1、工程概況
    大紅山鐵礦400萬t/a工程開拓系統(tǒng)采用膠帶斜井、無軌斜坡道、輔助盲豎井方案，井下原礦出礦塊度850mm，碎后塊度250mm，原礦經(jīng)溜井下放到380m階段，經(jīng)10m3礦車運(yùn)輸至卸載站，經(jīng)溜井下放到井下破碎站，經(jīng)破碎后進(jìn)入碎后礦倉和膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，經(jīng)膠帶運(yùn)輸至地表原礦倉。該系統(tǒng)中井下破碎系統(tǒng)和膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是工程的重點(diǎn)。
2、破碎系統(tǒng)設(shè)備配置
    大紅山鐵礦破碎站采用進(jìn)口美卓( Met-so)  42 - 65液壓旋回破碎機(jī)，單級雙肢體XZG2438振動給礦機(jī)(14kW)給礦（生產(chǎn)能力1 000一l 200t/h），為配合粉碎大塊礦石，破碎站內(nèi)配置C50同定式液壓碎石錘。為解決井底膠帶運(yùn)輸層和破碎站及380m階段間垂直交通在破碎站附近設(shè)置3t電梯l部。
    該套設(shè)備選型中進(jìn)口美卓( Metso) 42- 65液壓旋回破碎機(jī)是目前先進(jìn)的礦石破碎設(shè)備，設(shè)備生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)效率高，設(shè)備自帶l套自動保護(hù)裝置，保證了設(shè)備的完好率。
    XZG2438振動給礦機(jī)是廠家專利產(chǎn)品，設(shè)備重量輕，給礦連續(xù)性好，給礦均勻，生產(chǎn)能力大，采用鏈閘和振機(jī)的有效組合可以很好地解決振機(jī)檢修問題和高生產(chǎn)能力的沖突。
    率先在大型井下礦山破碎站使用了C50固定式液壓碎石錘，將其布置于破碎機(jī)旁，有效利用此種設(shè)備的特長，可以有效地將42 - 65液壓旋回破碎機(jī)無法破碎的大塊礦石破碎成較小塊度再進(jìn)入破碎機(jī)破碎，節(jié)約了大量處理大塊礦石的時間，提高生產(chǎn)效率。
    本次設(shè)計(jì)中采用高效率的單級雙肢體振機(jī)為高效破碎機(jī)提供有利的產(chǎn)能保證，同時C50同定式液壓碎石錘的設(shè)置為高效率的生產(chǎn)贏得了處理大塊的寶貴時間。
3、破碎站布置
    破碎站采用3面給礦的布置形式，兩側(cè)為溜井、鏈閘、單級雙肢體振機(jī)給礦，正前方為礦用自卸汽車直接給礦，該種布置形式解決了單一給礦方式的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了井下無軌設(shè)備的威力，為礦山的大規(guī)模生產(chǎn)提供了有力的通道保證。
    大件通道一端連接無軌輔助斜坡道，另一端直通破碎站端部，作為破碎站的主要出入口和新鮮風(fēng)流的人口，在破碎站入口的右側(cè)設(shè)置變配電站及交通電梯，在破碎站對面端部設(shè)置同風(fēng)聯(lián)道與溜破系統(tǒng)專用回道相通，采用貫穿風(fēng)流解決破碎站同風(fēng)，貫穿風(fēng)流和噴霧降塵的組合運(yùn)用，有效地改善了破碎站的生產(chǎn)環(huán)境，間接地保證了先進(jìn)設(shè)備的完好率。
    破碎硐室：破碎硐室采用1/3三心拱斷面，硐室凈寬9. Sm，墻高8.6m，硐室采用鋼筋混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度500mm。硐室內(nèi)設(shè)置50t檢修桁車，為制作方便和保證制作精度，桁車柱及梁采用型鋼組合結(jié)構(gòu)，由地表加工后運(yùn)人安裝，振機(jī)硐室：凈寬6. 51m，墻高7.28m，硐室內(nèi)設(shè)置一臺振動放礦機(jī)，硐室內(nèi)設(shè)兩層，下層為繞道和振機(jī)基礎(chǔ)，人員可以通過振機(jī)下方繞道到達(dá)破碎硐室的另一側(cè)，上層為振機(jī)的安全操作平臺，上設(shè)可以橫跨振機(jī)的人行天橋，作為通道和安全觀察空間。在天僑外側(cè)設(shè)置噴霧裝置用于降塵。
    破碎機(jī)受料槽：由于本次設(shè)計(jì)兼顧了以后汽車運(yùn)礦的卸礦通道，破碎機(jī)受料槽必須根據(jù)實(shí)際情況向下沉2. 5m以利以后汽車卸礦，受料槽采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯20mm后錳鋼板作為混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層，在汽車卸礦側(cè)設(shè)置500mm高汽車車擋，兩側(cè)振機(jī)直接將礦石給入受料槽內(nèi)。為解決液壓碎石機(jī)破碎部分大塊礦石問題，受料槽內(nèi)留部分空間作為破碎大塊礦石之用。
    破碎機(jī)基礎(chǔ)：42 - 65液壓旋回破碎機(jī)采用直連拖動方式，破碎機(jī)和電機(jī)置于同一基礎(chǔ)之上，在基礎(chǔ)中下部設(shè)置有檢修通道和液壓、冷卻等管路，在入口處設(shè)置密閉門用以防止粉塵外泄，在檢修出口外側(cè)有冷卻和液壓設(shè)備及基礎(chǔ)，整個基礎(chǔ)層占據(jù)破碎硐室的大部分，基礎(chǔ)層最寬處7.5m，長13. 75m，垂直深度10m，為解決上下層空間沖突，僅在液壓破碎機(jī)側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁板，在另一側(cè)僅設(shè)置部分活動鋪板和活動欄桿方便以后檢修。
    破碎站的通風(fēng)：破碎站采用“穿堂風(fēng)”方式通風(fēng)，由大件通道入口和電梯井進(jìn)入，通過破碎站后從回風(fēng)斜坡道出，污風(fēng)進(jìn)入總回風(fēng)系統(tǒng)。
    破碎站的人員交通組織：由于破碎站被破碎機(jī)和給礦設(shè)備分割成兩個部分，故兩部分交通必須通過振動給礦機(jī)的檢修通道和操作平臺加以實(shí)現(xiàn)，同時為解決破碎設(shè)備基礎(chǔ)層和破碎硐室之間的垂直交通，在破碎硐室內(nèi)設(shè)置斜鋼梯通過斜鋼梯下至破碎設(shè)備基礎(chǔ)層的不同標(biāo)高。
    破碎硐室內(nèi)降塵：由于破碎機(jī)在工作時產(chǎn)生大量粉塵，同時振動給礦機(jī)給礦石也會產(chǎn)生粉塵，在礦石比較十燥時粉塵特別大，破碎硐室除通過加強(qiáng)通風(fēng)排出部分粉塵外，在兩側(cè)振動給礦機(jī)上方安裝噴霧裝置可以形成有效霧幕籠罩粉塵，形成較好的降塵效果。
4、破碎機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置
    根據(jù)破碎機(jī)工作特點(diǎn)和設(shè)置布置形式，破碎機(jī)基礎(chǔ)采用大塊式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，為防止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時振動力傳遞到上部硐室，影響硐室的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)時將破碎設(shè)備基礎(chǔ)與硐室支護(hù)結(jié)構(gòu)分開。為保證破碎機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，對破碎機(jī)基礎(chǔ)采取必要的加同措施。
    由于液壓碎石機(jī)臂長和覆蓋受料槽一定范圍的要求，液壓碎石機(jī)必須布置在受料槽一側(cè)的上層結(jié)構(gòu)樓板面上，而該位置對于受力及結(jié)構(gòu)來講為最不利的受力位置。而液壓碎石機(jī)工作時以振動沖擊大塊礦石為主，沖擊時必然會對樓板等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力荷載，而荷載的方向和大小隨碎石機(jī)的工作狀況而發(fā)生變化，為解決沖擊對樓板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞，必須采用大體量的結(jié)構(gòu)件對抗沖擊產(chǎn)生的局部變形，使結(jié)構(gòu)不會在瞬間荷載引起的大變形情況下產(chǎn)生破壞，因此在碎石機(jī)作用范圍內(nèi)的梁板等結(jié)構(gòu)采用增加構(gòu)件尺寸的方法來抵抗瞬間沖擊。液壓碎石機(jī)布置于800mm厚鋼筋混凝土板面上，板面下設(shè)置次梁，次梁梁高1000mm，寬400mm，次梁一端支撐于寬500mm，高l 5 00mm的鋼筋混凝土梁上，另一端支撐于破碎機(jī)受料槽墻體上。
5、破碎機(jī)基礎(chǔ)加固
    由于破碎機(jī)基礎(chǔ)直接座落在下礦倉頂部，下礦倉凈直徑為巾6.5m，相當(dāng)于大型設(shè)備基礎(chǔ)直接支撐于直徑為+6. 5m的井筒上方，破碎機(jī)基礎(chǔ)只有4個角可以有效支撐在原巖上，破碎機(jī)在工作時不但有水平方向的擾動力還有垂直方向的擾動力，這些振動荷載直接影響設(shè)備基礎(chǔ)的穩(wěn)定，同時破碎機(jī)基礎(chǔ)與上部硐室的結(jié)構(gòu)是獨(dú)立的，為有效地將振動荷載傳遞給井筒周圍的原巖，保證設(shè)備基礎(chǔ)的穩(wěn)定，設(shè)計(jì)時要對設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行加固，加固方式如下：對下礦倉上口進(jìn)行加固；對基礎(chǔ)本身進(jìn)行加固。加固措施為采用長錨桿和預(yù)應(yīng)力捕索相結(jié)合將混凝土與原巖錨固，使之能夠協(xié)同工作，使設(shè)備工作時的振動荷載有效傳遞給周圍原巖。
    加固錨桿采用+24mm，長度3.2m，間排距1. 5m，普通砂漿錨桿；加固長錨索采用直徑+31mm的鋼絲繩(抗拉強(qiáng)度不小于1 550 N/mm2)制作，長度8m，共設(shè)置16根。長錨索安裝時先把鋼絲繩穿過錨同套，使錨固套板貼緊加固壁；其次以不小于100kN的拉力拉緊鋼絲繩；把錨同塞楔入錨同套中，使其夾緊鋼絲繩；最后撤去鋼絲繩的拉力，錨同頭的描同力不小于550kN，應(yīng)
通過試驗(yàn)確定錨塞楔人錨同套的深度。長錨索要全孔深度填注滿砂漿，注漿時必須注意排除鉆孔內(nèi)的空氣。
6、破碎機(jī)出料口加固措施
    由于碎后礦石最大塊度為250mm，加上鐵礦礦石堅(jiān)硬，破碎系統(tǒng)服務(wù)年限較長等因素，必須對破碎機(jī)出料口至碎后礦倉間的基礎(chǔ)內(nèi)壁進(jìn)行加固，以防止碎后礦石直接沖擊混凝土基礎(chǔ)，使基礎(chǔ)產(chǎn)生破壞，設(shè)計(jì)采用錳鋼板加同，根據(jù)基礎(chǔ)內(nèi)壁形狀，將錳鋼板加工成矩形或弧形，采用內(nèi)螺紋錨桿將錳鋼板固定于基礎(chǔ)內(nèi)壁，使出礦口礦流不直接沖擊基礎(chǔ)內(nèi)壁。后施工時修改為采用內(nèi)螺紋錨桿固定錳鋼板進(jìn)行加固。
7、使用效果
    大紅山鐵礦自2006年底投產(chǎn)，2008年已經(jīng)超產(chǎn)，各系統(tǒng)使用正常，本次設(shè)計(jì)選用的破碎機(jī)、振動給礦機(jī)以及在破碎站里配置液壓破碎錘使用效果理想，該套系統(tǒng)采用先進(jìn)的設(shè)備加上先進(jìn)的理念，為大紅山鐵礦投產(chǎn)超產(chǎn)奠定了雄厚的產(chǎn)能保證基礎(chǔ)。
8、存在問題及建議
    (1)破碎硐室高度偏低，由于破碎硐室內(nèi)采用先進(jìn)的檢修設(shè)備，占用空間較小，設(shè)計(jì)時過于要求節(jié)儉工程量，造成檢修吊車安裝時比較困難；
    (2)破碎站內(nèi)應(yīng)設(shè)置一個獨(dú)立T作間比較合理，可以擺放一些簡易維修工具及操作工人休息之用；
    (3)破碎機(jī)基礎(chǔ)層最好有一條通道可以改善基礎(chǔ)層通風(fēng)效果和排出基礎(chǔ)層粉塵：
    (4)破碎機(jī)出料口加同最好采用鋼板作為模板一次澆灌成型，采用內(nèi)掛錳鋼板由于設(shè)備振動，容易造成脫落影響下部膠帶運(yùn)輸。