＊贾德禹 周文潮

（1.瑞木镍钴管理（中冶）有限公司 北京 100028 2.中铁电气工业有限公司 河北 071000）

Ramu露天红土矿项目[1-2]处于巴布亚新几内亚马当省省会马当市西南部Kurumbukari地区，处于丘陵地带、起伏较大、部分坡度较陡约为30°～50°，海拔最低600m，海拔最高818m，矿床多成平面分布，面积大，连续性强，矿层平均厚度15m左右，属高粘度多细粒粘土型难洗矿石；设计采矿能力570万吨/年，于2012年正式投产，2017年达产，伴随而来矿山采矿作业范围逐步增大，运距逐步增大。

无论是市场外部因素矿产行业低迷、生产产品价格持续下滑、原材料价格上涨等，还是企业内部因素，想继续生存必须开源节流并具有一定的优越条件；在这种条件下，Ramu红土矿项目根据矿山地形地貌、生产用水供给、Ni金属品位控制等条件下，在部分采场进行水力开采，以代替部分单斗卡车工艺开采的产量，主要目的是利用相对低成本的水力开采代替部分相对高成本的单斗卡车机械开采；Ramu红土矿水力开采相比于机械开采成本低、灵活性差、相对平缓区域适合机械开采、相对坡度（落差）较大区域适合水力开采[3-7]。

1.主要设计方案

(1)矿石形态分布

其矿石形态主要以土质为主，由6层组成，分别为腐殖土层、红色褐铁矿层、黄色褐铁矿层、残积层、含砾残积层和基岩，Ni、Co、Mg金属品位随着层级向下而提升，Al、Cr金属品位随着层级向下而降低，如图1所示。

（2）内部控制制度没有真正落实到位。部分单位虽然制定了一系列内控制度和内控流程，却未能将内控制度完全运用到日常工作中，导致内控制度执行不力，不能有效渗透到单位经济活动的各个环节和层面。

图1 地层地质特征

各矿层的特征简介如下：腐殖土层：腐殖土层是黑棕色到黑色含有腐殖质的土壤，厚度为几厘米到一米。红色褐铁矿层：该层为氧化运移的褐铁矿层，厚度从1m到10m不等，平均厚度小于3m；红色褐铁矿层和上部的腐殖土层合称为覆盖层，是矿床开采中需要预先剥离的废石层。黄色褐铁矿层：该层是主要的镍矿化层，钻孔记录最大厚度28m。残积层：该层包含有鬼镍矿、含税的镍镁硅酸盐，相应地增加了该层镍的品位，厚度最深到17m。含砾残积层：有一些过度接触标志着残积层项含砾残积层的变化。基岩：矿区的基岩主要是纯橄榄岩，偶尔可见斜方辉橄榄岩、辉岩和辉长岩，是废石层。

(2)水力开采流程

根据现场地势条件及Ni金属赋存状况，实施水力开采，确认集浆池位置及设计通行主干道路及部分支干道路，随着水力开采的推进延伸主干道路及分支道路，主要水力开采工艺流程，如图1所示。

图2 主要水力开采工艺

(3)设备概况

洗矿厂标高约730m，按照原始山丘地貌进行水力开采区域选址，集浆池泵站选址高度为海拔714m，电力为本地电源供应，根据小时清水供应量确定最多运行水枪数量。

水枪流量（及喷嘴流量）可用公式（1）来表示：

在剥离、开采的有序接续过程中，利用挖掘机（E1）或挖掘机（E1）—推土机方式对采空区（下含砾层、基岩）进行基岩平整或台阶平整，直至具备排土条件，利用挖掘机（E1）—卡车方式将剥离物（腐殖土与红色褐铁矿）分别就近转运至不同的具备排土条件的基岩区或台阶进行回填及平整作业；在基岩区（排土线较长）进行排土复垦作业时，优先卡车转运红色褐铁矿及杂质（砾石）多的腐殖土，安排推土机在基岩区配合排土；在台阶上进行排土复垦作业区时，优先卡车转运红色褐铁矿，堆存一定距离后，安排挖掘机（E1或E4）在台阶上进行坡面甩土作业；基岩区或台阶排土作业即将结束时，卡车转运腐殖土，并安排挖掘机（E1或E4）将腐殖土均匀覆盖全区域。

式中，P0—喷嘴出口处的压力（工作压力），Pa；

式中：S0—喷嘴出口断面积，可用公式（2）来表示，m2。

中央统筹建立专项资金，省级人民政府加大财力支持，通过加大中央财政转移支付力度，重点支持张承地区生态环境建设和经济社会发展。逐步建立健全以国家级财政为主、省级财政为辅，补偿标准明确的省市间有关生态补偿机制。强化流域管理机构监督协调作用，负责流域生态补偿的实施和仲裁，确保生态补偿资金的合理使用和工程效益的充分发挥。

采用挖掘机—卡车方式根据设计通行主干道路及部分支干道路进行道路铺设，清水管线跟随主干道路向采场内部延伸，并且根据开采区域海拔与供水区域海拔决定是否在清水管线上安装清水离心泵；多级泵组摆放在主干道路附近利于供水且利于油车进行加油；移动式照明车摆放在主干道路附近用于夜间水枪工作照明，同时易于油车进行加油。

根据小时供水量、矿浆产量要求、水力开采的计划Ni金属品位要求、长期开采的平稳接续等因素，确定同时运行水枪的数量；根据同时运行水枪数量确定日常开采的粉矿层与含砾层的水枪数量搭配，以保证含砾层的开采速度与粉矿层的开采速度接近、减小日常开采原矿Ni品位的波动；按照每个含砾点配备1台挖掘机进行日常水力开采的砾石挖掘、基岩（台阶）平整等工作。

μ—流量系数，0.92～0.96；

Q0—水枪流量，m3/s。

d0—喷嘴直径，m；

(5)将来还可以以此为基础，构建智能家居管理平台，利用无线通信、自动控制技术、红外控制等有关技术进行功能拓展，利用家居设施的智能化实现进行实时管理居室环境。

由计划矿浆回收量（矿浆浓度为18%～30%，流量600～800m3/h）及扬程等确定渣浆泵选型。最后确定班组人员配备，如表1所示。水力采场的主要设备数量与用途，如表2所示。

表1 班组人员配备

表2 设备数量与用途

2.设备布局

(1)剥离、复垦

为保证水力开采的持续性、品位要求的稳定性，根据地层地质的特征，划分首采区及备采区；需要推土机选择性的配合一台挖掘机（E1）在陡坡、缓坡、平面对腐殖土层、红色褐铁矿层进行剥离作业，确保Ni金属等元素的品位符合要求以配合全局进行配矿。

基于运动映射的仿人机械手控制·····················蒋财军 徐昱琳 丁美昆 (1,33)

(2)通行道路准备

1.2 诊断标准 STEMI诊断标准为：缺血性胸痛≥30 min、相关两个以上导联ST段抬高或新出现的左束支阻滞；非ST段抬高急性心肌梗死／不稳定型心绞痛（NSTEMI／UA）诊断标准为：缺血性胸痛、ST段压低或一过性抬高、伴或不伴心肌坏死标志物升高。

工作面的准备工作与水枪开采原矿是同时进行的；开采过程中采用3台粉矿水枪+2台含砾水枪同时工作，并需要留有4台备用水枪（3台粉矿水枪+1台含砾水枪）作为单班生产的接续，则需要2台挖掘机（E2、E3）配合含砾水枪进行原矿含砾挖掘作业，以提升整体生产矿浆的Ni金属品位。

(3)工作面准备及水枪开采

综合以上因素，为了优化挖掘机—卡车方式联合作业的效率，所以主干道路的设计及施工在符合道路规定参数的前提下，应该遵循双车道并减少压矿、工作时间长减少置换次数的原则。支干道路的主要目的是便于挖掘机行走进行水枪挪移及人员通行，为了优化设备作业的效率，应该遵循单车道并在原矿体上修路（矿体未受损，可以以矿修路并通行）或采空区基岩上修路（不需要卡车转运石头，就近采空区选取石头进行修路）。

图3 顺向冲采示意图

图4 逆向冲采示意图

1台挖掘机（E4）用于日常生产接续工作，主要工作内容为短期的支干道路的延伸、高边坡的处理、小范围的基岩（台阶）平整工作、小范围的剥离开拓工作、每日的水枪挪移（水枪管路的拆接）等工作。为了提高挖掘机（E4）的工作效率，一是需要控制其每日水枪挪移的时间段，要求其在采场行走一圈的前提下一次性完成所有需要挪移水枪的工作；二是在工作面准备的过程中优化水枪布局及冲采方法，粉矿冲采时采用顺向开采方法，在原矿体上以矿修路；含砾冲采时采用逆采方法，在推进的过程中形成简易道路，后期利用挖掘机E3进行道路修整完善；针对不同层位的矿体采用不同的开采方法，既可以减少为挪移水枪而做的修路工作又可以降低开采过程中的安全风险，同时水枪管路都可以摆放于支路路边利于维修更换。

(4)矿浆回收及管道运输

集浆池及矿浆回收沟渠的起点选址应在生产现场海拔相对较低的位置，最低的区域需要设计为溢流回收池，其通过挖掘形成的沟渠与集浆池连接，当矿浆来量多于输送量（由于暴雨或临时停机等原因）时将会产生溢流，溢流回收池中会含有原矿及碎石，利用水枪搅拌配合潜水渣浆泵将溢流回收池中的原矿浆利用管道输送至集浆池，利用挖掘机（E1或E4）—卡车方式清理溢流回收池内的碎石至排土场区域，不断的清理溢流回收池使其保持有效容量，避免由于溢流引起的环境污染。

该型号励磁机风扇由1个风扇大环、1个风扇小环和20个风叶三部分组成。风叶按照一定角度均匀装配在大环与小环之间，通过焊接的方式进行连接，其中风扇外圆直径776 mm，高100 mm，风扇大、小环之间均匀分布着20个风扇叶。风扇叶之间最窄间距为65 mm，最大间距为120 mm，风扇叶高度为50 mm，焊缝最长为100 mm，产品结构见图1。

中国在改革开放不断深化的进程中,根据可持续发展不同阶段的要求及特征,主要从社会—经济—环境方面提出创建可持续发展实验区、生态城市、国家综合配套改革试验区、低碳城市、海绵城市、可持续发展创新示范区、老工业城市和资源型城市产业转型升级示范区等多项计划。城市可持续发展领域的每个概念均有特定的时代背景、目标定位、内涵与侧重点,本章主要根据上述城市的实践特征进行介绍和比较(表1)。

水枪生产的原矿浆通过矿浆回收沟渠自流至集浆池，集浆池区域布置3台水枪进行搅拌矿浆，集浆池侧方安装溢流设施及设置溢流沟渠并接通至溢流回收池，集浆池后方安装渣浆泵通过管道输送水力开采矿浆至下游工艺；渣浆泵安装平台应高于溢流沟渠高度，确保溢流较大时矿浆无法淹没渣浆泵摆放平台并损坏渣浆泵。

3.结语

露天矿层浅、粘度大的红土矿采用水力开采工艺，较机械开采工艺相比：水力开采利用管道将矿浆输送至下游工艺具备管道运输占地面积小、基建投资少、建设周期短、粉尘较小、受地形限制少、运输过程中无损耗、无泄漏、无污染等优点，且可以减少移动设备备件消耗、降低维修工时及减少辅助生产设施等；也为其它红土矿项目或类似的开采地质环境提供了参考。