矾山磷矿回采结构参数动态优化研究.pdf

I S S N1 6 7 1 2 9 0 0 C N4 3 1 3 4 7 ／7 r D 采矿技术第9 卷第1 期 M i n i n gT e c h n o l o g y ，V 0 1 ．9 ，N o ．1 2 0 0 9 年1 月 J a n ．2 0 0 9 矾山磷矿回采结构参数动态优化研究 吕书平 河北省矾山磷矿，河北张家口市0 7 5 6 4 1 摘要矾山磷矿由于生产中使用的回采结构参数与优值参数相差较大，对矿山主要经济 技术指标存在一定的影响。针对矿山1 2m 1 2m 与1 2n l 1 0m 两种结构参数进行了对 比分析，并结合矿山近几年来回采同一矿块的不同分段和同一分段的不同矿块中取得的 各种技术经济指标的对比，提出适合类似矾山磷铁矿矿体赋存条件的回采结构参数，每年 可增加矿山利润2 3 9 ．5 万元。 关键词无底柱分段崩落法；结构参数；进路间距；损失率；贫化率 矾山磷矿矿体赋存于黑云母岩、黑云母辉石岩 底板 和细粒辉石岩 顶板围岩 中，矿体水平厚度 2 0 4 01 1 1 ，走向N N E ，倾向W N W ，倾角3 8 。一 4 7 0 。矿体中夹石厚度0 7m ，产状与矿体产状一 致。在矿体下盘发育两条断层，分别为F 。和F 局 部无F 断层 ，其产状与矿体产状一致，倾角4 3 0 一 5 0 。。矿石比重为3 ．2 9t ／m 3 ，矿体富含承压水，崩落 后湿度大；流动性差。矿山设计采用无底柱分段崩 落法采矿，年产量为6 0 万t ，其分段高度、进路间距 在生产初期为1 2n l 1 2m ，后来在生产实践中经过 几年的研究摸索，发现此参数并不适合矾山磷铁矿 矿体赋存条件，矿山生产中使用的回采结构参数与 优值参数相差较大，对矿山主要技术经济指标存在 一定的影响。 1 矾山磷矿回采结构参数的演变 矾山磷矿一期采矿工程在 4 7 0m 以上，矿山 生产初期采用的采场结构参数 分段高度进路间 距 为1 2m 1 2n a ，炮孔直径为鲫om m ，最小抵抗 线为1 ．5m ，崩矿步距为3m ，一次崩矿量为1 4 2 0t ； 当时设计回采进路间距为1 2m 的主要原因是降低 采掘比、节省采准工程量。后来在生产实践中，经过 工程技术人员几年的研究摸索，对采场结构参数的 调整做了大量的研究、分析；并在岩石、矿石赋存条 件具有代表性的矿块中进行了回采参数数据的取证 以及工业放出体试验。发现由于矿体的赋存条件、 岩石性质、崩落矿石湿度大和流动性差的特点，回采 进路的间距设计为1 2m 并不合适，会导致放矿椭球 体提前伸入上部的废石中，造成上部废石提前渗入， 增加矿石损失量。针对这一问题，矿山从2 0 0 3 年7 月开始把4 7 0 水平2 3 ’矿块以西和4 7 0 水平以下所 有矿块采准设计的回采进路的间距均调为1 0I l l 。 技术改造至今，技术处工程技术人员在矿领导的正 确引导和决策带领下，对采场结构参数调整做了大 量的研究、分析，并在岩石、矿石赋存条件具有代表 性的矿块中进行了回采参数数据的取证。一个步距 爆破后，在实际出矿量出到设计出矿量的4 0 ％、 6 0 ％、8 0 ％、1 0 0 ％时，分别进行了采场地质取样，和 原回采进路间距为1 2m 时做了对比，通过改造后的 实际回采情况看，采场结构参数调整后各种技术经 济指标发生了变化，取得了一定的效果。每个步距 爆破后，在相同出矿比例的前提下，改造后出矿品位 有了提高；每个步距出到相同截止品位时，出矿量有 所增加。 2 不同回采结构参数的采矿试验 2 ．1 参数调整前后同一矿块的技术经济指标 矾山磷矿东区生产初期采用的采场结构参数为 1 2m 1 2m 见图1 。后期考虑到采场结构参数不 够合理，导致矿石损失和贫化，制约着矿山的经济效 益，把采场结构参数改造为1 21 1 1 1 0n l 见图2 。 出矿截止品位按P O ， 7 ％计算，即每个步距出矿 时，实际出矿量快要出到设计出矿量时，地质人员要 到现场采样，当P O ，的品位等于7 ％时，立刻停止 出矿，进行下一步距的爆破。由于相邻两个矿块的 数据互为影响，为了使数据具有代表性，选相邻两个 矿块的数据进行分析。 I 参数不变时，按地质矿量计算，4 7 9 分段至 万方数据 吕书平矾山磷矿回采结构参数动态优化研究5 3 5 0 3 分段2 1 。和2 3 。2 个矿块，即高度为2 4n l ，宽度为 1 2 0r n 矿体的矿石回采率％ 2 7 4 9 3 7 ／3 0 1 9 0 0 9 1 ．0 7 ％；矿石平均贫化率P l 1 3 ．5 3 ％一1 1 ％ ／ 1 3 ．5 3 1 8 ．7 0 ％。 J 窿鹣一、 瓣麟黝渺≮ 邑 篁 破支漏斗＼＼出矿进路 、nn ＼nnr、 _ _ 叫6 0 。 一 分段高度X 进路间距 1 2 mx 1 2 m 时的椭球体形状 图l 采场结构参数 窿瀚舭 } 编八A ]昌 燃篪斗 扎 f 贳 x 孤 引 L 破裂／漏斗 ＼出矿口 ]nnnnn r] b 竺型鲤坐．j 分段高度进路问距 1 2m 1 01 1 1 时的椭球体形状 图2 采场结构参数 2 回采结构参数 分段高度进路间距 改 造为1 2mx1 0m 后，按地质矿量计算，4 5 8 分段至 4 7 9 分段2 1 。和2 3 ’2 个矿块，即高度为2 4m ，宽度为 1 2 0m 矿体的矿石回采率吃 2 8 6 0 1 1 ／3 0 0 9 0 0 9 5 ．0 9 ％；矿石平均贫化率P 2 1 3 ．3 8 ％一 1 0 ．9 4 ％ ／1 3 ．3 8 1 8 ．2 4 ％。 表11 2mx 1 2m 参数采矿时的出矿统计 赧矿块鼍臀地衢位设蝥努笔帮驾蛊矿 注采出矿白．的平均品位按质检处提供的全年平均出矿品位 P z 0 5 1 1 ％计算。 从上面的分析以及表1 和表2 可以看出，回采 结构参数改造前后，同一矿块不同分段相比，出矿截 止品位相同时 7 ％ ，矿石回采率不但提高，而且矿 石平均贫化率也有所降低。这一点在图上也能反映 出来，由于图2 放矿椭球体之间的距离相比图1 要 近，在下一分段回采时，不但可以回收本分段的矿 石，而且可以大量回收上分段脊部残留的矿量，废石 不至于提前混入。 表2 参数改造后的出矿统计 注采出矿7 j 的平均品位按质稳处提供的全年平均出矿品位 P 2 0 5 1 0 ．9 4 ％计算。 2 ．2 参数调整前后不同矿块的技术经济指标 矿山从2 0 0 3 年7 月开始把4 7 0 水平芝3 。矿块以 西所有矿块采准设计的回采进路的间距均调为1 0 n l ，4 7 0 水平至今已经回采到5 。矿块。出矿截止品 位仍为7 ％，为了使数据具有代表性，选相邻5 个矿 块的数据进行分析 见表3 、表4 。 表3 回采结构参数改造前的出矿统计 注采出矿石的平均品位按质检处提供的5 个矿块全年平均 出矿品位P 2 0 5 1 1 ．4 3 ％计算。 表4 回采结构参数改造后的出矿统计 注采出矿石的平均品位按质榆处提供的5 个矿块全年平均 出矿品位P 2 0 5 1 1 ．3 1 ％计算。 1 按地质矿量计算，4 7 0 分段2 5 。至3 3 。5 个 矿块，即高度为1 2m ，宽度为3 0 01 3 3 矿体的矿石回 采率H 3 2 5 2 6 8 0 ／2 6 2 0 0 0 9 6 ．4 4 0 ／ ，；矿石平均贫化 下转第6 9 页 万方数据 袁节平试论柿竹园多通道微震监测技术研究的必要性 6 9 这种应力波传递到临界状态的临空面或结构面时会 产生反射拉伸应力波，易使岩体受拉而发生脆性破 坏；或应力波作为一种动荷，直接作用于处于高应力 平衡状态的岩体上，使这些岩体的平衡破坏被打破 而超过强度极限，诱发导致冒顶、片帮和岩爆的发 生H 。通过微震监测连续收集爆破前后的相关数 据，可分析爆破及其余震对周边岩体的影响。 4结 语 柿竹园多金属矿的采矿地压问题，将是长期困 扰企业生产的安全技术难题，其开采难度之大，地压 管理技术之复杂，在国内外没有先例。在已有的常 规地压监测基础上，建立多通道微震监测系统非常 必要而迫切。本文只是对微震监测系统在矿山的应 用进行了一个前瞻性的概述，系统建立起来之后，如 何充分发挥该系统的作用、如何以该系统为核心来 开展地压监测、灾害预警等方面的应用，还要做大量 细致的研究工作，以确保矿山安全生产。 参考文献 [ 1 ] SJG i b o w i c z ，A 酬k o ．矿山地震学引论[ M ] ．北京地震出版 社，1 9 9 8 ． [ 2 ] 李庶林，尹贤刚，郑文达，等．凡口铅锌矿多通道微震监测系统 及其应用研究[ J ] ．岩石力学与工程学报，2 0 0 5 ，2 4 1 2 2 0 4 8 2 0 5 3 ． [ 3 ] E S GC O ．．E S GS o l u t i o n s U s e r ’8G u i d e [ R ] ．K i n g s t o n E S G C o ．，C a n a d a ，2 0 0 6 ． [ 4 ] 袁节平．柿竹园矿的采矿地压及其防治[ J ] ．矿业研究与开 发，1 9 9 7 ， 2 2 6 2 9 ． [ 5 ] 袁节平，宋嘉栋，欧任泽．地下中深孔大规模爆破的研究与实 践[ J ] ．矿业研究与开发．2 0 0 8 ， 1 7 6 8 0 ． [ 6 ] 尹贤刚，李庶林，黄沛生，等．微震监测系统在矿山安全管理中 的应用研究[ J ] ．矿业研究与开发，2 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进路间距，提高了矿石回采率、降低了矿石贫化率， 使得矿产资源得到了充分回收和利用，并为其他类 似矿山推广应用提供了依据。 收稿日期2 0 0 8 0 7 2 8 万方数据