地下金屬礦山開拓工程、采準(zhǔn)切割工程及采場回采時(shí)遇到夾石都能產(chǎn)生較多的廢石。近些年來，由于地表淺部資源開采完畢，很多礦山都進(jìn)人中深部開采。隨著礦山開采深度的增加，井下廢石的提升運(yùn)輸費(fèi)用也相應(yīng)增加，提升難度也大幅度提高，而且廢石被提升到地表堆放，需要廢石堆場，不僅耗費(fèi)資金、占用大量土地，而且形成地表固體廢棄物和粉塵，污染礦山生態(tài)環(huán)境。
    礦山固體廢棄物的處理是改善礦山環(huán)境的重要措施，它除用于工程建設(shè)以外，經(jīng)過一定工序處理可用于井下采空區(qū)充填�？紤]到提升費(fèi)用及井上破碎產(chǎn)生大量粉塵污染空氣環(huán)境等，對廢石處理的最好的方法莫過于在井下直接破碎后用于井下采場充填。
    國內(nèi)外礦山在井下建破碎站已經(jīng)比較普遍，但多數(shù)井下破碎站都是用于礦石的初碎，特別在中深孔開采易產(chǎn)生大塊的礦山和鐵礦山。這些礦山利用井下破碎系統(tǒng)減少采場礦石大塊的二次爆破，降低炸藥單耗和改善采場通風(fēng)效果，鐵礦山在井下對磁鐵礦初碎后進(jìn)行干式粗選。但是礦山在井下建設(shè)用于碎石骨料膠結(jié)充填的廢石破碎系統(tǒng)還不多，特別是在南方地區(qū)由于地下水豐富，井下高水廢石復(fù)合破碎易堵塞復(fù)合破碎機(jī)等原因?qū)е戮�下破碎系統(tǒng)在南方地區(qū)難以實(shí)施，另外井下破碎系統(tǒng)造成工作環(huán)境粉塵較多，必須采取有效措施保證作業(yè)崗位粉塵濃度達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
    湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責(zé)任公司開采西部2號砂巖復(fù)雜礦體時(shí)，在井下建立廢石破碎系統(tǒng)，采用顎式破碎機(jī)和復(fù)合破碎機(jī)在井下對廢石進(jìn)行兩級破碎，并開創(chuàng)性應(yīng)用地下金屬礦山廢石破碎脫水網(wǎng)格振動篩，有效解決了高含水廢石破碎堵塞復(fù)合破碎機(jī)的問題，為實(shí)現(xiàn)井下廢石不出窿，廢石破碎骨料直接用于井下采場膠結(jié)充填創(chuàng)造了條件，并達(dá)到在破碎系統(tǒng)關(guān)鍵部位用密閉或半密閉方式抽出式通風(fēng)除塵及收塵的目的。
1、寶山礦2號砂巖礦體概況
    湖南寶山有色金屬礦業(yè)有限責(zé)任公司是一座富含銅、鉬、鉍、鎢、鉛、鋅、金、銀等多種有色金屬的礦山。寶山礦西部2號礦體位于50m中段以下，為鉛鋅礦，品位高，鉛+鋅品位約30%，高的可達(dá)40%，有很好的開采價(jià)值。
    西部礦床按成因?qū)贌嵋盒偷V床，礦體主要賦存于寶山礦西部寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜的次級小背斜中，上下盤圍巖為極不穩(wěn)固的碳質(zhì)頁巖，堅(jiān)固性系數(shù)為4—6，即使是較完整的巖樣，其抗拉、抗剪強(qiáng)度也較低，巷道掘進(jìn)常有冒頂、片幫及塌方事件發(fā)生；礦石穩(wěn)固性多為中等，堅(jiān)固性系數(shù)為8—l6。礦體走向長約100 m，產(chǎn)狀、厚度變化較大，形態(tài)復(fù)雜。- 70一-50 m中段礦體呈傾斜產(chǎn)狀，傾角為300一400，厚度為2—10 m，平均為6—7 m；-50一-30 m中段受f斷層影響，礦體錯動較大，傾角為500~ 700，礦體厚度為l一8 m，礦體在0m標(biāo)高尖滅。
    西部2號礦體埋深約500 m，在坑探時(shí)發(fā)現(xiàn)礦體賦存條件復(fù)雜，礦體形態(tài)多變，開采過程中產(chǎn)生較多的廢石，廢石提升到地表費(fèi)用較高。礦體上下盤圍巖穩(wěn)固性差，必須采用充填采礦法保證開采安全，為廢石井下利用提供了方向。廢石溜井設(shè)置在白云巖中，因節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在析水滲水現(xiàn)象。
2、井下廢石破碎系統(tǒng)
2.1井下廢石溜井系統(tǒng)
    寶山礦廢石破碎站建在- 30 m中段，廢石主要由50 m中段以下中段提供。50 m以下掘進(jìn)、采準(zhǔn)、開采產(chǎn)生的廢石由西部和北部的斜井提升到50 m中段的卸廢硐室，然后通過廢石溜井到-30 m中段廢石破碎站，廢石經(jīng)廢石破碎系統(tǒng)粗、細(xì)兩級破碎后，達(dá)到充填設(shè)備要求的骨料粒徑，溜至廢石儲料硐室用于采場充填。2.2廢石破碎系統(tǒng)設(shè)備選型
    破碎設(shè)備選型影響因素：廢石的供給和碎石的應(yīng)用、破碎后骨料粒徑大小、設(shè)備之間配套等。
    根據(jù)寶山礦井下使用的泵送充填設(shè)備，要求骨料粒徑不大于20 mm，所以選用經(jīng)過兩級破碎后達(dá)到廢石骨料小于20 mm的要求；廢石供應(yīng)充足，并且考慮各設(shè)備之間工作效率的配套。
  破碎硐室采用單機(jī)端部的布置形式，這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于配置緊湊、跨度小，檢修維護(hù)方便，有利于施工和生產(chǎn)。
    寶山礦井下廢石破碎系統(tǒng)設(shè)備主要包括：PEF400×600顎式破碎機(jī)、PEL - 1000復(fù)合破碎機(jī)、G27振動給料機(jī)、S221250×2500振動篩、B500膠帶輸送機(jī)等。
2.3廢石破碎工藝
    寶山礦西部井下廢石由廢石溜礦井通過振動放礦機(jī)放出后，經(jīng)廢石滑道進(jìn)入顎式破碎機(jī)破碎；進(jìn)行一級破碎后，由膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至脫水漿振動篩，脫去廢石中粒徑小于20 mm的含水漿體，水漿體不用經(jīng)過復(fù)合破碎機(jī)，直接輸送到分級振動篩篩分。
    脫水漿振動篩之上的廢石進(jìn)入復(fù)合破碎機(jī)，進(jìn)行二級破碎后，由膠帶運(yùn)輸機(jī)送至分級振動篩，粒徑小于20 mm滿足骨料要求的直接進(jìn)入骨料儲存料倉，篩板上留下的粒徑大于20 mm廢石經(jīng)循環(huán)膠帶運(yùn)輸機(jī)送回到復(fù)合破碎機(jī)再進(jìn)行一次二級破碎。其工藝流程如圖3所示。
    一般的礦山破碎系統(tǒng)中一二級破碎機(jī)由膠帶運(yùn)輸機(jī)直接相連，但在寶山礦廢石溜井設(shè)置白云巖中，節(jié)理裂隙發(fā)育，溜井壁存在著滲水析水現(xiàn)象，這種想象在南方礦山和一些地下水發(fā)育的礦山是普遍存在的。廢石經(jīng)過一級顎式破碎機(jī)破碎后，形成含水漿體塊石，如果直接進(jìn)入二級復(fù)合破碎機(jī)破碎，極易堵塞復(fù)合破碎機(jī)，導(dǎo)致電機(jī)燒毀，生產(chǎn)終止。寶山礦在廢石破碎系統(tǒng)中一二級破碎機(jī)之間增設(shè)一個(gè)脫水振動篩，篩孔大小為20 mm×30 mm．把滿足骨料粒徑要求又造成復(fù)合破碎機(jī)堵塞的粒徑小于20 mm的含水漿體篩分出來。此舉有效避免了復(fù)合破碎機(jī)的堵塞，提高了復(fù)合破碎機(jī)工作效率，并且減少了破碎成本。
2.4通風(fēng)除塵系統(tǒng)
    -30 m中段破碎通風(fēng)除塵系統(tǒng)采用分區(qū)抽出式結(jié)合直徑400 mm通風(fēng)管道及密閉方式解決排塵問題，目前排出的粉塵是匯入井下西部-30 m中段回風(fēng)巷道，再經(jīng)-30 m中段回風(fēng)巷道75 kW主扇排至西部回風(fēng)系統(tǒng)。
    -30 m中段破碎硐室設(shè)置為3個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)
除塵系統(tǒng)，共安裝抽塵風(fēng)機(jī)3臺，均采用井下常用的
5.5 kW局扇，安裝∮400 mm通風(fēng)管道240余米。
    (1)S221250×2500振動篩、2號皮帶卸料口、3號皮帶進(jìn)料口劃分為獨(dú)立的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，采用整體密閉方式，利用抽風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓及排塵管道將粉塵排至-30 m中段西部回風(fēng)巷道。
    (2) PEF1000復(fù)合破碎機(jī)、1號皮帶卸料口、2號皮帶進(jìn)料口劃分為獨(dú)立的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，采用局部密閉方式，利用抽風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓及排塵管道將粉塵排至-30 m中段西部回風(fēng)巷道。
    (3)  PEF400×600顎式破碎機(jī)、廢石溜井振動篩出料口、1號皮帶進(jìn)料口劃分為獨(dú)立的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，采用局部密閉方式，利用抽風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓及排塵管道將粉塵排至-30 m中段西部回風(fēng)巷道。
3、井下廢石破碎系統(tǒng)應(yīng)用效果及評價(jià)
    寶山礦井下廢石破碎系統(tǒng)2010年1 1月建成運(yùn)行，設(shè)計(jì)破碎能力15m3/h，實(shí)際破碎能力11～13 m3／h，破碎機(jī)工作負(fù)荷為73. 3%。86. 7%。原始廢石粒徑為0～400 mm，一級破碎后粒徑為0—70 mm，二級破碎后粒徑為0 ~20 mm，其中復(fù)合破碎機(jī)出料口碎石粒徑3 mm以下的占90%，再加上脫水振動篩篩下的粒徑小于20 mm的水漿體，最終儲存料倉中碎石粒徑3mm以下的占70%。該粒徑組成滿足井下充填設(shè)備泵送要求。廢石二級破碎后在-70 m中段的廢石儲料倉暫存，與井下充填系統(tǒng)形成有效銜接。
    該廢石破碎系統(tǒng)在復(fù)合破碎機(jī)前增設(shè)脫水網(wǎng)格振動篩，脫去一級破碎廢石中含水漿體，解決了高含水廢石堵塞復(fù)合破碎機(jī)的狀況。
    寶山礦- 30 m中段破碎硐室設(shè)置密閉或半密閉的通風(fēng)除塵系統(tǒng)，較好地改善了破碎硐室粉塵污染，經(jīng)現(xiàn)場測定，破碎系統(tǒng)各產(chǎn)塵點(diǎn)粉塵濃度均在2mg/m3以下，達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
4、結(jié)語
    寶山礦深部礦體開采成功應(yīng)用了井下建立廢石破碎系統(tǒng)，采用顎式破碎機(jī)和復(fù)合破碎機(jī)在井下對廢石進(jìn)行兩級破碎，采用脫水網(wǎng)格振動篩解決高含水廢石破碎堵塞復(fù)合破碎機(jī)的問題，使用密閉方式通風(fēng)除塵系統(tǒng)改善破碎硐室空氣粉塵問題，實(shí)現(xiàn)了井下廢石不出窿，廢石破碎骨料直接用于井下采場膠結(jié)充填。