安设破碎设备的井下硐室。从采场搬运出来的矿石在井下破碎站破碎使其块度符合箕斗提升或带式输送机运输的要求。年产矿石30万t以上并采用深孔或中深孔崩矿的地下矿,宜设置井下破碎站,这对减少采场大块二次破碎、改善井下作业环境、提高提运能力和采矿效率、降低成本等都有很好的效果。破碎站的位置应靠近主井,位于稳固的地层中,要避开断层、破碎带、溶洞区和含水较大的岩层。破碎站的服务年限一般不小于10a。
组成井下破碎站由破碎机硐室、给矿机硐室、上部矿仓、下部矿仓、皮带道、大件道、通风天井、除尘硐室、操作硐室和计量硐室等组成。(如图1)
(1)破碎机硐室 中国矿山井下破碎站大多数为粗碎站,选用的设备为600mm×900mm、900mm×1200mm颚式破碎机或900旋回式破碎机。颚式破碎机结构简单、重量轻、价廉、便于运搬和维修、外形高度小,因而应用范围广。旋回式破碎机与颚式破碎机相比,电耗小、处理量大、适用于大型矿山。多数破碎站只设一台破碎机,个别的设两台。硐室的宽度决定于吊车跨度,高度决定于吊车轨面高,长度按硐室布置方式、设备基础尺寸、检修场地面积等因素决定。设一台900mm×1200mm颚式破碎机时,硐室尺寸一般为(10~15)m×(8~12)m×(10~12)m;设两台900mm×1200mm颚式破碎机,硐室一般为(25~30)m×(10~15)m×(12~15)m。硐室一般用喷锚支护,岩层不太稳固时,用整体浇灌混凝土支护。
(2)给矿硐室 安装给矿设备的硐室。上部贮矿仓的矿石,经给矿硐室的给矿机输入破碎机破碎后,由破碎机的排矿口给到带式输送机上部或下部的贮矿仓中,再用给矿机经带式输送机送到主井计量硐室中。使用的给矿机为板式给矿机或电振给矿机。硐室大小根据设备外形尺寸和工艺要求确定。
(3)上部矿仓 贮存待破碎矿石的矿仓或溜井,容积一般不小于两列车装矿量,高度一般为10~15m,圆形的直径不小于4m,方形的边长不小于5m。
(4)下部矿仓。贮存已破碎矿石的矿仓或溜井,直径一般不小于4m,有效容积不小于箕斗4小时提升量,高度一般为10~20m。
(5)皮带道 安装带式输送机的巷道。矿石经破碎机破碎后,经带式机向计量装置给矿。皮带道应尽量直线布置;断面尺寸根据带式机的规格、检修方式、人行道宽度等决定。一般宜采用双侧行人和检修,一侧不小于1m,另一侧不小于1.5m。墙高不小于1.6m。地板应铺设100mm厚的混凝土,以便排水。带式机中心线应与计量装置或矿仓的受矿中心线一致。
(6)大件道 联络破碎站与主井或副井、用来运送大件设备和行人的通道,断面尺寸决定于最大设备的外形尺寸、运送方式和施工要求。
(7)通风天井 破碎站中的专用通风天井,内设通风除尘管道和人行梯子,也是第二个人行安全出口,高度从计量硐室到上部卸矿硐室,断面不小于2m×2m。
(8)除尘硐室 安装破碎机除尘设备的专用硐室。因除尘设备运转时噪声大,且不易密闭,不宜布置在破碎机硐室内,一般布置于回风道或通风天井附近,尺寸决定于设备的外形尺寸以及设备安装和检修的要求。
(9)操作硐室 破碎机操作人员工作室。位置宜在破碎机前面的入风侧、并便于观察设备运转的地方,用玻璃窗与破碎硐室隔开,并加强室内通风除尘。当无法布置操作硐室时,可在破碎机硐室内设密闭操作平台。操作硐室的规格一般为4.5m×3m×3m。
(10)计量硐室 井下破碎站破碎的矿石必须经计量漏斗装入箕斗;计量硐室安装计量装置。用双箕斗提升时,计量硐室采用分支叉式结构;用单箕斗提升,采用仓式结构。硐室尺寸根据放矿设备和计量装置的数量、规格、箕斗装载设备的外形尺寸以及安装检修的要求而定。
破碎筛分流程分开路流程和闭路流程两种(图2)。闭路流程所需的设备多,配置复杂、投资大,但破碎产品较细,有利于提高选厂磨矿机的生产能力,降低磨矿能耗和成本。在破碎流程中是否采用预先筛分,根据各矿山的具体情况而定。
破碎站的平面布置要求紧凑,生产方便,各硐室之间的距离应满足最小安全岩柱的要求;在竖向布置上应根据工艺流程的要求,确定各硐室之间的高程。破碎站系统总高一般为1~2个阶段高度,约60~120m。
布置形式根据给矿机、破碎机数量和给矿方向的不同而有五种布置形式。
(1)单机端部给矿 给矿机、破碎机、检修场地均沿硐室的长轴布置,上部矿仓的溜口布置在硐室的一端。优点是布置紧凑、跨度小、吊车工作方便,有利于施工和生产。(图3中a)
(2)单机侧向给矿 给矿机、破碎机垂直硐室长轴布置,检修场地布置在硐室一端,上部矿仓的溜口布置于硐室一侧。缺点是硐室的拱脚受到破坏,给矿机的电动机和减速箱不容易安全起吊。(图3中b)
(3)单机双侧给矿 两台给矿机垂直于硐室长轴布置,破碎机沿硐室长轴布置,两个上部矿仓的溜口布置于硐室两侧。当一台破碎机需要破碎两种以上品级的矿石时,可采用这种布置形式。(图3中c)
(4)双机侧向给矿 两台给矿机、两台破碎机垂直硐室长轴布置,检修场地布置在两台破碎机中间或两侧,上部矿仓的溜口布置在硐室一侧。缺点与单机侧向给矿布置形式相同。(图3中d)
(5)双机两端给矿 两台给矿机、两台破碎机分别布置在硐室的两端,检修场地布置在硐室的中间,两个上部矿仓的溜口分别布置在硐室两端。优点与单机端部给矿布置形式相同。(图3中e)
现状和发展20世纪60年代以前,中国地下矿山出现的不合格的矿岩通常用人工锤击或炸药破碎。70年代以来,开始采用井下破碎站。在一些国家,年产矿石量大于30万t的矿山一般都设井下破碎站,通常采用1076mm×760mm;1200mm×1500mm颚式破碎机或旋回破碎机;多数为粗碎站,少数设粗中两段破碎。为改进地下破碎设备、缩小硐室规格,加拿大等国已开始采用美国雄鹰破碎机公司(Eagle Crusher Co.)制造的,受矿口为914~1220mm的M44型地下矿用移动式破碎机。该机包括板式给矿机、振动筛、倾斜颚板颚式破碎机和排矿用的矿用带式输送机;设备全高2.8m,宽2.5m,长5m,可安装在高3.4m的巷道内,给矿块度可达750mm,可用于连续采矿中。2