资大,且管理复杂,尤其是存在输送管道泄漏的风 险,不利于环保,且脱水后的精矿还需二次转运至港 口,因此,管道输送方案不予考虑;②公路运输方案, 将铁精矿浆在选矿厂脱水得到铁精粉,使用现有的 公路,外委专业运输公司将精矿粉运至 A 城市港 口,采用公路列车运输,该方案企业无需较多的基建 投资,运输方式较铁路灵活,但运营费用较高;③铁 路运输方案,将铁精粉从选矿厂运至 A 城市港口, 需建长 177 km 铁路与现有铁路接轨,并委托铁路运 营公司将铁精粉运至 A 城市港口,该方案企业建设 成本高,须经当地政府规划部门立项、可行性论证, 准备及建设周期长,但该方案运营费用较低。 呈半环状分布,由沿海的森林带向内陆逐渐过渡为 草原带、沙漠带。 本项目位于澳大利亚西部,具有荒 漠地区特点,故应结合当地自然地理条件进行设计。 ( 3)澳大利亚政府对生态环境保护和工人生活 及生产环境均较重视,如厂区内需设置环境水池,将 场地雨水集中排放至环境水池,经沉淀后再利用,不 得直接排放,厂址选择应避开需要保护的自然遗迹, 对于职工营地要求有良好的生活和娱乐空间,各种 配套设施应齐全,配有健身房、酒吧、急救中心,配套 电视、电话、网络等。 矿区一般应设置简易机场跑 道,供紧急医疗救治、紧急物资运输时飞机起降。 本 项目数千米外的城镇有可供使用的机场,因而无需 另行建设机场跑道。 ( 4)澳大利亚人力成本较高,建设、生产、维护 经分析比较可知,公路运输方案基建投资较铁 路运输方案少 214 400 万元,但年经营费用较铁路 运输方案高 42 518. 37 万元。 若采用铁路运输方 案,生产 5 a 节省的运营费用基本与铁路的基建费 用持平。 因此,从矿山长远发展考虑,采用铁路运输 铁精粉方案具有明显优势。 等过程多用机械设备,在厂区道路设计、通道设置等 环节,应充分熟悉各类车辆装备的技术参数和作业 空间,保证设计的适用性。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ 1]ꢀ 雷ꢀ 明. 工业企业总平面设计[M]. 西安:陕西科学技术出版 社,1998. 5 ꢀ 讨ꢀ 论 ( 1)矿山总图运输设计首先应满足澳大利亚的 [ 2]ꢀ 雷ꢀ 明. 厂址选择[M]. 北京:科学出版社,1992. 法律、法规和技术标准。 总图运输设计工作由工艺、 土建、管道等专业分别设计相关部分,对于总图设计 人员全面了解各行业规范中与总图相关的规定有一 定的困难,需要总图设计人员大量搜集并阅读其他 相关专业的规范,并找出与总图设计相关的条款。 [3]ꢀ 周ꢀ 理. 西藏某大型铜矿选矿厂厂址选择设计[J]. 采矿技术, 2 012(4):121-124. [ [ 4]ꢀ 蒋荫麟. 选矿厂设计中的总图布局与选矿工艺的关系[J]. 有 色金属设计,2003,30(2):23-25. 5]ꢀ 代红坤,王ꢀ 冲. 有色冶金工厂厂址选择的方法与实践[J]. 中 国有色冶金,2013,42(4):18-21. ( 2)澳大利亚地处热带和亚热带,降水从北、 东、南三面沿海向内陆作半环状递减,植物带也相应 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ( 收稿日期 2016-06-26) ■ ( 上接第 40 页) 及运输等环节进行监督,发现问题 度、灵活运用正确的采剥方法等措施取得了较好的 效果,矿石开采贫化率、损失率控制在 3% 以内,对 于类似矿山有一定的借鉴价值。 但该矿的矿石开采 贫化损失仍有一定的下降空间,进一步通过加强技 术研发和科学管理,在经济合理的条件下,有望将该 矿山的矿石贫化损失控制在更小的范围内。 严格考核,将矿石的贫化损失及均衡出矿与职工的 绩效、评先等考评挂钩,为降低矿石贫化损失提供制 度保障。 ( 4)技术人员保障。 公司组建了一支有实际工 作经验的地质、测量和采矿技术人员专业队伍,负责 矿石贫化损失控制工作,并落实到具体责任人,建立 健全技术档案和贫化损失统计台帐,完善专业统计 报表,强化各项基础工作,推动矿石质量管理以及贫 化损失控制工作逐步进入标准化和规范化轨道。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ [ 1]ꢀ 穆新和. 探讨降低露天铝矿贫化和损失的途径[J]. 有色矿冶, 002(5):5-8. 2 2]ꢀ 何名声. 凉山矿业露天矿山矿石损失与贫化控制探讨[J]. 采 矿技术,2012(2):19-21. 4 ꢀ 结ꢀ 语 近年来,太和钒钛磁铁矿区在控制矿石贫化损 3]ꢀ 王玉斌. 降低矿损失与贫化的综合措施[ J]. 矿业工程,2007 (3):31-32. 失方面采取了切实可行的技术措施和管理措施,通 过加密勘探网度、控制爆破效果、降低夹石剔除厚 (收稿日期 2016-05-18) 4 5