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1、1包 头 市科 学 技 术 进 步 奖 申 报 书一、 项目基本情况申报申报奖类别：工业 （不超过30个字）项 目 名 称白云鄂博东采场采坑内驻留矿体开采研究由何部门下达或委托自选 计划编号 2011-02项目起止时间2010.9.12011.8.20建议密级批准密级项目名称可否公布 是（公 章）申 报 单 位（公 章）推 荐 单 位包头市成果登记号2二、项目简介(项且所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况，填写不超过800字)该项目属于能源技术领域。白云鄂博东采场采坑内驻留矿体开采研究，针对采场岩石二期和矿石胶带运输系统的建设已经错过最佳时期的现状，提出取消破碎站预留平台，并重新设计
2、采场境界，确定了合理的开拓运输系统、生产剥采比及其生产能力，对境界外形成的挂帮驻留矿体的铁矿石资源进行回收开采利用。此项目技术上可行，具有较强的实用性，具有较大的经济效益和社会效益。本研究项目的完成，对缓解目前矿石需求紧张的局面，延长东采场服务年限具有重要意义，该项研究已经应用于采场生产中。3三、项目详细内容1立项背景：（填写不超过1000字）东采场是白云鄂博铁矿目前开采的两大采场之一，采场目前开采到1390m 水平，工作台阶有 5 个，分别为1446m、1432m、1418m、1404m、1390m 水平，1460m 以上各水平已经靠界，采场年下降速度为 12.3m/a，水平分层矿量衰减速度
3、加快，生产后期采场年下降速度还将进一步加快，矿石生产能力也将逐年下降，将难以满足公司对铁矿石原料的需求。加之，为解决采场矿岩提升高度大，汽车运力不足，运输费用高等问题，2003 年包钢（集团）公司委托鞍钢矿山设计院对东采场矿石和岩石胶带运输系统进行初步设计，设计中建设岩石胶带运输系统两期，一期破碎站建设在采场内 1502m 水平，二期破碎站建设在采场内 1432m 水平；矿石胶带运输系统建设一期，破碎站建设在采场内1460m 水平。2006 年岩石胶带运输系统一期建成投产，2007 年矿石破碎站已经具备建设条件，但由于资金紧张等原因，矿石胶带运输系统一直未开工建设，但是，如果按照此设计继续生产
4、下去，将在采场内形成不能采出的挂帮驻留矿体。2010 年针对东采场深深部开采空间狭小，水平分层矿量减少等问题，铁矿提出矿石破碎站和岩石二期破碎站平台取消，并重新设计采场境界，修改开拓运输系统，对采坑内形成挂帮驻留矿体的铁矿石资源进行回收开采利用，充分利用不可再生资源。562详细科学技术内容：（要求突出重点，叙述简明扼要，不够时可另外续页）2.1 概述白云鄂博铁矿是包钢生存和发展的重要原料基地。1957 年建矿，现已形成了年产铁矿石 1200 万 t 规模，达到了设计生产能力，是国内的大型露天矿山之一。 境界内铁矿石量为 5.25 亿 t，其中：主矿境界内铁矿石量为 3.37 亿 t，东矿境界内
5、铁矿石量为 1.88 亿 t；截止 2011 年底，已采出矿石 3.25 亿 t，其中：主矿采出矿石 1.86 亿 t，东矿采出矿石1.52 亿 t。东采场是白云鄂博铁矿目前开采的两大采场之一，采场最高标高为1674m 水平，位于采场北帮，采场封闭圈标高为 1594m 水平，采场上部境界长 1400m，宽 1020m，露天底标高为 1230m，露天底宽 190m，长160m。采场目前开采到 1390m 水平，工作台阶有 5 个，分别为1446m、1432m、1418m、1404m、1390m 水平，1460m 以上各水平已经靠界，采场下降速度为 12.3m/a。采场生产后期矿山工程延伸速度还将
6、进一步加快。截止 2011 年底，采场保有矿石量 3600 万 t，预计还能露天开采8 年。72.1.1 地质概况东矿体为一西窄东宽的扫帚状，该矿体东西长 1320m，最宽为390m，沿倾向最大延深达 870m，走向约 70，倾向南东，倾角58。矿石类型主要为磁铁矿、氧化矿、高铌、高稀土矿，矿体的上盘围岩主要由含铌和稀土的板岩、白云岩、云母片岩、变质砂岩和石英岩组成。下盘围岩除极少数的萤石带、褐铁矿带等外，其余均含稀土白云岩。铁矿石品位波动在 20%-50%之间，平均铁品位为33.16%。矿体与围岩有明显的接触带，氧化程度很不发达，厚度为 10-50m,在氧化带以下的原生矿体，大部分是磁铁矿，
7、占矿体 61.7%，且靠近矿体上盘；在下盘附近是中贫氧化矿及原生赤铁矿，占矿体的 32.7%。东采场富矿相对较少。东采场的 H6-H8 白云岩受钠氟交代蚀变作用强烈，铌和稀土矿化亦强，由北至南大体分为以下几个矿石带：在以铁圈定的矿体下部为条带状铌矿石带，中部为块状铌稀土铁矿石带，上部为钠闪石型稀土铁矿石带，但在铁矿体的东侧，由于矽质岩石的夹层发育，所以在上下部分别出现了霓石型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石两条矿石带，而铁矿体上下盘则为白云石型铌稀土矿石。2.1.2 历次设计情况白云铁矿自 1957 年建矿以来，曾先后做过 11 次设计，其中主要的几次是：1957 年-1959 年前苏联设计，规
8、模为年产铁矿石 1200万 t。其中主采场生产矿石 720 万 t，东采场生产矿石 480 万 t，上8部采用铁路运输，深部的开拓运输方案未做。1970 年鞍山矿山设计院与包钢设计院联合设计，规模是年产铁矿石 900 万 t，其中主采场生产矿石 520 万 t，东采场生产矿石 380 万 t，上部采用铁路运输，深部为汽车运输。东采场在 1987 年以前一直按此设计进行生产。1986 年鞍山矿山设计院做了东采场深部开采初步设计，其规模为500 万 t，开拓运输方案为采场内由汽车运输，采场外转载，铁路联合运输方式，据此设计东采场进行深部扩建改造。改造后，东采场矿石由 10m3铲装入汽车翻至地表 0
9、#、I #、II #矿石转载台，在转载台由m 3铲装入 60t 翻斗车运往中央站破碎，岩石直接由汽车排往III （白云岩） 、IV #（废岩）和 IV-1#排土场（混合岩） 。主要设计境界特征见表 2.1。表2.1 东采场主要设计境界特征表项目名称 单位1957年前苏联技术设计1970年联合设计“七五”改造设计1200万t扩建设计采场标高 最高 m 1689.3 1662 1650 1653封闭圈 m 1606 1606 1606 1594露天底 m 1230 1230 1230 1230采场高度 山坡部分 m 87 56 44 59深凹部分 m 372 376 376 364全深 m 459
10、 432 420 423地表尺寸 最大长度 m 1450 1410 1320 1400最大宽度 m 1000 1100 1120 1020底部尺寸 最大长度 m 300 152 180 190最大宽度 m 40 78 186 160境界内矿量 C1级以上 万t 19570 18441.57 14737.32 14169.34境界内岩量 含C 2级 万t 34217.5 36683.52 29446.38 27561.04境界内总量 按重量 万t 53787.5 50595.09 44183.7 41730.38平均剥采比 按重量 t/t 1.75 1.99 2.00 1.9592003 年鞍钢
11、矿山设计院对东采场深深部开拓运输系统进行工艺改造设计，采用汽车-破碎-胶带联合运输方式，设计岩石胶带运输系统破碎站一期建在 1502m 水平，二期建在 1432m 水平，岩石胶带运输系统生产能力 950 万 t/年。矿石破碎站建在 1460m 水平，矿石胶带运输系统生产能力 500 万 t/年，矿石胶带运输系统只建设一期。设计圈定结果见表 2.2，设计开采终了平面图见图 2.1。表 2.2 东采场 2003 年设计圈定结果序号 项 目 单位 备注一 地质1 矿体长 m 12002 矿体厚（最大） m 3503 矿体倾角 度 50604 地质品位 % 33.16二 参数1 阶段高（并段后） m
12、14,15（28,30）2 台阶坡面角 度 653 最终边坡角上盘（南） 度 35.2下盘（北） 度 42.14 安全平台宽带 m 65 清扫平台宽带 m 18、126 运输平台宽带 m 247 汽车翻卸平台宽带 m 40三 结果1 境界内矿岩量： 矿石 岩石 万 t 7936109542 平均剥采比 t/t 1.383 破碎站标高： 矿石 岩石 m 146015024 胶带机倾角： 矿石 岩石 度 1150311151435 胶带机长度： 矿石 岩石 m 9271010.56 胶带机斜井长度： 矿石 岩石 m 855785107 破碎机高度： 矿石 岩石 m 232415941570 137
13、6 134812901230 1260140 13201460m 1432m156m4 m15021568m153058 43.岩 石 胶 带 系 统 一期 破 碎 站 平 台岩 石 胶 带 系 统 二期 破 碎 站 平 台矿 石 胶 带 系 统 一期 破 碎 站 平 台图 2.1 东采场 2003 年设计开采终了平面图前述各次设计对东采场的底部标高都定为 1230m，按同一原则、方法，经过详细的技术经济对比论证，所有设计是符合白云铁矿东采场当时的实际情况的。2.1.3 采场开拓运输现状目前,东采场矿石采用汽车-采场外转载-铁路联合开拓运输方式，即矿石采场内汽车运输，采坑内电铲转载，电力机车运
14、输至破碎站；岩石由汽车-采场内破碎-胶带联合运输方式，将岩石运往采场外排土场，白云岩和废岩由同一胶带运输系统排岩生产，采取分破、分运、分堆方式生产，岩石一期胶带运输系统 2006 年投产，现年生产能力仅能达到 690 万 t。2007 年东采场固定公路运输系统已经修筑至 1488m-1460m 固定斜坡路，1460m 西端空间位置具备矿石破碎站11建设条件，当时开采最低水平仅为 1432m，是适宜建设矿石破碎站的最佳时期，但由于公司投资紧张等原因，矿石破碎站迟迟未开工建设。2.1.4 东采场发展及生产能力变化情况根据东采场分层矿量可以计算出，在保证生产能力 500 万 t/a的条件下，绘制出采
15、矿工程延伸速度变化柱状图和矿石生产能力变化柱状图，详见图 2.2 和图 2.3。020406080101201402010201 2012201320142015201620172018201920202021年 份 （ 年 ）矿山工程延伸速度（m/a）图 2.2 采矿工程延伸速度变化柱状图01020304050602010201 2012201320142015201620172018201920202021年 份 （ 年 ）生产能力（万t/a）图 2.3 矿石生产能力变化柱状图从柱状图上可以看出，东采场在未来几年中，由于其分层矿量的减少，若要保证矿石生产能力不变，则必须提高采矿强度，加快矿
16、山工程延深速度。但是由于受到采场空间及设备布置台数的限制及采场新水平准备周期的限制，采场内矿石生产能力仍将会逐渐降低和消失。2.2 采坑内驻留矿体开采研究的目的12为解决采场矿岩提升高度大，汽车运力不足， 运输费用高等问题，2003 年公司委托鞍钢矿山设计院对东采场矿石和岩石胶带运输系统进行初步设计，设计中建设岩石胶带运输系统两期，一期破碎站建设在采场内 1502m 水平，二期破碎站建设在采场内 1432m 水平；矿石胶带运输系统建设一期，破碎站建设在采场内 1460m 水平。2006 年岩石胶带运输系统一期建成投产，2007 年矿石破碎站已经具备建设条件，但由于资金紧张等原因，矿石胶带运输系统一直未开工建设，但是，如果按照此设计继续生产下去，将在采场内形成不能采出的挂帮驻留矿体。2010 年针对东采场深深部开采空间狭小，水平分层矿量减少等问题，铁
