首云铁矿孤立薄矿体开采方法研究

《首云铁矿孤立薄矿体开采方法研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《首云铁矿孤立薄矿体开采方法研究（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、首云铁矿孤立薄矿体开采方法研究首云铁矿孤立薄矿体开采方法研究陈彬 郭广贤（首云矿业股份有限公司，北京 101501）摘要：多出矿进路阶段矿房法在首云铁矿矿体中得到大量应用，但应用于回采边缘孤立薄矿体时，因距主矿体较远，公用巷道工程难以利用，致使底部结构采准工程增大，采矿成本增高。为此提出了单一出矿进路的阶段矿房法，仅在矿体底部布置一条沿脉巷道，即做拉底巷道又兼做出矿巷道，使采准工程量大大降低，经实际应用，其回采成本和采矿效率明显优于其它空场法。关键词：薄矿脉；单出矿进路阶段矿房法；阶段矿房法关键词：薄矿脉；单出矿进路阶段矿房法；阶段矿房法1.引言引言首云矿业股份有限公司是北京地区最大的金属矿山

2、，始建于 1961 年， 初步设计生产能力为50 万吨/a，后经多年扩建达到 100 万吨/a。目前露采已至-40m 水平，即将转入地下开采。但露天边帮尚有数百万吨的挂帮矿，需在露采转入地采前回收。挂帮矿主矿体一直采用分段凿岩阶段矿房法开采，其方法开采强度大、成本低、作业安全性好。而主矿体周围赋存有若干孤立薄矿体，其矿量一般在 2 万吨至 4.2 万吨，这些小矿体距离主巷道较远，若继续采用多进路阶段矿房法开采，需增加大量采准工程，采切比大，回采成本高。若采用浅孔留矿法，则施工安全性差，采矿效率也低。为此，提出了单一出矿进路阶段矿房法，单一出矿进路阶段矿房法，即采用分段凿岩，底部出矿，但不设脉外

3、出矿进路，只在矿体内掘进一条沿脉巷道，既做拉底部巷道又做出矿进路。该种采准方式，节省了大量底部结构采准工程，缩短了开采周期，采矿成本大幅度降低。2.2.典型薄矿体开采工程环境典型薄矿体开采工程环境矿带盲 7#矿体是典型的孤立薄矿体，距主矿体 2830m。沿走向长 93 m，倾角 7681，厚度 28.3m，矿体赋存于+104m 至+68m 之间，矿体形态如图 1 所示。矿石主要为块状磁铁石英岩,，容重 3.3 t/m3，硬度系数 f=1012，中等稳固，矿石品位 28%，矿量约 4.2 万吨。其上盘围岩为辉石斜长片麻岩，岩石呈片麻状构造，岩性较致密完整。下盘以角闪斜长片麻岩为主，片麻状构造，参

4、差状断口，岩性致密。围岩容重为 2.7t/m3，硬度系数 f=814，岩体节理虽较发育，但稳固性较好。图图 1 1 盲盲 7#7#矿体赋存状况矿体赋存状况3 3 采矿方案与回采工艺确定采矿方案与回采工艺确定3.13.1 采矿方案选择采矿方案选择孤立于主矿体外围的薄矿体，由于原有巷道工程难于利用，且矿量较小，所选用的采矿方法应具有采切工程量小，成本低、作业安全等特点。多出矿进路的出矿阶段矿房法是首云铁矿挂帮矿体主要开采方法之一,该方法具有机械化程度高、开采强度大、作业安全性好等优点，但底部结构工程量大,采准周期长，尤其对于 28m 薄矿体开采，采切比更大，采矿成本更高。而采用留矿法开采，虽该方法

5、工艺简单，成本低，但回采作业安全性差，且底部结构工程量也大，回采强度也较低。基于主矿体多年采用分段凿岩阶段矿房法的成功技术，针对薄矿体的赋存条件，经过多种采矿方案的分析比较，研究提出了单一出矿进路的阶段矿房法，如图 2 所示。此开采方案主要特点是：（1） 采矿强度大，机械化程度高单一出矿进路阶段矿房法采用多分段中深孔爆破落矿，中深孔爆破落矿效率高，出矿采用高效率的铲运机，装药采用装药器，主要开采工序都采用机械化程度高的设备，采矿强度高，成本低。（2） 作业工序简便，回采周期短单一出矿进路阶段矿房法，底部结构以上只有分段沿脉凿岩巷道，仅进行凿岩爆破施工，而底部结构仅为一条沿矿体走向布置的拉底巷，

6、其巷道同时兼做出矿巷，该结构采切工程量小。施工简单，出矿集中程度高，从而使采矿效率提高，回采周期缩短。（3） 采矿安全性好原首云铁矿主矿体中的薄矿体多采用留矿法，留矿法采场，空场暴露面积大，回采作业全部位于不稳定的矿岩体下，安全威胁大。而单一出矿进路阶段矿房法，整个回采工序都在小规格的巷道中进行，矿岩暴露面积小，作业安全性高，支护维修方便。且落矿多为集中爆破，一次崩矿量大，避免了浅孔留矿法频繁爆破的带来的地压活动和生产安全事故，井下安全环境条件明显改善。a、单一进路阶段矿房法 b、多进路阶段矿房法 图 2 多进路和单一进路阶段矿房法底部出矿进路布置比较图3.23.2 采场结构参数采场结构参数单

7、一出矿进路阶段矿房法实质是分段落矿阶段出矿的空场法，典型矿体采场结构及参数为：1）采场结构参数采场沿走向布置，阶段高 39.5m，矿块长 92.6m，不留间柱，沿走向实施连续回采，不留顶柱，中段间设置 3 个分段，即一个出矿分段，两个凿岩分段。出矿兼拉底分段高为 6 米（+68m+74m），两个凿岩分段高度分别为 15 米（+74m+89m）和 18.5 米（+89m+107.5m）。2）爆破参数 炮孔采用YGZ-90中深孔钻孔，炮孔直径58mm。排间距一般为1.21.6m，考虑首云铁矿矿石比较坚硬和薄矿体爆破夹制性较大，故取大部份地段的爆破落矿深孔的排间距多为1.2m。凿岩落矿炮孔采用上向垂

8、直扇形深炮孔布置，炮孔倾角为90，孔底距取1.7m，边孔角15o，炮孔密集系数为1.42。为有利于矿石回收，最下拉底出矿分段炮孔扇面为后倾式，炮孔角度为100爆破中深孔布置如图3所示。图 3 炮孔设计布置图3.33.3 回采工艺回采工艺1）采准切割利用+68m 原有两条已经施工完毕的探矿川向矿体施工拉底巷道，在矿体两端部布置两条人行通风天井至+89m 水平，+74m 和+89m 的凿岩道均与人行通风天井相连接。矿体厚大处布置一切割天井施工至+107.5m 水平。具体工程布置见图 4 所示。图 4 采切工程布置图2）切割回采工作当采准工程和爆破深孔钻凿结束后，先在矿体厚大部位的施工切割井，形成爆

9、破切割槽，在此基础上开始爆破落矿。爆破落矿方式有两种方案，一是采用集中落矿，即在两凿岩分段内，按挤压爆破空间要求，提前做好切割工程，分次采用大爆破完成落矿。另一种是以一端的切割立槽为自由面，逐次完成爆破落矿，此方法是两个凿岩水平分梯段分次进行爆破，每次 2-3 排，上分段一般超前下分段 7-10 米，分次爆破的矿岩由铲运机在拉底巷道一端放出，以为下次爆破提供补偿空间，如爆破矿岩远离出矿口时，矿石会暂时堆积在在采场内，但不影响挤压爆破效果。待上两个分段爆破全部结束后，再开始在+68m 拉底巷道内爆破集中出矿，出矿拉底每次爆破 2排，出空采场的矿量后，再接着爆破，依次将采场内矿量全部出空。回采出矿

10、工艺如图 5 所示。图 5 单一回采进路阶段矿房回采示意图3.43.4 施工技术工艺要求施工技术工艺要求（1） 炮孔施工时，优先布置边孔，探请矿体轮廓，然后再施工其他炮孔，炮孔深度一般不超过矿体边界，以防止崩入废石，引起矿石贫化。（2） 加强二次圈矿管理，在采切巷道控制矿体边界的基础上，在分段凿岩道内每隔 10m布置一组取样钻孔，用以控制矿体上、下盘矿岩界限，对原圈定的矿体平面和剖面图进行修正，做为中深孔设计的依据。（3） 钻工按中深孔设计进行施工过程中，应准确记录钻孔的返浆情况。地质人员依据钻孔记录对矿体剖面图再进行修正，如与原设计用图出入较大时，及时通知采矿人员，对中深孔设计做出修改调整。

11、（4） 钻孔施工完毕后，及时对中深孔进行验收，对不合格孔进行标识，并及时进行补孔（5） 爆破落矿严格按照设计进行，尤其是拉底放矿爆破，严禁超前上分段爆破。4.4. 工程应用效果工程应用效果单一出矿进路阶段矿房法应用于典型孤立薄矿体后，不但可以减轻了工人劳动强度，提高了生产安全性，回采效率也大幅度提高，其采矿经济技术指标也有较大改善。表 1、表 2 和表 3 为不同采矿方案采切工程量和回收经济指标比较表。表表 1 1 不同采矿方案采切工程量分析比较表不同采矿方案采切工程量分析比较表拉底巷道分段凿岩道切割巷道天井出矿进路工程量金额 采矿方案采矿方案 mm3mm3mm3mm3mm3m3元多进路阶段矿

12、房法92.5592.992.5592.912.882.072345.6173.41172.22785.71134591.2留矿法92.5592.972345.6173.41172.22110.7 878101.4单进路阶段矿房法130.7837.8185.0 1185.912.278.273.7353.82455.6 1010789.2相对留矿法增加工程量/费用344.9132838.8相对多进路阶段矿房法减少工程量/费用330.1123651.0表表 2 2 多进路、单进路阶段矿房法综合经济指标多进路、单进路阶段矿房法综合经济指标采矿方案回收矿石量(t)副产矿(t)总成本(元)效益（元）回收

13、率（%）多进路阶段矿房法3712846262693057473257088.4单进路阶段矿房法3656563992334612497850487.1注：原矿价值按照 200 元/吨计算；回收矿石按照 46 元/吨计算。表表 3 3 多进路与单进路阶段矿房法回收矿量经济指标多进路与单进路阶段矿房法回收矿量经济指标采矿方案残余矿量（t）多回收部分矿价值（元）多出工程款（元）多出总成本（元）千吨采切比 m/kt多进路阶段矿房法487211260012365135844511.94单进路阶段矿房法543510.98 注：原矿价值按照 200 元/吨计算。由表中数据可以看出，多进路虽可以多回收 560

14、多吨矿，但采切比比单进路的采切比要大，以此增加的工程成本达 12 万元，另外总成本也比单进路的总成本高近 36 万元，根据综合分析比较和实际生产应用，单一进路阶段矿房法在诸多方面都优于其他采矿方案。目前该采矿方法已在首云铁矿推广应用，取得了明显的经济效益。5.5.结论结论通过孤立薄矿体采矿方法的研究与实践表明，单一出矿进路阶段矿房法完全适用于薄矿体的开采，其方法简单，采切工程小，机械化程度高，采矿强度大，作业安全性好，具有明显的经济效益、尽管回收矿量低于多进路的阶段矿房法，但综合经济成本明显低于多进路阶段矿房法。虽与留矿法相比较，采切费用高于留矿法，但可单一进路阶段矿房法作业条件安全，采矿效率

15、高，而且不留间柱，可实施连续回采，大大地提高了矿体回收率。该种采矿方案的成功应用，为薄矿体安全高效开采提供了重要技术参考。参考文献1 中国工程爆破协会.工程爆破理论与技术.冶金工业出版社，2009 年.256 2 卢跃刚，陈彬.分段凿岩阶段矿房法在首云铁矿薄矿脉开采中的应用研究.金属矿山，2009（11）增.178-180作者简介作者简介:陈彬,1979 年出生,2003 年毕业于昆明理工大学采矿工程专业,毕业后一直从事采矿技术工作.助理工程师.通讯地址:北京密云县首云矿业股份有限公司技术部 电话:13552578714 010-61039556邮编：101501Study on the me

16、thod of exploiting marginal thin veins in SHOUYUN miningAbstract: Numerous ore removal routes sublevel room mining method are used widely in SHOUYUN Mining, but when it is used in exploiting marginal thin veins, the public roadway can be used hardly because the thin veins is far away from the main ore. It causes the development quantities of bottom structure and the costs of mining enhanced. So the way to use single ore removal rout