【2017年整理】陈台沟铁矿技术说明

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1、陈台沟铁矿采选工程技术说明一、项目特点1.1 矿区地表环境特点矿区紧邻城区，地表分布有大量工业设施、公路、村庄等建构筑物和农田。 矿区距鞍千公路 1km，其间有乡 村公路相通，环市铁路从矿区西侧 1km 处通过， 矿区西侧矿权外即 为鞍山市高科技园区, 紧邻激光园区, 区外北侧为齐 大山铁矿等工业设 施，区内西北角有调军台选矿厂, 东部有从南向北的公路穿 过矿区， 东侧有正在开采的徐东沟露天矿,东南侧有鞍千选场和徐东沟运往鞍千选场运输皮带廊,再往东为千山风景区，向南为鞍山烈士陵园和千山镇；区内还有鞍山钢铁公司的油库和炸药库等工业设施和陈台沟村等民用设施。矿区范围较小, 加之存在地表建构筑物,

2、较近的地表只有陈台沟等较小的山沟，周边无法找到储存全部尾矿的山沟或平地作为尾矿库。另外, 矿区附近无法寻找到满足矿山生产需要的炸药库库址。区内水系较发育，于矿区东部有一条小河,为沙河上游支流，常年流水，流向由南至北。1.2 资源赋存特点（1）矿体埋藏深而且倾角陡 陈台沟铁矿矿体主要赋存在距地表 900m 以下。主要矿体 Fe1 矿体目前控制标高-803-1670m。矿体呈厚层 状， 总体走向 330左右，倾向北东， 倾角 68 75。矿体厚度为 77.85272.61m，平均为162.09m。（2）地温很可能较高该矿床埋藏比较深，矿量基本赋存在地表 900m 以下，虽然矿区仍未开展地温测量，但

3、根据一般地温增温梯度,( 地 壳 的 近 似 平 均 地 热梯 度 是 每 千 米 25)和其他深井 矿山实测地温数 值，-1200m 水平岩石温度可能达 35左右，随着开采深度的增加，地温将进一步上升。开采过程中很可能存在热害问题。地热、加上空气绝热压缩散热、爆破散热、机 电设备散热以及人体散热等可能将给矿山生产带来危害。（3）地应力可能较大矿体主要赋存于太古界鞍山群樱桃园岩组绿泥石英片岩中，埋藏深度 900m 以上，最深可能达 2000m 以上。静压力和地壳运动等构成地下岩石原岩应力, 矿 体所处位置决定了原岩 应力将较高。虽然目前没有矿体所处层位的原岩应力资料，但该层位处于高应力区是可以

4、肯定的。另外,随着开采活动的进行, 将加剧应 力集中现象的发生和岩爆的发生可能。高应力的存在,随着采矿活动的进行, 造成对地下空间受力状况的改变，岩爆等现象将很可能出现,必须提前重视未来可能出现的相关灾害研究和防范。1.3 勘查状况同样，由于矿床埋藏深，矿体倾角较陡，到目前为止,已施工 23个钻孔,只有 8 个钻孔穿过主要矿体, 且其中只有 2 个勘探线的 5 个钻孔(ZK3 、ZK7、ZK10、ZK14 和 ZK19)属于矿权范围内钻孔,同时,其中的 2 个钻孔（ZK14 和 ZK19）终孔位置偏离勘探线超过 200m，最多达 360.79m。勘探效果和质量显然很不好。限于目前勘探使用的钻机

5、性能、钻进技术方法和钻孔井内测量设备性能，仅采用地表钻孔探矿，要完全达到开采设计要求是不现实的。另外，现有的勘探方式也不利于其他许多重要勘查研究工作的展开。二、采矿方法选择根据矿床赋存条件、地表建构筑物和水系的分布情况，推荐大直径深孔空场嗣后充填法和分段空场嗣后充填法。Fe1 矿体为矿区内最主要的铁矿体，贯穿全区，规模较大， 矿体厚度 为 77.85272.61m，平均为 162.09m，采用采用大直径深孔空场 嗣后充填法；Fe2 和 Fe3矿体位于 Fe1 矿体下盘，规模较小，矿体厚度较小，平均厚度小于50m，采用分段空场嗣后充填法。采矿方法选择依据如下：（1）根据普查报告提供的资料，岩石质

6、量指标 RQD 统计结果， 总的来说岩石质量多为中等的，岩体中等完整。但是，深度 800m 以下，除个别孔（ZK6、ZK10、ZK12 存在岩性为绿 泥石英片岩、 绿泥千枚岩的破碎地段）外，岩石质量多为好的和极好的，岩体完整或较完整。（2）调军台选矿厂在陈台沟铁矿西北侧，距离矿体边界较近；矿区水系较发育， 矿区东部有一条小河，常年流水；矿区地表还有村庄、农田和林地等。矿区地表的建构筑物、河流、 农 田、林地等都需要保护，矿区地表也没有合适的地方建设尾矿库，尾矿必须充填井下，所以必须采用充填法开采。（3）矿体埋藏较深，Fe1 主矿体埋藏于地表以下 8001800m，岩体完整性好，该矿床可能有岩爆

7、倾向。对于有岩爆倾向的矿床，采用充填法开采，及时对空区进行充填，能减少岩爆发生的频率和降低岩爆的破坏程度。（4）深井矿床一般为热害高温矿床，采后及时充填空区，既可隔绝采空区的热源，又可减少采空区漏风，提高风量的利用率，从而达到降温的目的。（5）该矿资源量大，但品位相对不高，只有采用高效率的采矿方法，实现大 规模生产，才能有较好的效益。大直径深孔空场嗣后充填法和分段空场嗣后充填法效率高，可以实现大规模生产。（6）该矿属深埋矿床，高温和高地应力使该矿床开采环境恶化，应该提高矿山开采的自动化水平，减少人员。大直径深孔空场嗣后充填法和分段空场嗣后充填法有条件提高自动化水平，甚至部分实现无人自动化采矿。

8、三、采矿方法概述（1）大直径深孔空场嗣后充填法当矿体厚度大于 70m 时采用此采矿方法。将矿体划分为盘区，以盘区为回采单元组织生产。在矿体厚度小于 100m 时，沿矿体走向每200m 划分盘区，盘区长 200m，宽为矿体厚度。当矿体厚度大于100120m 时，沿矿体走向和垂直矿体划分 盘区，盘区长仍为 200m，宽 80100m。在矿体下盘布置沿脉巷道，上 盘布置回风巷道。每个盘区沿矿体走向划分为 12 个采场，采场垂直矿体走向布置，采场宽为1617m。采场高度初期为 60m，达产后逐步过渡到 120m。凿岩采用潜孔钻机凿下向平行炮孔，钻孔直径 165mm。采用乳化油炸药和非电导爆起爆系统，由

9、下而上梯段式分段侧向崩矿。爆下的矿石用 25t 电动铲运机集中在采场底部出 矿。待一个采场矿石全部采出后，集中充填。第一步采场采用胶结充填，第二步采场采用非胶结充填。（2）分段空场嗣后充填法将矿体划分为盘区，以盘区为回采单元组织生产。沿矿体走向每200m 划分为一个盘区，盘区长 200m，宽为矿体厚度。每个盘区沿走向划分为 12 个采场，采场垂直矿体走向布置，采场长为矿体厚度，采场宽为 1617m，采场高度为中段高度，即 60m。凿岩采用中深孔凿岩台车在分段凿岩巷道内凿上向扇形炮孔。爆下的矿石用 LH625E 型 电动铲运机集中在采 场底部出矿。采场残留矿石采用遥控铲运机回收。待矿房矿石全部出

10、完后，集中一次胶结充填，矿柱用回采矿房的方式进行回采出矿，回采结束后采用非胶结充填。充填材料为选矿厂全尾砂，选厂产出的湿式尾砂通过浓密机浓缩制备，胶结 材料为普通硅酸盐水泥。根据采矿方法对充填工艺的要求，充填系统应具备制备两种料浆的能力，即加胶凝材料和不加胶凝材料的两种充填料浆。充填料浆浓度暂按 72%计算。全尾砂日平均用量 27978t（干量），选矿厂产出的湿式尾砂量约27581t，可全部用于充填，基本平衡，充填料不足时可以用抛废干尾砂作为补充。充填设施主要包括地面充填制备站、充填钻孔和输送管路等设施。充填料浆在地面制备站制成符合充填工艺要求的充填料浆后，通过充填管路自流输送至井下，再经充填

11、平巷、充填钻孔充填采空区。在矿体下盘地表工业场地附近建一座充填搅拌站。四、碎磨工艺流程说明选矿厂的破碎与磨矿作业在选矿工艺中是不可缺少的重要组成部分，是后续选别作业提高技术经济指标的前提条件。目前，国内外大型、超大型矿山的碎磨工艺主要有两种：一种是“常规三段一闭路碎矿+球磨”的碎磨工艺，另一种是“半自磨（自磨）+球磨”的碎磨工艺。近些年在铁矿及有色金属选厂正推广使用一种“新型三段一闭路碎矿+球磨”的碎磨工艺，即在“ 常规三段一闭路碎矿+球磨”的碎磨工艺的基础上，采用高压辊磨机作为细碎设备，中碎设闭路，在强化中碎作业的同时最大限度发挥高压辊磨机作为超细碎设备的功能。目的是为了降低后续球磨机的给矿

12、粒度，减少整个系统的能耗，在“ 常规三段一闭路碎矿+ 磨矿”流程的基础上更能体现“多碎少磨”的节能理念，从而全面提升选矿厂的经济效益。高压辊磨机是近 20 年发展起来的新型粉碎机械，目前已成功地应用于铁矿、金刚石和石灰石等选矿厂。我国的马鞍山钢铁集团公司南山铁矿已成功地应用高压辊磨机数年，正在建设的谷家台铁矿项目也采用高压辊磨机作为细碎破碎设备。与常规破碎机相比，此设备主要优点为：单位矿石（碎磨系统）耗电量低、单台处理能力大、设备运转率高。具体阐述如下： 单位矿石（碎磨系 统）耗电量低。主要表现为磨机给矿粒度减小、磨机给矿 中细粒级（-0.074mm）含量增加、磨矿功指数降低。因高压辊磨机采用

13、挤满给料和封闭空间内的料层粉碎原理，在峰值达50MPa 以上 压力的作用下，使料层内颗粒产生位移、压实、出现微裂纹和粉碎等，使物料可磨性得到改善，即磨矿功指数降低，从而降低了球磨机的装机功率。细碎采用高压辊磨机与湿式筛分形成闭路，其最终碎矿产品粒度可以达到-3mm 或更低，在此粒 级下，对于磁性铁矿石，通过 粗磁选可以抛弃大量的合格尾矿，大大降低入磨矿石粒度和入磨量，同时产出的粗粒级尾矿无需浓缩，经脱水筛脱水后即可通过带式输送机运输，进行干堆。由于高压辊磨机产品粒度减小且-0.074mm 含量的增加，从而减小了球磨机的体积和装机功率。根据同类选矿厂的生产经验，本次设计高压辊磨机闭路产品的粒级设

14、定为-3mm（P80 约为 1.0mm）。 单机产量高、设备运转率高（可与球磨机同一个工作制度进行生产）。目前最大规格设备的处理能力约 3000t/h 以上，相当于 4 台最大规格的常规细碎破碎机的处理量。因此对于大型矿山来说，单机产量高意味着设备总台数减少，厂房占地面积减小、地基费用低、配置简单且易于管理。设备运转率高意味着设备日或年处理量大。 物料的适应性好。与常 规细碎设备相比主要体现在相同的产品粒度下高压辊磨机给矿粒度范围大，破碎比大；与半自磨机（自磨机）相比高压辊磨机对矿石硬度适应性强。高压辊磨机的主要缺点为挤压后的产品需进行打散才能进行有效地筛分；在处理含泥含水量高的矿石时，可能会

15、对破碎效果产生不利影响。本设计采用湿式筛分，筛分过程中筛面冲洗水能够有效实现高压辊磨机挤压产品的打散。根据同类矿石试验结果，高压辊磨机产品在磨矿作业的功指数只为标准磨矿功指数的 80%85%（即，降低 15%20% ）。本次设计，高压辊磨机产品的磨矿功指数以标准功指数的 85%计（标准功指数设定为 15.3kWh/t）。从技术经济角度综合考虑高压辊磨机给矿粒度和产品粒度之间的关系，以及中碎破碎机产品的特点，本次设计在强化中碎和闭路筛分的基础上，中碎闭路产品粒度（即高压辊磨机的给矿粒度）设定为350mm。同 时磁铁矿 石在中碎产品后采用干式抛尾方式抛弃部分废石及品位低的围岩，能够有效的提高后续作

16、业入选矿石的品位。“半自磨（自磨）球磨” 碎磨工艺的主要优势 表现为：该工艺“以碎代磨”能接受 较大的 给矿粒度（最大粒度一般 为 200350mm ） , 取代中、细碎及 筛分作业，简化了工艺流程，占地面积小，减少生产环节和粉尘污染；该工艺的主要缺点是：电耗一般比常规碎磨高；对给矿性质（包括粒度及可磨性等）变化比较敏感，生产易波动，操作及控制相对复杂，自 动化程度要求高，同时衬板耗量较球磨稍高。一般情况下，考虑到铁矿石在磁性方面的特点，半自磨机顽石中碎钢球较难除去，影响顽石破碎设备性能的发挥，根据同类选矿厂的生产经验，处理磁铁矿石通常宜采用自磨机不宜采用半自磨机。为 了 寻 找 选 矿 厂 最 佳 综 合 经 济 效 益 ，根 据 以 上 分 析 ，依 据 本 项目 矿 石 性 质 的 特 点 ，以 及 近 年 碎 矿 工 艺 技 术 和 设 备 的 发 展 情 况 ，本设 计 推 荐 “干 式 筛 分 +中 碎 +干 式 抛 尾 +高 压 辊 磨 机