空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

21世紀,礦業引入了一種全新理念,就是構建一種新的智能模式,實現資源與開採環境數字化、技術裝備智能化、生產過程控制可視化、信息傳輸網絡化、生產管理與決策科學化。智能化成為礦山行業轉型升級的必然之路。

目前,國內礦山主要處於自動化向智能化過渡階段,而部分國外礦山已經實現了無人礦山,如瑞典的基律納鐵礦,作為世界最大地下礦山,基律納鐵礦已全面採用智能採礦技術。

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

基律納鐵礦位於瑞典北部,深入北極圈內200km,是世界上緯度最高的礦產基地之一,全年中有一大半時間被大雪覆蓋,嚴寒難耐。同時,基律納鐵礦以產高品位鐵礦石著名,其鐵礦蘊藏量約18億t,礦山井下巷道寬闊,採礦設備十分先進,是目前世界上最大的鐵礦山之一。

基律納鐵礦設計原礦年生產能力為2200萬t,採用高分段無底柱崩落採礦法採礦,豎井斜坡道聯合開拓,按照礦山生產安排,計劃在2018年前完成系統改造和產能提升,屆時將實現3500--4000萬t的生產能力。

據瞭解,基律納鐵礦已實現了“無人智能採礦”,僅依靠遠程計算機集控系統,工人和管理人員就可實現在遠程執行現場操作。在井下作業面除了檢修工人在檢修外,幾乎看到其他工人。

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

空無一人的巷道

多重聯合的礦床開拓方法

基律納鐵礦採用豎井+斜坡道聯合開拓,礦山有3條豎井,用於通風、礦石和廢石的提升,人員、設備和材料主要用無軌設備從斜坡道運送。主提升豎井位於礦體的下盤,到目前為止,採掘面和主運輸系統已經下移了6次,目前的主要運輸水平在1045m水平。

主斜坡道位於礦體北部的下盤,坑口在工業場地附近,標高為+230m,在進口段為單車道、雙巷,延伸至420m水平時合併成為一條雙車道的單巷斜坡道,直線折返形式向下延深與各生產水平、輔助水平聯結。斜坡道的坡度為1∶10,巷道局部採用噴錨網支護,路面均進行了硬化處理。

高效合理的開採工藝

1965年,基律納鐵礦由露天轉入地下開採後,一直採用特大規模無底柱分段崩落法開採並沿用至今,分段高一般為50—55m。

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

這種採礦方法的優點主要有:

✨ 有利於大規模、機械化、高強度開採;

✨ 井下作業場所比較安全;

✨ 採礦工藝靈活,開採工作面易靈活調整,可多個作業面同時回採;

✨ 回採工藝簡單,生產設備和開採工序可實現標準化。

缺點和不足主要為礦石貧化較大,以及採場底部出礦時,多在獨頭的巷道中作業,通風難度較大。

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

先進的鑿巖設備及鑽孔裝藥、爆破方式

巷道掘進採用鑿巖臺車,臺車裝有三維電子測定儀,可實現鑽孔精確定位。巷道掘進採用深孔掏槽,孔深一般為7.5m,孔徑64mm。採場鑿巖採用遙控鑿巖臺車,孔徑115mm,最大孔深55m,該臺車採用激光系統進行準確定位,無人駕駛,可24h連續循環作業。

採場大直徑(115mm)深孔(40-50m)裝藥使用裝藥遙控臺車,炸藥為抗水性好、粘度高的乳化炸藥,可以預裝藥,不受孔內積水影響,返藥量少。爆破網絡為人工連接,一般採用分段導爆管雷管、導爆管和導爆索網絡。

高效的遠程控制運輸和自動化運輸設備

基律納鐵礦採場鑿巖、裝運和提升都已實現智能化和自動化作業,鑿巖臺車和鏟運機都已實現無人駕駛。礦石裝載採用遙控鏟運機,鬥容25t,單臺效率為500t/h,周平均出礦量約3.0-3.5萬t。這種鏟運機無廢氣排放、粉塵少、低噪音、使用壽命長,便於集中維修。

井下運輸系統有膠帶運輸和有軌自動運輸兩種類型,膠帶運輸主要負責井下破碎站至提升箕斗段運輸,有軌自動運輸一般由8列礦車組成,礦車為連續裝、卸載的自動化底卸車。

空無一人?年產值4400萬噸的鐵礦如何運作?

礦石裝運和提升都已實現智能化和自動化作業,礦石裝載採用阿特拉斯公司生產的Toro2500E型遙控鏟運機,採用光纜系統和遙控操作選擇的自動導向功能,實現無人駕駛。

膠帶輸送機自動將礦石從破碎站運送到計量裝置中,豎井箕斗在指定位置停穩後,礦石自動裝入箕斗,工作人員按下手柄提升機隨即起動,將箕斗提升至地表卸載站後,箕斗底門自動打開,完成卸礦。該裝載和卸載過程為遠程控制,之後又通過技術改造,提升系統實現了智能化。

除了基律納鐵礦,力拓鐵礦、智利特尼恩特銅礦等都在礦山智能化轉型過程中取得了自身進展。智利特尼恩特銅礦採用的是山德維克的AutoMine系統,該系統使得礦山運輸系統自動化,包括行駛、裝礦、卸礦工序。操作人員可在地表控制室控制,且一人控制多臺鏟運機和卡車,隨時可將鏟運機在線轉至遙控等待、自動或遙控操作狀態,而無需停車。而力拓的“未來礦山”計劃中,遠程控制中心不但可以操控每臺礦山鑽機和翻鬥卡車,且每臺鑽機和卡車之間也可以“對話”,實施同步數據交流,以達到機機協作;加拿大也制定出一項擬在2050年實現的遠景規劃,即建設一個無人化礦山,通過衛星操控礦山的所有設備,實現機械破碎和自動採礦。可見,礦山智能化已經成為不可逆轉的時代趨勢。


分享到:


相關文章: