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1、西石门铁矿残留矿的回收方案 摘要：西石门铁矿中一采区矿块位于闪长岩与中奥陶碳酸岩接触带上，矿体赋存空间、形态、产状严格受接触带的控制。矿体上盘为灰岩，下盘为矽卡岩。矿体复杂多变，且处于单扭曲造成的背斜褶皱构造中，原岩应力较大、底板岩体大多松软破碎及极不稳定等多种因素。经过十几年的稳产、超产，特别是多年来民采矿点无序介入进行的无计划抢采、乱采，到2009年年初，该采区表内矿量已基本采完。当前该采区回采范围内矿块沿矿体走向，已由160米中段回采至40米中段，随着采深增加，矿体减小，回采进入到资源枯竭期。通过现场核对，在40米中段段以上部位，被民采破坏后，存在大量的矿量被遗留，我们称之为“残留矿量”
2、。鉴于矿产资源日益枯竭，所剩矿产资源非常有限，越来越不能满足生产需要的局面，为最大限度的回收矿产资源，延长矿山的服务年限，确保中一采区持续生产，近几年经过采区技术人员的辛勤努力，虽然已经采出部分残留矿量。但由于残留矿体及部分矿柱的复杂性仍有部分矿量无法采出。目前中一采区主要是以回收残留矿量为主，探找新生矿体为辅的总体生产思路。在回收残留矿量的同时不断改进采矿方法，以更加合理的采矿方法追求采矿利益的最大化。关键词 残留矿柱 出矿巷 出矿单元1 采矿参数和采矿工艺1.1 采矿参数中一采区自建区以来，开采矿体的采矿方法是无底柱分段崩落法，中段高度为40米，分段高度为10米，进路间距为10米，进路规格
3、宽高为（3.5米3.2米）的三心拱巷道，联巷规格宽高为（3.8米3.2米）的三心拱巷道，联巷平行与矿体走向布置，进路垂直矿体走向布置。落矿方式上向垂直扇形中深孔落矿，最小边孔角度为45度，孔底距为1.8-2.2米，进路排距1.5米，切巷排距1.2米。出矿设备为无轨设备（铲运机）出矿，运矿设备为1.4吨电机车，自溜井放矿沿运输巷至提升溜井。1.2 矿块的回采工艺 图1矿块回采平、剖面图1 、2 -上、下阶段沿脉运输巷道，3 -矿石溜井，4 -设备井，5 -通风行人天井，6-分段运输平巷，7 -设备井联络道，8 -回采巷道，9 -分段切割平巷，10 -切割天井，11 -上向扇形炮孔2 资源储量现状
4、及分布情况2.1 资源储量现状目前，中一采区40米中段以上表内可采矿量几乎为零，0米中段还有部分矿量，但是由于没有形成开拓系统，当前还不具备开采条件，因此，该区只有在40米中段以上进一步加大对遗留矿量的回收力度才能维持生产、延长服务年限。通过查阅地质资料和老技术人员的访问，在40米中段以上还有部分遗留矿量很有回采价值。根据矿体（矿量）的遗留形式，我们把矿体（矿量）的赋存状态划分为几类：分别为边角矿体、零星矿体、复杂残留矿体及工艺损失矿量。边角矿体、零星矿体一般遗留在矿体的边部及主矿体以外，在当时回采时考虑矿体较薄，矿量较小，经济价值不高，放弃了对边角矿体和零星矿体的开采。工艺损失矿量一般遗留在
5、矿体的底部采场的进路里，由于下部没有布置采场因此被遗留。复杂残留矿体的赋存条件比较复杂，它是由于经过多年的回采及小矿点的严重干扰和破坏，而造成遗留的残存矿体。虽然近几年我们做了大量的的残采回收工作，但是仍有部分复杂难采遗留矿体没能及时回收。为了能够有效地回收这部分矿量，对残留矿量有针对性地按残留形式进行了分类，大致可以分为5大类。2.2 资源储量形式2.2.1 空区顶板残留矿量空区顶板残留矿量是指下部已经形成回采空区，残留矿体在空区顶板没能被及时崩落的矿量，这类矿体由于矿量在空区顶板，在回收时安全性较差，贫化较为严重，另外还需回采空区下部有相应的回收工程，因此回收空区顶板残留矿量具有一定的难度
6、，见图2所示。2.2.2 地压破坏残留矿量地压破坏残留矿量是由于随着回采分层不断的下降，采场地压逐渐显现出来，对所施工的采准工程造成破坏而损失的矿量；再者就是受民采矿点不规则采矿影响容易形成应力集中显现，对采准工程构成破坏而无法采出的矿量。见图所示。2.2.3 空区隔离残留矿量空区隔离残留矿量是指由于正规矿体受民采矿点无规则的破坏，在矿体的中部破坏性最大，民采工程截断正常的采准工程，使开拓、采准工程无法进行施工而造成的矿体边部残留矿量损失。这部分矿量回采难度在于需要在空区的两侧或下部施工大量的采准工程，对其上部残留矿量进行彻底回收。见图所示。2.2.4 空区底部残留矿量空区底部残留矿量是指民采
7、将上部矿体回采破坏，遗留在空区底部5米以下的矿体，这部分矿量机械化无法回收，民采又无法进入空区，回收难度较大。2.2.5 空区矿柱残留矿量空区矿柱残留矿量大多是民采破坏性回采时遗留下来的，有的遗留时间长，已经二次破坏，回收更为困难。空区残留矿柱由于大部分下部还有残留矿量存在如果不及时回采，会给下部回采留下局部地压隐患，有的尽管下部无矿，但其不规则矿柱的遗留，随时会造成大面积顶板塌落，安全隐患很大，由于以上原因也使矿柱的回收极为困难近几年，这几种遗留矿体作为回收矿，我们已经做了大量的技术工作，回收了不少矿量，随着市场经济的不断发展，铁精矿价格居高不下，而且始终保持上涨的趋势，低品位矿已经具有回收
8、价值，也应该纳入到回收矿中。通过分析总结，我们对中一采区资源分布形式重新进行了核查摸底：2.2.5.1 120米中段以上赋存有大量的工艺损失矿量及边角矿体2.2.5.2 80米中段赋存有复杂残留矿量和低品位矿量及零星矿体2.2.5.3 40米中段赋存有大量的复杂残留矿量2.3 资源储量分布情况2.3.1 120米中段在120米中段136米分段、148米分段及160米分段，由于在开采120米中段采场时矿石价格较低，为了追求利益最大化，当时采场出矿采取的是截止品位出矿法，因此在该中段遗留了大量低品位矿量以及边角矿体，每个分段都遗留了大量的矿量。2.3.2 80米中段在80米中段的89米分段110米
9、分段及115米分段由于民采破坏严重，遗留了大量的复杂残留矿体，尤其是6线以北的遗留矿体非常可观，另外有部分零星矿体被忽略，有待进一步探明储量。2.3.3 40米中段40米中段77米分段、66米分段、55米分段存在有大量的复杂残留矿体，6线以北由于民采破坏遗留了部分残留矿体；在11线-13线之间由于地压影响造成在该部位遗留了部分复杂残留矿分布。2.3.4 45米分层在45米分段的还有部分矿量，但40米分段上盘巷存在地压，为了保护40米水平上盘巷，在45米分段有部分采准工程没有按计划施工到位，而且矿体发生变化，有待进一步探明。2.3.5 0米中段在0米中段还有部分矿量，但由于在0米中段没有布置开拓
10、工程，因此具体矿量还有待于进一步探明。3 回采方案经过几年来对残采回收，中一采区已经有效地回收了部分残留矿量，对复杂残留矿体的回收技术积累了丰富的经验，但随着时间的推移和市场经济的不断变化，又有部分遗留矿量具备回收价值的条件，在此基础上我们有待进一步研究如何对复杂残留矿体回收后的损失矿量进行再回收，从而创造更大的经济效益。针对中一采区目前的资源现状，有效地回收遗留矿量是采区的工作重点和努力方向。为了达到技术上可行、安全上可靠、经济上合理的采矿原则，我们针对不同的矿体储量形式，采取了不同的回收方法，以追求利益最大化。具体方案有：3.1 对空区底部遗留矿量回收针对120米中段以上遗留的矿量，该中段
11、的遗留矿量主要是由于无底柱分段崩落法采矿工艺造成的工艺损失矿量。该中段的矿量主要采用类似小有底柱分段崩落采矿法的回收方案进行回收。该采矿方法与有底柱分段崩落法有所不同，不同的是只需要施工底部结构，不存在落矿工序，具体工程布置形式：在原有两条进路下面布置一条进路作为联巷，联巷与上部工程的距离控制在67米之间，在联巷内布置出矿进路（斗穿），进路间距应根据上部工程进路的间距而定，如果上部工程进路间距是10米，新设计进路间距为20米（见图6所示）。在出矿进路内布置凿岩硐室，进行扩漏，溜矿漏斗要交错布置（见图7所示），每一次只能扩一个漏斗，扩漏顺序应由里向外依次施工。扩漏工作采用中深孔凿岩或者7655凿
12、岩机凿岩，一次完成扩漏，扩漏的规格为（宽高）3米3米，扩漏完成后上部的遗留矿石通过漏斗流入到出矿进路，采用铲运机出矿，出矿设备在出矿进路内出矿。3.2 对边角矿体回收针对边角矿的回收方法可以参照有底柱分段崩落法进行回收，由于中区设备是铲运机出矿，可以把电耙道作为聚矿巷，在聚矿巷内布置出矿进路，出矿设备是铲运机替代电耙子，最终完成出矿，达到回收遗留矿量的目的。3.3 对空区矿柱残留矿量回收在中一采区6线以北民采破坏严重，从120米水平到45米水平所有矿量全部被民采抢占。由于该部位民采空区时间较长，通过工程揭露，该部位的采空区已经塌死压实，民采遗留矿柱和塌冒的散体已经成为一体。根据该部位空区遗留矿
13、柱的特点，采用无底柱分段崩落法，向上垂直中深孔落矿。分段高度为810米，进路间距为810米；在穿过该部分遗留矿体时采用边掘边探，强支强采的方式进行回收。3.4 对地压破坏残留矿量回收在中一区11#13#线之间由于地压影响而造成的遗留矿体，几年来一直困扰着采区的生产，在该部位施工时由于地压大采准工程很难形成。经过几年经验总结，必须保证形成采准工程，才能有效地回收这部分遗留矿量，因此采取两个分层进行回收。上分层联巷布置在稳固的闪长岩中，出矿进路强掘强支强采，该分层的目的是要破坏矿体的整体性，为下分层充分回收做好准备，下分层的采准工程要全部布置在坚固的岩石中，以保证巷道的稳固性，中深孔要保证施工到一
14、定的深度，以便中深孔爆破时能保证进路与进路之间能够互相联通，这样就保证了矿体的完整性被破坏，再加上上分层已经破坏了一次，从而扩大了采场的暴露面积，由于暴露面积增大，矿体由于重力作用而变形，再加上地压的作用，矿体会逐渐地塌冒，矿石在下分层被采出，从而达到充分回收遗留矿量的目的。3.5 对空区隔离残留矿量回收55米分段由于存在民采空区，采准工程被截断，造成靠上盘的矿体被遗留，45米分段由于地压的作用加上存在大量的矽卡岩，采准工程施工不过去，因此要在45米分段的上部55米分段的下部施工采准工程，绕道进入55米分段的上盘下部，探明矿体的遗留情况与空区现状，再进行回收。采矿方法采用无底柱分段崩落法，向上
15、垂直中深孔落矿，分段高度为5米，进路间距为10米。使用铲运机出矿。4 生产组织规划有了宝贵的资源，就要合理地进行采场布置，有条不紊地超前谋划，保证采场衔接，促进生产经营。根据采区资源储量的实际分布现状，要充分利用现有的系统资源，创造性地进行生产组织规划，虽然已经掌握了资源的储量分布情况，由于都是残采矿量，每个采场真正的保有矿量具体有多少，还是未知数，因此在组织生产的同时，要进行保有矿量的挖掘，把不明确的未知矿量变成确切的有把握的保有矿量，确保生产矿量的稳定。由于目前40米水平以下开拓工程还没有形成，目前还不具备开采能力，因此40米水平以上的生产组织要保持在两年以上，在两年的时间里充分准备40米水平以下开拓工程及采准和备采矿量，这样既能保证生产衔接不间断，又能延长采区的服务年限。鉴于此，要有严密的生产组织规划，才能达到我们预期目的。根据中一区采场现在具体的生产组织规划，可分为4不走。4.1 以各中段为单元，自下而上回收矿产资源根据目前采场现状，40米中段的77米分段、66米分段联巷已经回采了一部分，6线以北布置残采采场时间比较长，55米分段的联巷保持完好，因此首先在55分段的6线以北布置采场，回收残留矿量见效快，能够及时缓解采场矿源不足的矛盾。与此同时在80米中段89米分段6线以北布置残采采场，为80米中
