五道羊岔铁矿Ⅰ采区采矿方法优化研究.pdf

2019 年 9 月 3.4 地下水位频繁升降所引发的危害 地下水位的频繁升降很容易使膨胀岩土出现不均匀的膨胀、 收缩变 形等现象， 如果水位的升降幅度较大不仅会让岩土出现膨胀和收缩的变 形现象， 而且最终还会对建筑物， 特别是小型建筑物的建设产生严重破 坏。另外， 在水文频繁升降的影响下还会使得土层中的铁元素、 铝元素等 流失， 从而降低整个土层的承载力， 进而对整个岩土工程的基础选型和 技术处理造成困难。 4 岩土工程勘察中水文地质问题的解决对策 4.1 强化对岩土工程施工自然地理环境的勘察 岩土工程勘察工作对自然地理环境有着较高的要求， 且岩土工程勘 察结果对最终施工方案的制定也会产生深刻的影响。其中， 影响岩土工 程勘察的自然因素包含地形地貌、 气候、 水文等。其中， 地形地貌这一影 响因素主要是指施工场地的水文环境、 地形地貌等； 气候特点主要是指 勘察区域范围内一定时期空气和环境等气象要点。 4.2 强化对岩土工程范围内地下水的细致勘察 在岩土工程勘察工作中如果出现了水文不规律的情况将会严重影 响岩土工程的实际施工情况， 在无形中加大整个工程的施工难度。在岩 土工程早期勘察工作中， 勘察人员往往需要对施工区域范围内的有关水 文地质情况进行勘察。在勘察工作中需要将地下水文产生的变化作为勘 察的重点， 同时， 在对地下水文勘察的时候不仅需要全面了解地下水位 的基本情况， 而且还需要统计分析和岩土工程建设有关的资料。 4.3 强化对岩土工程水文地质问题的研究 在岩土工程地质勘察工作中需要相关人员全面收集整理过去、 现在 和未来的岩土工程资料， 在综合整合资料的情况下对岩土工程中可能产 生的问题进行全面的分析， 根据岩土工程施工可能存在的危害采取相应 的应对措施。另外， 在岩土工程勘察工作中还需要对相关水文地质问题 进行科学的调查分析， 全面了解地区水文变化， 根据调查分析结果来制 定出科学合理的施工方案。 4.4 评价水文地质问题的基本内容 在经过大量的实践研究之后总结出评价水文地质问题的几个内容， 具体表现如下 淤在岩土工程施工之前需要认真评价水文地质条件对岩 土或者建筑物所产生的影响， 根据影响分析出水文地质问题对岩土工程 施工建设的危害， 并采取有效的措施进行预防； 于对岩土工程所在的水 文地质问题进行全方面的调查研究， 根据当前存在的水文地质问题提供 相应的水文资料， 从而为建筑物的地基基础建设提供重要支持； 盂加强 对地下水天然存在状态的全面调查， 采取有效的措施减少人为因素对地 质勘察工程的不利影响； 榆在水文地质问题评价的基础上按照因地制宜 的发展原则对不同地区的土地勘察情况进行全面的分析。 5 结束语 综上所述， 根据上文分析发现水文地质在岩土工程勘察设计中起着 十分重要的作用， 因而在新的历史时期， 为了确保岩土工程施工安全， 防 止因为人为因素所引起的水文地质灾害。在岩土工程勘察设计施工中需 要相关人员应用先进的方法对水文地质参数进行测定， 通过测定为岩土 工程勘察设计提供重要数据支持， 从而更好的促进我国岩土工程施工建 设发展。 参考文献 [1]苏达理.岩土工程勘察中的水文地质问题[J].冶金丛刊， 2018 （2） . [2]白会帆.岩土工程勘察中的水文地质问题[J].黑龙江科学， 2017 （12） . [3]姜 华.岩土工程勘察中的水文地质问题[J].城市建设理论研究 电子版， 2018， 262 （16） 99. [4]彭 川.岩土工程勘察设计与施工中水文地质问题探析[J].世界有色金 属， 2017 （4） 177-178. [5]李勇彬.岩土工程勘察中水文地质问题研究[J].环球人文地理， 2017 （7） . 收稿日期 2019-8-11 五道羊岔铁矿 I 采区采矿方法优化研究 王 明 1 马伟伟 2 郑建明 3 （1.山东乾舜矿冶科技股份有限公司山东 济南2.中钢石家庄工程设计研究院有限公司河北 石家庄3. 吉林化工学院吉林 吉林） 摘要 五道羊岔铁矿 I 采区为五道羊岔铁矿五个采区的其中一个袁属于新建地下开采类矿山袁考虑到与 II 采区岩移影响问题袁设计 分两期进行建设袁一期建设规模为 15 万 t/年遥I 采区矿体为多条平行矿脉袁矿脉间夹石层大于 2m遥此外袁I 采区资源储量相对较少袁采用无 底柱分段崩落法开采不合理袁如何探究适应的采矿方法势在必行遥经采矿方案技术经济比较袁选用以全面浅孔房柱法为主袁浅孔留矿法和 底盘漏斗结构中深孔分段空场法为辅的多采矿方法联合开采遥 关键词 平行矿脉曰倾斜曰联合开采 中图分类号 TD861.1文献标识码 A 文章编号 1673-0038 （2019） 27-0225-02 1 概 况 五道羊岔铁矿 I 采区矿体围岩以斜长角闪岩为主，其次为黑云母钾 长花岗岩和角闪岩， 矿岩界限清晰。 矿体厚大地段平行矿脉间有夹石， 夹 石厚度普遍大于 2m，夹石岩性与围岩岩性一致，夹石品位低于边界品 位。 I 采区设计利用资源量为 696.8 万 t， 平均出矿品位 17.97。矿床走 向与岩层基本平行， 地表有露头。 根据资源储量赋存条件以及设计利用量情况，建设规模确定为 15 万 t/年。 2 开采技术条件 矿体倾角 45毅耀60毅，为倾斜急倾斜矿体。矿体的平均厚度为 1.56耀 12.21m。 本区断裂构造主要为韧性剪切带及脆性断裂带二种， 对井巷稳定性 影响不大。矿岩近地表处风化较强， 风化带以下的矿岩结构完整， 呈块状 结构， 岩体变形破坏受整体性控制， 岩体结构稳定性较好。依据已知的 920m 平硐开采坑道调查， 坑口有二段混凝土支护巷道， 长约 78m， 坑道 其它地段岩石稳定性较好。工程地质复杂程度为简单型。 矿床充水来自基岩风化裂隙水含水层，一期设计最低开采标高为 820m， 高于侵蚀基准面标高 650m， 由于采用平硐开拓， 可采用自流排水。 矿床充水主要来源于上部风化裂隙水， 开采时应做好上部排水工作。水 文地质复杂程度为简单型。 本区地震烈度为遇度， 地震动峰位加速度为小于 0.05g， 属于稳定的 地质 勘察 测绘 225 2019 年 9 月 中山地区， 本区森林覆盖良好， 无自然地质灾害发生， 地表水及地下水无 污染， 矿山开采也会造成一定的人为地质灾害。矿区原始矿岩放射性元 素含量均未超标， 根据选用的采矿方法， 矿山开采不会造成地质环境的 污染。矿山开采结束后应平整土地， 恢复植被。环境地质条件为第一类。 总体来看， I 采区开采技术条件总体为简单类型。 3 开拓运输系统 I 采区设计采用平硐开拓，设 1100m、 1060m、 1020m、 1000m、 965m、 920m、 870m、 820m 中 段 。 共 设 1100m、 1060m、 1020m、 1000m、 965m、 920m、 820m 七层平硐， 硐口设置位于矿体侧翼岩移界线 20m 以外。 1100m 平硐设置于 31 号勘探线以东 120m， 负责全通通风， 1060m 平 硐位于 7 号勘探线与 11 号勘探线之间， 1020m 平硐位于 11 号勘探线南 侧 100m， 1000m 平硐位于 7 号勘探线东北侧， 965m 平硐位于 3 号勘探 线 ZK0302 钻孔附近， 920m 平硐位于 3 号勘探线 ZK0303 钻孔附近， 820m 平硐位于 8 号勘探线延长线上， 矿山地表运输道路附近。 870m 中段人员、 设备采用辅助斜井提升， 提升高度分别为 50m， 坡 度 28毅， 上下部均为平车场。 提升设备选用 JTP-1.6伊1.0 提升机， 配套电机 功率 75kW， 选取 6伊7FC-1670 型， 准18 钢丝绳， 提升人员采用斜井人车， 型号 XRC-10-6/6， 每次乘人 10 人， 自重 1702kg。 井下运输采用窄轨运输， 巷道铺设固定轨道， 铺设 15kg/m 钢轨， 木 轨枕， 线路曲线半径为 12m， 轨距 600mm。ZK7-6/250 架线电机车牵引 YFC0.7-6 型翻转式矿车运输矿岩石。矿石经平硐运至地表， 然后由汽车 至选厂， 废石运至平硐口废石临时堆场。 矿山通风系统采用单翼对角式，通风方式为机械抽出式， 1100m 平 硐为回风平硐， 负责全区通风， 风机设置于 1100m 平硐风机硐室内。 在各 中段矿体西翼下盘岩移界线外 15m， 设倒段通风上山及通风井。 主平硐运输矿石、 废石、 人员、 设备和材料， 兼做入风平硐及安全出 口， 上分段平硐为回风平硐。新鲜风流由主平硐进入坑内， 经分段平巷到 达采场， 冲洗工作面后， 由上分段平巷回风至回风平硐排至地表。经计 算， 通风初期矿井需风量 35.74m3/s， 通风负压 372.21Pa， 通风困难时期矿 井需风量 35.07m3/s， 负压 1138.81Pa。 井下涌水沿平硐水沟自流出坑外。 设计在 1100 平硐内设置 300m3消防、生产用水高位水池，初期在 965m 平硐内 （后期在 920m、 820m 平硐内） 距硐口 100m 处设 50m3集水 坑， 坑内涌水泵送至高位水池， 不足部分及矿区生活用水可从西南岔河 取用。 4 采矿方法选择 本区矿体赋存特征如下 （1） 5 号矿组矿体倾角平均 45毅60毅， 局部 40毅以下， 3、 4 号矿体 （组） 平均倾角 46毅52毅，从 11 号勘探线剖面图来看， 3、 4 号矿体倾角最大 60毅。 （2） 矿体平均厚度 1.5612.21m。 （3） 矿床开采技术条件简单。 倾角大于 55毅的矿体均为厚度小于 5m 的矿体。根据以上特点， 采矿 方法推荐采用浅孔留矿法、 全面浅孔房柱法、 底盘漏斗结构中深孔分段 空场法， 浅孔留矿法矿块生产能力 80-100t/d， 全面浅孔房柱法矿块生产 能力 80-100t/d，底盘漏斗结构中深孔分段空场法矿块生产能力 150- 200t/d。 倾角大于 55毅的矿体采用浅孔留矿法，倾角小于 55毅且厚度小于 5m 的矿体采用全面浅孔房柱法，厚度大于 5m 的矿体采用底盘漏斗结构中 深孔分段空场法。 5 工艺参数确定 5.1 浅孔留矿法 矿块布置形式为采用沿走向布置， 矿块高度取 4050m； 矿块宽度为 矿体水平厚度； 间柱为 68m； 顶柱为 46m； 底部结构为普通漏斗。 沿脉外运输巷道， 每隔 4050m 掘进出矿穿脉， 并控制矿体。在穿脉 端部， 靠近矿体下盘， 垂直于矿体走向掘进通风行人天井与上中段运输 巷道连接。 矿房内总体采用由下而上回采的回采顺序， 在矿房底部切割巷道内 采用 YSP-45 型凿岩机打浅孔落矿， 炮孔呈 “之” 型布置， 掘进宽为矿体厚 度， 高为 2m 的巷道， 爆破采用毫秒导爆管起爆。 采场内采用人工平场， 矿 石采用底部漏斗结构自溜放出。每次放出矿量， 要保证下一压顶分层回 采作业面的高度为 1.8m。 对于块度较大的矿石 （跃350mm） ， 二次破碎在装 矿巷道中进行。 5.2 全面浅孔房柱法 阶段高度为 50m， 分层高度为 2025m； 矿块长度为 50m； 矿房宽度 为 1025m； 矿房间柱为 35m； 顶柱为 35m； 底柱为 35m。 在运输巷道内每隔 25m （或依据矿块宽度而定） 掘进天井， 天井间采 用沿脉联络道连通。溜井后侧掘电耙硐室及人行绕道， 采矿工作面向前 推进 810m， 然后安装电耙。 采用 YSP-45 型凿岩机浅孔落矿。 5.3 底盘漏斗结构中深孔分段空场法 设计阶段高度 40耀50m， 矿块长 50m， 间柱 8耀10m， 顶柱 6耀8m， 矿块 宽为矿体厚度。 采准切割工程有阶段运输平巷及穿脉运输平巷、 溜矿井、 人行材料 通风井、 电耙道及双侧对称漏斗布置在底盘围岩中、 房内布置分段凿岩 巷道、 切割平巷及切割天井布置在矿房顶端 （切割平巷亦为分段凿岩巷 与人行材料通风井联络巷） 。 切割工程包括切割巷道、 切割天井、 切割槽、 拉底和劈漏等。 回采凿岩采用 YGZ-90 型凿岩机， 毫秒导爆管起爆， 通过 3DP-55 电 耙将矿石耙入溜矿井自溜装车。 6 结 论 （1） 根据本区矿体赋存特征， 通过采矿方法比较和工艺参数的确定， 最终选用全面浅孔房柱法为主， 浅孔留矿法和底盘漏斗结构中深孔分段 空场法为辅的联合开采方式。 （2） 根据选用的采矿方法的矿块生产能力， 并通过合理的组织， 在充 分剔除矿床夹石的同时， 完全能够满足 15 万 t 的建设规模。 参考文献 [1]李莎莎， 唐明杰， 辜良杰.基于改进层次分析法的采矿方法优选研究[J]. 化工矿物与加工， 2019 （6） 35-39. [2]高鹏举， 周 礼.黄山南铜镍矿采矿方法优化选择及应用[J].黄金， 2019 （6） 4-7. [3]杨卫东.倾斜-急倾斜厚矿体采矿方法的探讨[J].世界有色金属， 2019 （6） 54-55. [4]许 磊.金矿井下采矿技术及方法的选择[J].世界有色金属， 2019 （7） 50-51. [5]冯 华.矿山井下开采采矿方法分析[J].山东工业技术， 2019 （1） 92. 收稿日期 2019-8-24 作者简介 王 明 （1984-） ， 男， 工程师， 采矿工程专业， 主要从事矿山工程 设计工作。 通讯作者 郑建明 （1976-） ， 男， 副教授， 采矿工程专业， 主要从事采矿工 艺、 充填及综合利用研究工作。 地质 勘察 测绘 226