矿区工业生产流程.docx

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矿区工业生产流程

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矿井地面生产流程与平面布置

一、矿井地面总平面布置的概念

矿井总平面布置的主要内容是形成适应于采矿和选矿生产的矿业工业场地以及居住区的布局，它是决定矿井生产系统合理性的主要环节，也是影响矿区工作、生活环境的最根本条件。

（一）矿井地面生产系统与设施

矿井地面生产系统，主要包括矿物的生产系统和矸石运输系统，其组成和流程由矿井开拓方式、提升类型与矿物的加工方法及其外部运输方式等因素确定。

1.矿物生产系统根据地面运输与对从矿井生产出来的矿物的加工处理程度不同，生产系统有下列几种类型

（1）无加工或有初步加工的生产系统，该系统是井下矿物由井口设施（井架、井口房、提升机房）提升到地面，直接经输送机栈桥送到装车仓待运出矿井；或在井口筛拣、破碎后运出矿井。

当装车仓满库时，应转运至专门的储矿场暂存。

（2）有加工过程的生产系统，是在井口筛拣、破碎后矿物运到选矿厂，经过加工后，再运到装车仓待运出矿。

这时候暂存用的储矿场要根据需要设置两个或多个，以区分未选和已选的以及不同规格用途的矿产品。

2.矿物装运系统包括装车站和运输线路。

矿物生产量大的矿井设有专门的铁路装运系统。

3.矸石运输系统，井下的矸石与选矿厂选出的矸石要运送到专门的矸石场；选矿厂产出的尾矿（尾砂）排放到专门的尾矿库。

（二）矿山总平面布置的基本原则

1.矿山总平面布置应满足先进的生产工艺和生产技术要求，在保证采、选生产需要的同时，应尽量减少生产环节和工程量，以使项目的经济效益高、投入少、施工周期短。

2.矿山总平面布置应在规划的场地范围内，合理布置各种设施的位置。

除工业场地内部各建（构）筑物之间的关系外，还应考虑方便工业场地与外部环境的关系。

3.矿山总平面布置采用集中与分散相结合的原则。

主体建（构）筑物以外的其他建（构）筑物配置应注意既不要分散，又要避免过于集中。

4.矿山总平面布置必须符合相关的安全、卫生和环境保护的规定，便利生产和生活（交通、供电、供水等）方便。

5.矿山总平面布置应注意节约用地，尽量减少占用耕地；适当考虑今后生产的发展需要。

二、矿山总平面布置的形式和主要内容

（一）矿山总平面布置的形式

矿山总平面布置的内容包括矿山工业场地以及居民住宅区。

当必须兴建居民住宅区时，住宅区应选择在靠近矿山附近环境适宜、生活方便的地区，同时要避免留设大量保护矿主的情况。

矿山工业场地可以是一个，也可以有多个（例如主副井工业广场和风井工业广场）。

对采矿和选矿联合的矿山项目，主副井工业场地包括采矿工业场地与选矿工业场地的联合工业场地；对只有采矿内容的矿山项目，可以是单独的采矿工业场地。

（二）矿山工业场地内主要建（构）筑物，工业场地的主要建（构）筑物可以归为5类，即：

主要生产流程设施、生产性辅助设施、行政福利设施、运输线路与管线以及涉及重大安全、环保影响的设施等。

1.主要生产设施包括地面直接用于采矿或选矿生产的运输、加工、堆运的建（构）筑物设施，其中采矿工业场地主要有：

井架与井口房以及绞车（卷扬机）房与提绞设备（或井塔与提绞设备）、皮带走廊、破碎筛分厂（金属等矿山）、选矿厂、浓缩池和沉淀池、矿仓、尾矿砂泵站。

2.生产性辅助设施。

地面工业场的生产性辅助设备包括提供能源和动力、进行材料或机具加工、设备和材料存储等建构筑物，包括变电所、压风机房、通风机房、水泵房、机修车间、坑木加工厂以及相应的生产设备、器材仓库与材料堆放场地。

3.行政福利设施主要指生产和行政办公楼、锅炉房与浴室、矿灯房、医务室、食堂等。

除专门用途的设施（如矿灯房）以外，行政福利设施经常是采矿与选矿分别设立。

4.运输线路与管线，包括矿石或各种选矿成品的外运公路、铁路以及矿区内窄轨铁路、矿区内公路，动力与照明线路，生活用水管线与下水道，供热管线，以及压气管路。

5.涉及重大安全、环保影响的设施，主要指炸药库、油脂库、矸石场及尾矿设施（尾矿库或尾矿坝、尾矿泵站等。

）

（三）矿山总平面布置设计的基本方法

1.主、副井筒位置与工业广场确定。

井筒位置是影响整个采矿生产系统和决定工业场地位置的基本因素。

确定井筒与工业场地的一般基本原则：

（1）一般主、副井筒应设在井田中央，以尽量减少矿井通风、运输的投入。

有利于加快矿井建成。

在地面与井下地质地形条件不允许或附近有村庄影响时，应另行考虑。

（2）主、副井筒位置的考虑应以第一生产水平为主，兼顾其他，尽量减少井筒和巷道开拓工程量，缩短贯通距离，加快整个矿井建设速度。

（3）尽量减少场地面积和井筒矿柱损失，通常采用近长方形布置，且长边与岩层走向垂直。

（4）工业场地还应选择在工程水文地质条件良好、地形平坦、足够的面积且无易发灾害（如滑坡、泥石流、洪涝水害）的环境，以及交通方便，满足与外部运输线路布局等；除此之外，还应考虑节约用地、留有发展余地等。

（5）选矿工业场地一般应靠近采矿工业场地，并应尽量利用自然地形条件。

2.主要行政与生产设施布置的基本要求

（1）生产和行政办公楼是企业生产指挥中心，也是企业的重要形象，一般设于工业广场地势平坦、内外联络方便、交通便利的位置；作为生产指挥中心，办公楼应位于主要井口附近，且应远离噪声影响并在广场中主导风向的上风一侧。

（2）主要生产设施

1）绞车房由井口位置及提升系统的要求所决定。

一般绞车房内设置有吊车，吊车与提升中心校平行布置，以免与钢丝绳干扰。

绞车房室内地坪应易于保持清洁，室外要求环境安静，工作不受干扰。

2）井口房设施是建在井口及周围的建筑物，它和矿井井架连在一起形成一个整体，具有矿物或矸石的转载、卸载设施，保护井口免受风雪、冰冻及火灾的侵蚀和危害，以及上下井人员的生产准备和生活用房等三部分功能。

井口房的尺寸、形式及结构特征主要取决于矿井的提升和运输系统的布置及操作方法。

井口的转载、卸载形式要根据地面运输方式并考虑井口标高与地形等条件选定。

矿井提升运输的井口，应有井口调车场。

井口房还包括矿灯房、更衣室、浴室等。

根据安全防火的要求，井口房须用耐火材料及半耐火材料修建。

井口房内也要设置消防设施。

3）压风机房的设备一般包括：

空气压缩机、电机等动力设备、附属装置（包括风包、空气过滤器、冷却水系统）、压缩空气管网。

目前，国内压风机房多采用单层建筑。

由于压风机的振动和噪声影响严重，因此压缩机的基础应与机房的墙壁及机房内的其他基础分开；压风机房应设在远离办公楼、绞车房等建筑物。

同时，压风机房应尽量靠近主要负荷地，以减少管路和压风损失。

压风机房应布置在广场主导风向的上风位置，风包（压气贮气罐）应布置在室外的荫凉、通风处。

4）变电所一般设在主要用户附近的地方，这些主要用户通常是矿井井下、绞车房、压风机房；同时变电所应与公路相联接，以便大型设备的装运。

考虑安全，还应尽量避免变电所的进出高压线与主要交通线路交叉。

变电所建筑结构有耐火和防潮要求，室内还应配备防火器具。

5）其他厂房与仓库，工业广场中的机修厂、材料库、坑木场等厂房设施的布置应注意与场内外的交通运输便利并有足够的装卸场地，以及物料的堆卸不影响井口交通运输。

坑木场特别要求注意防火安全，宜设在井口的下风一侧；锅炉房、破碎筛分厂等设施均应布置在广场的下风侧，且与入风井口保持一定距离。

（3）炸药库等有特殊安全要求的设施

1）炸药库、油脂库必须具有符合规程要求的安全设防，构筑相应的安全措施。

地面炸药库区设施包括炸药库。

雷管库、消防水池等；库区应远离村镇和居住区，与周围建筑物、道路、输电线路等的安全距离应符合国家有关规定；炸药库区的防水、防爆及安全围护设施应符合要求；各库房之间应符合防爆安全距离。

2）矸石（废石）场应有足够的容积，尽量使其不占有农田。

矸石场应布置在广场主导风向的下风侧，且要避免在地质条件不稳定的山坡或河边，以免因大雨或河水冲刷造成塌坡或矸石对环境的污染。

3）尾矿库以设在天然沟堑，峡谷等地为优，尽量利用谷大口小的地势并使库位建在低于选矿厂标高的地方，既能保证库容，又便于筑坝，并利用尾矿自流，节省尾矿设备与费用的投入。

尾矿库与坝的建设还要求避免尾矿水排入农田，更不允许直接排入江河中，以免污染环境。

矿物加工的生产流程

一、矿物加工（选矿）方法及其基本生产流程

（一）矿物加工（选矿）及选矿方法。

与采矿工程直接相连的矿物加工工作，就是选矿。

选矿是利用矿物的物理化学性质的差异，借助各种分离、加工的手段和方法将矿石中有用矿物和脉石分离的工作，达到有用矿物相对富集的目的，以便进一步加工、利用。

常用的矿物加工方法主要有：

重选法、磁选法、电选法、浮选法、化学分选、生物分选、特殊分选法等。

其中以重选法和浮选法应用最广。

（二）选矿作业的主要生产流程。

各种选矿作业一般包括三个基本工艺过程：

（1）矿物选前的准备（破碎与筛分，磨矿与分级）；

（2）分选；（3）选后产品的处理作业（过滤、干燥脱水作业，尾矿处理等），但不同的选矿方法有不同的工作内容。

1.重选法生产流程。

重选法是根据矿物相对密度（比重）的差异来分选矿物。

密度不同的矿物粒子在运动的介质中（水、空气与重液）受到流体动力和各种机械力的作用，造成适宜的松散分层和分离条件，从而使不同密度的矿粒得到分离。

重选法作业流程的具体内容是：

（1）重选法的准备作业包括使有用矿物单体解离而进行的破碎与磨矿，对多胶性或含黏土多的矿石进行选矿和脱泥，以及采用筛分或水力分级方法对入选矿石按粒度分级。

矿石分级后分别入选，有利于选择操作条件，提高分选效率。

（2）选别作业时矿石分选的主要环节，选别流程有繁有简，简单流程由单元作业组成，如重介质分选。

（3）选后产品处理作业主要指精矿脱水、尾矿输送和堆放。

2.浮选法的生产流程，浮选即泡沫浮选，是经浮选药剂处理，使有用矿物选择性地附着在气泡上，达到分选的目的。

浮选的选别前物料准备工作主要也是进行磨矿分级，达到适宜浮选的浓度细度。

浮选的分选工作主要有以下几个基本作业：

（1）矿浆的调整与浮选药剂的加入。

其目的是要造成矿物表面性质的差别，即改变矿物表面的湿润性，调节矿物表面的选择性。

（2）搅拌并造成大量气泡。

借助于浮选机的充气搅拌作用，导致矿浆中空气弥漫而形成大量气泡，或促使溶于矿浆中的空气形成微饱析出。

（3）气泡的矿化。

矿粒向气泡选择性附着，这是浮选过程中最基本的行为。

（4）矿化泡沫层的形成于刮出。

矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化泡沫层，有用矿物富集到泡沫中，将其刮出而成为精矿（中矿）产品。

而非目的的矿物则留在浮选槽内，从而达到分选的目的。

通常，浮选作业浮起的矿物是有用矿物，这样的浮选过程称之为正浮选；反之，浮起的矿物为脉石，则称之为发浮选（逆浮选）。

浮选工艺流程的选择，主要取决于矿石的性质及对精矿质量的要求，矿石在磨矿过程中的泥化情况，矿物的物理化学特性等，不同的规模和技术条件下，往往决定了浮选流程的繁简程度，规模较小，技术经济条件差的选厂，不宜采用比较复杂的流程；反之，规模较大的选厂，为了最大限度地获得较好的技术经济效果，可以采用较为复杂的浮选流程。

二、尾矿处理

经选矿处理后所剩余的部分称之为尾矿。

尾矿一般都需堆放在专门的尾矿库。

（一）尾矿处理的意义。

尾矿常以矿浆状态排出，尾矿数量很大，占用不少土地；选矿厂排出的尾矿中常含有大量的药剂及有害物质，其来源为选矿过程中加入的浮选药剂以及矿石中的金属元素。

因此选矿厂尾矿不能任意排放，以免造成污染和占用土地。

保存尾矿的另一个意义在于保留尾矿中今后可能重新开发利用的有用矿物成分。

因此，对选矿厂尾矿进行妥善处理有着十分重要的意义。

（二）目前尾矿的常用处理方法

1.尾矿用作矿山地下开采采空区的充填料。

在生产上采用的都是利用尾矿中的粗粒部分作为采空区的充填料。

选矿厂的尾矿排出后送尾矿制备工段进行分级，把粗砂部分送井下采空区，而细粒部分进入尾矿库堆存。

2.用尾矿作为建筑材料的原料，如制作水泥，硅酸盐尾砂砖、瓦，混凝土骨料，泡沫玻璃和泡沫材料。

3.用尾砂修筑公路、海岸造田，用作路面材料、防滑材料。