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1、长阳新首钢矿业有限公司火烧坪铁矿11021工作面放顶房柱法试采方 案 说 明 编制单位：浙江中矿驻长阳项目部编制时间：2015年5月16日11021工作面放顶房柱法试采方案会审表1.会审时间：2.会审地点：3.建设单位参加会审人员（签字）：4.施工单位参加会审人员（签字）：5.会审意见：6.会审结论：放顶房柱法试采方案说明由鞍钢集团矿业设计院编写的湖北宜昌长阳火烧坪铁矿试验矿区50万t/a方案设计说明书中关于采矿方法的章节提出：比较适合的采矿方法主要为壁式崩落法和全面房柱采矿方法，考虑矿山的开采技术条件比较复杂，部分区域的工程地质条件控制程度有限，为稳妥起见，设计建议矿山在生产初期可将上述采矿
2、方法进行小规模的试验，经过试验后根据不同顶板条件确定采用适宜的采矿方法。我项目部管理、技术人员经过反复讨论认为：全面房柱采矿方法回收率偏低，现场的地质条件完全可以用放顶房柱法取代全面房柱法进行试采，现将其相关内容介绍如下:1.矿体围岩适合放顶房柱法分析本区钻孔资料及实际揭露资料显示：矿体的顶板为泥质灰岩、石灰质页岩和薄层石灰岩等沉积岩，体重在2.66-2.91t/m之间，平均2.78 t/m。硬度系数f=2-4，比矿石软。房柱采矿方法适用于矿岩中等稳固以上，如果顶板不太稳固，需要杆柱加固，或把矿块沿走向、沿倾向划分为段，使矿块内形成许多区间进行开采。矿块（或区间）内的各项回采作业均在暴露的顶板
3、下进行。视采场顶板的稳固程度、矿石品位、顶板弱面的分布等确定采场内是否留设矿柱、矿柱布置及代用形式。11021工作面1#切眼上段设计3米宽，2013年7月从+1828回风平巷开口，布置在矿层中，沿矿层倾向由上向下掘进，掘进10米后又沿矿层走向施工10米（2.6米宽），接着又向下施工10米后发现顶板开始逐渐出现离层现象，后采取了托钩配合型钢梁支护。在采取支护前钢梁之前为裸巷暴露时间长达15天以上，期间未发生片帮冒顶。11021工作面回风平巷掘进宽度2.6米、沿矿体掘进，巷道顶板为矿体顶板，2013年8月掘进期间由于施工材料、天气、供电等原因，在裸巷掘进96米、时长20天才进行素喷砼支护，期间未发
4、生片帮冒顶。放顶房柱法是房柱法其中一种，根据现场顶板情况灵活留设矿柱、提高矿石回采率的一种采矿方法。打磨场铁矿与考察的湖北省宜昌市夷陵区樟村坪镇柳树沟磷矿、桃坪河磷矿地质条件大部分相仿，这两个矿均采用房柱法开采，通过对打磨场铁矿现场施工经历、放顶房柱法的适应条件及考察磷矿采矿工艺的分析认为，11021采面顶板条件、水文条件、矿体稳定性等方面因素适合采取放顶房柱法进行试验。2.巷道布置情况11021工作面2#-3#切眼之间的试验块段巷道布置如图1所示，将11021工作面2#-3#切眼之间的试验块段划分为3个切割区域、1个运输平巷保护区域，在原有巷道布置的基础上增加1#、2#、3#沿脉切割平巷。3
5、.设备布置情况11021工作面放顶房柱法设备布置图如图2所示，在3#切眼安装一台63型耐磨刮板运输机，在1#、2#、3#切割平巷各布置一台ZWY-60/30L型小型履带挖掘式装载机（以下简称扒渣机）、一台矿用三轮运输车。爆落的矿石由扒渣机装入无轨运输车中，运输至刮板运输机处卸矿，然后通过刮板运输机浇至11021运输平巷的侧翻U型矿车中，由运输平巷3吨柴油机车牵引侧翻U型矿车运输至1800溜井上口卸矿。4.回采工艺流程11021工作面放顶房柱法回采工艺图如图3所示，从3#切眼开口沿矿脉走向施工1#切割平巷与2#切眼贯通，在1#切割平巷设计位置沿矿层走向暂按3m宽预留矿柱A1、A2、A3、A4；向
6、上开口采用钻爆法暂按施工3m宽矿房B1、B2、B3；然后甲组开始回收矿柱A1的同时乙组开始施工矿房B4；甲组开始回收矿柱A2的同时乙组开始施工矿房B5，依次类推进行回采。A1、A2、A3、A4、 B1、B2、B3、B4沿倾向斜长均为17m。2#、3#切割平巷采矿方法与1#切割平巷类同， 3#切割平巷矿柱A1超前2#切割平巷C1矿柱12m，2#切割平巷C1矿柱超前1#切割平巷E1矿柱12m。5.通风系统5.1掘进期间局部通风掘进期间局部通风示意图如图4所示，新鲜风流从11021运输平巷经11kw局扇分别向1#、2#、3#切割平巷供给，乏风流从3#切眼至11021回风平巷，经2#联络巷至+1828
7、回风平巷，由西北风井排至地面。5.2回采期间通风系统回采期间通风系统如图5所示，新鲜风流从11021运输平巷、3#切眼分别向1#、2#、3#切割平巷供给，乏风流通过矿房及冒落区域至11021回风平巷，经2#联络巷至+1828回风平巷，由西北风井排至地面。6.矿石产量预期2#-3#切眼之间3个切割平巷可以同时布置6个出矿点，每个出矿点每天至少可以完成2个掘进循环，每个掘进循环进度按照2.2m计算，每天可以完成2.2*2*6*3*2*3.5*0.9=526.6吨。若实验成功，增加一个采矿区域，就可以形成日产1000吨的生产规模。7.矿石回收率根据采场的围岩情况，一般情况下可以把矿房、矿柱全部回收。
8、遇到有顶板岩石破碎情况，可根据现场实际情况灵活留设矿柱。按照平均19.4*18=349.2留设18矿柱计算，矿石回收率预计为（349.2-18）/349.2=94.84%。8.采矿方法主要优缺点8.1优点采用扒渣机、无轨运输车、刮板运输机等设备，机械化程度高，节省劳动力，运输能力大，效率高。尤其是扒渣机操作人员位于加强防护的空间内，安全性提高；扒渣机可以实现耙斗和破碎锤之间的快速转换，破碎大块矿石；扒渣机有长达2米的机械臂，可以安全、快速地将活矸危岩处理干净。一般情况下不需要采用金属摩擦柱进行支柱支护，改为矿柱支护工艺相对简单，节省了支护的材料和人工成本。待+1772区段回采时回收+1800区
9、段的6m宽护巷矿柱，不再进行沿空留巷（3800元/米），节约成本。可以多个施工点同时作业，正规循环率高，可以提高产量。矿房回采期间的矿石全部可以回收，矿柱回收时爆落在采空区的矿石少，回收率高。8.2缺点前期掘进巷道工程量大，容易出现接替脱节。通风效果相对较弱，尤其是矿房长度超过自然通风限度后最为明显。回收矿柱时顶板的暴露长度大于6m，当顶板破碎时存在一定安全隐患。相邻切割区域矿房之间联系紧密，要求有较高的管理水平。掘进切割平巷时可能会造成矿石贫化。9.生产中可能出现的问题及对策如果确定采用放顶房柱法作为矿区现阶段的采矿方法,在以后的生产中就提前在+1800东翼和+1772东西两翼准备该采矿方法
10、所需要施工的巷道，避免脱接，保证采面接替。在13米长的矿房掘进超过自然通风长度后而未与上区段的回风巷贯通时，存在独头巷道现象，现场可以采用5.5KW局扇将有害气体吹散。回收矿柱前，先施工矿柱爆破需要的全部炮眼，回收工作由上而下进行逐步剥离，根据以往巷道掘进的顶板垮落参数，短时间顶板不容易垮落，而且利用扒渣机长臂耙矿，人员不进入悬顶区域，安全方面是有保证的。如果出现顶板破碎的情况，可以灵活留设矿柱保证安全。相邻切割区域矿房之间联系紧密，三个切割区域分别设专人现场跟班作业，及时将现场的情况汇报给生产指挥部，指挥部根据各个切割区域的情况统一协调指挥，消除相互影响及安全。切割平巷掘进期间分次爆破、采取
11、分装的方法将掘进期间矿石的贫化降低到最低限度。分装矸石的矿车通过盲斜井绞车运输至+1716运输大巷，电机车牵引至地面卸渣场处理。如果回收矿柱前，矿柱与老塘冒落区之间悬顶面积超过40时，采取强制放顶措施。同时采取两种采矿方法的试验，势必增加采掘工作面数量，预计增加凿岩机6台，利用西北风井变压器供电、由施工方在西北风井底原风机硐室内新安装一台20m压风机可以满足生产需要的压风供给能力。由于3条切割平巷、3#切眼是矿石运输的主要通道，使用时间至少3个月，采用素喷砼支护，生产过程中派人每天进行巡查，及时处理活矸危岩，必要时进行锚网支护。10.避灾路线10.1避水路线：1#、2#、3#切割平巷各工作面本
12、区段切割平巷矿房上区段切割平巷及其矿房11021回风平巷2#联络巷+1828回风平巷西北风井排地面。10.2避火路线：1#、2#、3#切割平巷各工作面本区段切割平巷3#切眼11021运输平巷盲斜井+1716运输大巷主平硐地面。10.3安全出口1#、2#切割平巷之间必须保证至少有一个矿房与上区段切割平巷畅通，3#切割平巷必须保证至少有一个矿房与11021回风平巷畅通。11.成本分析 房柱法相对于壁式崩落法来说，准备巷道增加300米，但是在回采过程中效率相对较高，成本相对偏低。不完全成本为44.88元/吨，详细情况见放顶房柱法费用分析表。3放顶房柱法费用分析表 方 案序号、内容房柱法采矿单价块段储
13、量38570吨（回采34034吨）掘进切割巷1巷道掘进300米(掘进矿量4536吨、1个月)掘进矿量为300*2.4*2*3.5*0.9=4536吨，掘进费用455700元，掘进矿量单价100.46元/吨(4536吨)2掘进单价800元/米，计24万元，3空压电费100元/米，计3万元4局部通风电费：20元/米，计6000元5爬渣机费用33980元6三轮车转运费33980元760型刮板机转运费40000元81800转运费202509+1716装运费20250元10主扇风机15840元11管理、机修10000元12电机车电费810013放矿机电费40014其他费用5000费用小计455700元开
14、采期间直接费用1回采矿量34034吨34.78元/吨2采矿凿岩爆破费1727 （14.5元/吨、119吨）3采场装载费452（3.8元/吨、119吨）4三轮转运737（6.2元/吨、119吨）5刮板运输费用243（4.1元/吨119吨）6安全、通风208（119吨）7管理172（119吨）8转运工资600元（119吨）小计4139开采期间间接费用1主扇电费15840（15000吨/月）2.70元/吨2管理辅助10000（15000吨/月）3电机车用电8100（15000吨/月）4机车油费1200（15000吨/月）5放矿机用电400（15000吨/月）6其他5000（15000吨/月）小计40540元总计455700+34034*（34.78+2.7）=1731294.32元综合成本44.88元/吨（1731294.32/38570）12试验工期及试验期间矿石产量保证措施根据目前11021工作面现场的实际情况，首先掘进3#切眼与11021回风平巷贯通需要10天（5月16日-25日），掘进1#、2#、3#切割平巷、安装及调试刮板运输机、耙装机、无轨运输车等设备具备采矿条件需要30天（5月26日-6月25日）。试验放顶房柱法采矿期为30天（6月26日-7月25日），试验期间产量预计为
