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某特大型露天矿山开拓运输方案的比较选择
2018-09-19
特大型露天矿山在粗选后提出公路-平硐-溜井联合开拓运输和公路-汽车开拓运输 2 种开拓运输方案。两方案在技术角度上均可行,建设投资以及设备投资相差不明显的情况下,按 照运输设备10 a 一个折旧周期,在基准收益率10% 的前提下对方案后期运营费用进行比较,结果 表明,公路-平硐-溜井联合开拓运输方案相较于公路-汽车开拓运输方案在经济效益上有明显的优 越性,费用净现值差额巨大。同时,公路-平硐-溜井联合开拓运输方案采用2 条平硐与溜井底部破 碎硐室连通,较好地满足了硐室内通风、除尘以及2 个安全出口的要求。
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池州某矿山位于池州市贵池区境内,矿区属低山丘陵地貌,属亚热带湿润季风性气候区,雨量充沛。年平均气温16.1℃,七、八月最热,极端最高气温40.9℃;一、二月最冷,极端最低气温-16℃。风向以偏东风为主,次为南西风,年平均降雨量1556.9mm,历年平均降雨140.5天,雨季多集中于四~七月。

1 矿山简介

矿山为新建露天矿山,年计划生产矿石6000万t。矿山为独立山体,呈北东-南西向展布,长4.5km,宽1.5km,区内地势总体特征为中部高,向周边逐步降低。矿山深加工区位于采场北侧,矿山总平面布置见图1。

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图1   矿山总平面布置图

2 开拓运输方案选择比较

2.1 开拓运输方案

(1)矿山为独立矿体,相对高差较大,坡角一般为15°~34°,山体呈北东-南西向展布。地势总体特征为中部高,向周边逐渐降低,最高点标高+408.6m,最低点标高+27.6m,最大相对高差381.03m。

(2)加工车间和排土场分别位于露天采场北部和南部,按公路展线布置计算结果,采场至加工车间与排土场的平均运距均分别为4.5km、2.1km。

矿山为露天开采,可供选择的开拓运输方案有:方案Ⅰ:公路—平硐溜井联合开拓运输;方案Ⅱ:公路开拓汽车运输。

2.2 开拓运输方案技术经济比较

2.2.1 开拓运输方案技术比较

①公路—平硐溜井联合开拓运输方案

在采场靠近北侧山坡由东向西平行设置4条溜井(Φ8m),溜井间距620m~800m不等,同时在矿体北侧修筑9m宽辅助开拓道路。溜井底部设置粗破碎,并通过平硐与加工区相连。矿石在采场内用汽车由工作面运至溜井卸矿,经溜井底部破碎机粗碎后,再由平硐内胶带转运至加工区。表土及剥离风化层由汽车经矿体北侧的道路直接运至排土场。该方案适用于比高较大的矿山,利用矿石自重溜放,可减少运输设备和运输线路工程量,并且汽车运距短(采场内平均单程运距450m,平硐运距760m),矿石生产成本较低。但溜井平峒基建工程量较大,施工工期较长,且生产运输环节多、管理复杂,溜井降段技术要求严格【1】

②公路开拓汽车运输方案

公路开拓汽车运输方案,在矿体南侧布置17m宽上山开拓道路,通往+355m标高,+355m标高以上修筑简易道路。采场内矿石和表土及剥离风化层均采用汽车运输,运至加工车间和排土场。 采用公路开拓汽车运输方案的优点是适应性强运输工艺简单、机动灵活、 生产环节少、 易于管理等优点,缺点是汽车投入量较大、运输距离长(平均单程运距接近4.5km)、道路维护繁琐、生产运营成本较高。

2.2.2开拓运输方案经济比较

2.2.2.1基建工程投资

方案Ⅰ的基建工程主要包括溜破系统和辅助道路,其中溜破系统主要包括主溜井(8m)、下部矿仓(12m×10m)、给矿机硐室、破碎硐室、风机硐室、变电硐室、胶带平硐、运输平硐(运输破碎设备并作为安全出口)组成,其中溜破系统共4套,共投资16451万元,方案Ⅱ的基建工程主要为17m宽开拓道路,共投资2180万元。

两者差值(Ⅰ-Ⅱ)为14271万元。

2.2.2.2设备投资

破碎设备两方案都需采用,不计入本次比较。Ⅰ、Ⅱ方案设备区别主要是运输汽车数量、运输胶带及破碎硐室辅助设施。

方案Ⅰ设备投资主要包括运输汽车、运输胶带及破碎硐室辅助设施,共23534万元。方案Ⅱ设备投资主要是运输汽车,约25800万元。

两者差值(Ⅰ-Ⅱ)为-2266万元。

2.2.2.3运营期费用

根据南采场采剥进度计划,计算每年的矿石运距及经营费。计算参数: 汽车运费1.0元/( t·km),胶带机运费0.5元/( t·km);可比经营费计算结果及净现值见表1。

表1  可比经营费计算结果经费及现值表

序号

项目

单位

方案Ⅰ

方案Ⅱ

备注

1

方案可比投资

万元

39985

27980

 

1.1

土建

万元

16451

2180

 

1.2

设备及安装

万元

23534

25800

 

2

运距比较

km

1.66

9

 

2.1

汽车

km

0.9

9

 

2.2

皮带

km

0.76

 

 

3

年制造成本比较

万元

8739

36109

6000万t/a

3.1

汽车运输作业成本

万元

3780

32400

 

3.2

皮带运输作业成本

万元

1368

 

 

3.3

折旧费

万元

2391

2689

 

3.4

修理费

万元

600

420

 

3.5

其他

万元

600

600

 

4

项目费用净现值(ic=10%)

万元

78664

207316

按十年考虑

通过比较发现,方案Ⅰ较方案Ⅱ可比投资高出12005万元,年制造成本方案Ⅰ比方案Ⅱ低27370万元,按照运输车辆十年一个折旧周期考虑,在基准收益率10%的前提下,方案Ⅰ费用净现值为78664万元,方案Ⅱ费用净现值为207316万元,在整个评价期内,方案Ⅰ较方案Ⅱ节省128652万元,在技术可行的前提下,方案Ⅰ在经济效益上明显更优。

2.3方案确定

相较于公路开拓运输,溜井卸矿虽然可能会发生堵井、跑矿等现象,井壁磨损严重等问题,但是采取严控入井矿石块度、防止放空等管理措施【2】,上述一系列问题还是可以降低或避免的。我国大型露天矿山采用溜井平硐较多,如福建上杭紫金矿业露天矿、本钢南芬露天矿、太钢尖山铁矿、攀钢兰尖铁矿等大型、特大型矿山,都取得了很好的效益。因此综合比较后选用公路—平硐溜井联合开拓方案。

3 开拓运输系统布置

设计在矿体北侧山坡布置9m宽1#上山开拓道路,由矿体西侧厂区道路+70m标高沿地势通至+340m、+355m等基建采准面,+355m标高以上修筑简易道路至山顶+408.6m标高;同时在1#开拓公路东北侧布置一条9m宽2#上山道路,起点为地面粗破碎车间,终点为1#公路+161.5m标高。在采场靠近北侧山坡沿矿体走向由东向西平行布置4条Φ8m溜井,溜井间距620m~800m不等,阶段溜井口10m范围内要高于周围20cm以上,防止采场汇水倒灌入溜井,同时在溜井外围设置车档。溜井底部设置粗破碎硐室,并通过胶带平硐与加工区相连;在距离胶带硐一侧40m位置开凿运输平硐,兼做进风巷道与安全出口。

4 结语

(1)露天矿山开拓运输方案的选取要全面分析矿山自然地形、地质情况、区域气候等因素,对几种可以采用的方案进行投资、运营期费用进行比较;尽量选择投资少、运营费用低、同时技术成熟的方案,以最大限度的降低投资风险等3

(2)特大型露天矿山开拓系统的布置要结合自然地形、减少对采场开采的影响,还要考虑便于布置排土场,减少运输距离,达到最佳经济效益。



作者:赵运涛(中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司)本文发表于《现代矿业》2018年第8期

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