中关铁矿通风系统优化技术研究

河北中关铁矿是一座新建地下矿山,设计采用两翼对角抽出式通风系统。系统建设和试运行过程中,由于设计的回风机站风机性能余量过大、采区回风天井变更、溜破系统通风不完善、-170 m炸药库回风路线不合理以及主风机运行频率未理论计算等,导致矿井通风效果不佳、回风机站风机运行失调等问题。为解决这些问题,通过对通风系统现场调查、实测及分析,结合采掘生产计划,运用通风系统三维建模、通风网路优化解算、风量合理分配与调控及多风机工况协同调控等综合技术研究,从系统的角度提出了南北回风机站并联的对旋风机30 Hz均衡运行,3条采区回风井风量合理分配,溜破系统回风井贯通至-110 m北回风机站回风巷,-170 m炸药库独立回风排风口置于-110 m南回风巷之上等优化调整措施。优化方案实施后,矿井总风量达267.57 m^(3)/s,满足设计要求(249.26 m^(3)/s),南北回风机站风机运行平衡,采区风量分配合理,溜破系统和炸药库通风效果符合安全规程要求,通风系统运行效果达到预期目标。

注浆堵水技术在中关铁矿巷道施工中的应用

介绍了注浆堵水技术在中关铁矿基建巷道施工中的应用,探水注浆过程中预留10m岩帽,采用双液浆固定孔口管,采用不同浓度的水泥浆注浆,注浆终压控制在10Mpa,可明显减少巷道涌水,保障巷道施工过程中不受水患影响,可在相似大水矿山进行推广应用。

中关铁矿岩溶地下水流场特征及其开采扰动机理分析

随着采矿业的高速发展,大水矿山开采数量日益增多,在采矿安全生产中,岩溶地下水问题备受关注。为确保开矿工作的顺利进行,同时考虑到大水矿山岩溶水的成因与破坏力,从地下水扰动机理出发,依托中关铁矿岩溶疏干放水工程,对矿区内的地下水流场进行了研究。找到了铁矿开采导致地下水系统扰动的机理,揭示了开采条件下岩溶地下水流动系统的演化规律。利用Visual Modflow地下水模拟分析软件,结合水文地质调查资料、水位动态统计数据,确定了矿区内岩溶地下水流场特征。通过地下水水位监测系统,确定了帷幕外部水源的补给方式,定位水源的集中补给通道,为下一步矿区疏干放水提供了基础数据与技术支撑。

矽卡岩型复杂富水铁矿帷幕圈内综合防治水技术

中关铁矿采区矿房围岩富水破碎,局部多含灰质泥岩,且存在连通性强的大裂隙及溶洞,致使该矿在建设生产过程中突发涌水、泥石流喷涌、片帮冒顶的现象常有发生,采矿效率低下,安全风险极大。本文根据该矿采区特点,采用综合防治水技术对其进行防治水实施,并进行了疏干放水试验。实施过程中运用了联合注浆加固技术,包括分层高压注浆工艺、粗骨料注浆工艺,配合间歇注浆方式,向富水破碎体注入注浆胶凝材料,控制浆液配比在0.5~0.8,注浆液搅拌时间≥5~6 min;根据不同矿岩的地质条件,采用不同的注浆材料。对于一般含水地层、富水破碎地层,往往向水泥浆液中添加5%(体积)的40波美度的水玻璃;对于岩溶裂隙发育(溶洞)地层,采用的注浆材料以水泥-尾矿砂混合浆液为主,水泥-水玻璃双液浆或化学浆液为辅,并配合粗骨料。此工艺可较好地解决富水破碎矿岩地段稳固性差、回采作业安全性差以及矿石损失贫化大等问题,有效提高矿石回采率和采矿效率,进而提升矿石品质,为富水破碎地下矿山的开采提供有力的技术支撑。

电机车远程自动运行消缺

随着自动化信息化技术的不断进步,自动控制系统已经涉及各行各业,并且取得了长足的发展,自动化是社会的大势所趋。随着通讯技术的不断成熟,自动控制已经逐步延伸至井下采矿业,井下六大系统的通讯联络、人员定位、视频监控已经发展成熟,井下电机车自动运行技术还处于发展阶段。电机车内的运动控制器、信号转换模块、基站、变频器、电机的相互优化与配合是实现远程控制的基础,中关铁矿电机车自动化运输系统在远程试运行过程中暴露出较多电气与自动化问题,只有将现场问题逐步完善才能实现电机车稳定运行。通过消缺改造在提高工作效率的同时也降低了职工的劳动强度和工作量。

智能化综合监管系统在高压配电开关柜上的应用

沙河中关铁矿大搞技术创新,对井下-260的中央配电室及开关柜实施了智能化综合监管系统改造,实现了设备运行状态从自动感知、自动识别、自动分析到自动控制的无缝衔接,大大提高了数据采集、运算、分析和预判的可靠性,在提高供电可靠性的同时,供电系统的自动化、智能化再次提升,为井下生产提供了安全稳定的能源支撑,有力地支持了矿石开采的稳产高产。取得了非常显著的技术效果。

某铁矿主井提升箕斗卸载液压系统技术改造实践

通过对河北某铁矿主井提升系统的长期观察和分析,发现该卸载液压站为单油缸作用于箕斗直轨,箕斗到位后拉动直轨进行卸矿。由于水料混合导致箕斗内装矿密度不均致使箕斗重心偏移,同时富有黏度的水炭也增加了打开闸门的阻力,箕斗上提过程中经常出现撞直轨和打不开斗门等现象。为解决此故障,提出了将单缸改为双缸双马达的技术改造措施,同时进一步进行技术改造,解决2个油缸动作的同步性偏差,使开闭闸门更加快速平稳,彻底解决了提升卸载故障,提高了系统安全连续运行效率。

水力旋流器在中关铁矿尾砂充填中的应用

中关铁矿为地下矿山,采矿方法为阶段空场嗣后充填采矿法。原充填工艺采用全尾砂充填,由于尾砂中细粒级物料占比较大,影响充填体强度,为了提高充填体强度只能增加充填材料使用量,造成了充填作业的成本增加。为提高充填体强度,保证“二步采”采矿安全性,降低充填成本,中关铁矿充填车间在原工艺流程的基础上,通过在立式砂仓的进砂口处增加FX250-GX-B×6旋流器组对尾砂进行分级,提高进入充填砂仓物料的粒度,优化了充填工艺。调试结果表明,在旋流器给料压力为0.09 MPa时可以得到产率较高、粒度较粗的底流尾砂,在给料压力为0.09 MPa的情况下,通过改变充填料浆浓度(最佳为58%)、灰砂比(最佳为1∶4)、充填材料配比(最佳为矿渣微粉:激发粉=55∶45)3个工艺指标,可以提高充填体强度。该设备的成功应用提供了一种通过对尾砂分级、提高底流粒度来提高充填体强度、降低充填材料消耗的可行性办法,在矿山生产中具有推广意义。

破碎矽卡岩深孔爆破关键参数优化

以河钢集团沙河中关铁矿为例,就接触交代矽卡岩型矿床采用的阶段空场嗣后充填采矿法中的大直径深孔凿岩侧向崩矿技术展开了研究,通过地质情况调研、基本理论计算、爆破试验模拟、现场转化研究等对穿孔爆破等关键参数进行优化,解决了分段多次爆破成井效果不佳、爆破块度不均匀等问题。采用微差爆破技术、间隔及不耦合装药技术、预裂爆破技术等可降低爆破作业对空区的扰动而引起的片帮冒顶的情况,对爆破边帮起到保护作用,同时降低爆破有害效应;运用数理统计原理检查大块率粉矿率,统计炸药单耗情况,采用耦合因素分析得到优化参数;采用三维空区扫描技术对孔网爆破效果检查,提高矿石回采率指标,通过技术论证和现场不断实践优化,建立了单独的深孔爆破技术体系,明显改善爆破效果,为该矿山解决技术隘口的同时可为其他类似地质条件矿山提供借鉴与参考。

破碎富水基岩暗竖井预注浆堵水加固技术研究

中关铁矿采切工程中各类暗竖井围岩富水破碎,局部多含灰质泥岩,且存在连通性强的大裂隙及溶洞,致使在建设施工过程中,突发涌水、泥石流喷涌、片帮冒顶的现象常有发生,施工效率低下,安全风险极大。本文根据该矿矿体基岩的特点,通过实验和研究,采用破碎富水基岩暗竖井预注浆堵水加固技术研究实施,并根据矿岩地质条件的不同,不断优化和改进注浆堵水加固工艺。此项工艺研究实施可较好地解决在富水破碎围岩地段暗竖井稳固性差、涌水量大、施工安全性差以及施工效率低等问题,达到了快速施工、降低投资、提高安全性的目标要求,为富水破碎地下矿山的建设生产提供了有力的技术支撑,同时也有极大的推广应用价值。

软破难采矿体采矿方法数值模拟优化

合理的采矿方法是保障软破难采矿体安全高效回采的关键。本文针对某地下铁矿破碎难采矿体,进行了采矿方法数值模拟优化研究。在岩体质量分级的基础上,基于Mathew稳定图表法,初步确定采场暴露面积的形状系数S,进一步获得采场允许暴露的宽度、高度、长度为10~16 m、15~30 m、20~30 m;然后按单矿房和双矿房开采等不同方案,采用FLAC3D对采场结构参数及回采顺序进行数值模拟优化研究,通过进行采场顶板位移对比分析、应力对比分析、塑性区对比分析等,结合井下实际,提出预控顶中深孔落矿分段充填采矿法的优化方案,采场结构参数为12 m×15 m×30 m。工程实践验证,回采过程中未出现塌方,回采率由85%提高至88%,采掘比由55.25 m/万t降至45.32 m/万t。

机械加速澄清池运行优化研究

铁矿矿井水处理系统采用澄清池絮凝沉淀+多介质及自清洗过滤器过滤+保安过滤器+纳滤+次氯酸钠消毒脱氮等一系列技术工艺,为保证纳滤进水水质要求,延长纳滤膜使用寿命,降低能耗,就必须从源头抓起,对澄清池运行进行优化研究,建立最佳运行体系及运行方案,提高澄清池絮凝沉淀效果,确保澄清池出水浊度降至10 NTU以下,满足后续水处理工艺设备进水水质要求。

矿山设备中机械自动化技术及应用分析

随着能源资源的需求量的不断增加,以及科学技术突飞猛进的发展,矿山采矿设备正在由传统人工设备演变成为具有现代化技术的全自动开采设备。由于机械自动化技术在我国矿区的大范围使用,促使我国矿产开采量持续增加,有效提升矿产采掘的效率和速度,大大节省机械开采过程中的人力成本,为企业创造最大化的经济效益。该文基于机械自动化技术在矿山开采设备中的使用分析技术进步对传统工业产业的促进作用。

破碎厚大矿体采矿方法研究

介绍了某铁矿的地质概况。针对其矿岩结构为破碎厚大矿体的现状,通过比较上向水平分层充填法、阶段空场嗣后充填法、分段空场嗣后充填法的优缺点,决定采用分段空场嗣后充填法为主、阶段空场嗣后充填法和分段空场嗣后充填法为辅的采矿方法。采矿试验获得的经济技术指标都高于标准要求,具备实际可行性。

大水矿山地下水的综合治理

中关铁矿是国内典型的水文地质条件复杂的大水矿山,矿坑水患一直是制约矿山开发的关键因素。经过近十年的治水经历,矿山走出了一条以防治结合、综合利用为主线的绿色环保、可持续发展的治水之路。其防治措施主要包括:矿体周侧全封闭帷幕注浆工程,阻断了矿坑水与区域地下水80%的水力联系;矿山井巷系统局部地表预注浆工程,使井巷掘砌工作涌水量≤10 m^3/h,确保了井巷工程的顺利掘砌;矿坑水回灌工程,将帷幕内剩余20%的矿坑水回灌至帷幕外地下含水层,最大限度地保护了地下水资源。上述三步治水过程,实现了矿山地下水零排放的目标,为实现邢台地区"还邢台青山绿水,走生态发展之路"和打造"山水泉城、魅力邢襄"的战略规划做出了矿山应有的责任。

4M1E要素提高维修质量的管理分析与应用

利用4M1E要素提高设备维修质量的管理分析与应用,达到对设备的监督指导作用,促进设备的维修质量水平,增强设备可开动率,提高企业生产效益,打造具有持续竞争力的矿山企业。

帷幕注浆及地下水回灌工艺在大水矿床中的应用

在大水矿山建设中,通过采用单排环形全封闭帷幕注浆工艺,可有效减少地下水向矿区的涌入,实现帷幕堵水率> 80%;通过地下水回灌工艺,将矿坑疏干水处理后的多余部分回注矿区外奥陶系含水层,可调节地下水资源,防止地下含水层枯竭。帷幕注浆与地下水回灌工艺的综合运用,可以有效保护地下水资源,保持生态环境平衡,同时促进矿山建设和生产,提升生产效率。

选矿工艺设备现状及优化

针对河钢集团沙河中关铁矿投产后出现的跑冒滴漏、供料短缺、台时效率低下、矿粉精度不达标的问题,分析了问题产生的原因,并提出了相应的技改措施。通过优化上料皮带漏斗形状,设计具有两级缓冲效果的重型缓冲托辊,实施上料“一键启停”技术,安装自磨机“返矿装置”及“两级缓冲箱”,解决了生产工艺瓶颈。在保证精矿质量的同时,磨机台效由80t/h提升至170t/h,节省电费197万元,降低综合备件成本18余万元,使选矿生产顺利达产的同时,取得了良好的经济效益。

矽卡岩型大水矿床帷幕内外水力联系

为摸清邯邢地区某矿各含水层的水力联系情况,并验证帷幕注浆的实际效果,开展了大气降水、含水层水位等方面的研究。结果证明,第四系含水层及地表水体与灰岩含水层之间无水力联系,第四系水和地表水不会成为矿奥灰岩地下水的补给源。矿区奥灰岩含水层的补给方式只有一种,即区域奥灰含水层的侧向补给。同时,通过对大气降水和含水层水位变化情况的研究分析,确认帷幕注浆工程有效迟滞了区域地下水对矿区的入渗补给,降低了矿区发生突水事故的概率和危害程度,为矿山安全生产提供了有利的工程及地质保障。

3DMine矿业软件与三维扫描仪在地测工作中的应用

3DMine是一款三维矿业工程软件,在矿山地测中具有广阔的应用空间。三维扫描仪可以创建物体几何表面的点云,利用这些点插补成物体的表面形状,密集的点云所创建的模型更精确。具体介绍了地测工作中,三维扫描仪与3DMine矿业软件的结合,用于空区精密收方与形变分析、巷道三维模型建立与断面分析的过程。二者有机结合使得地测工作由原来的简单线条描述,变得更加形象具体和接近实际,极大地提高了数据的利用效果和工作效率,有利于实现矿山的数字化。