无底柱分段崩落采矿方法在老虎堂铁矿的应用.pdf

Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ６ ０ ３ Ｊ ｕ ｌ ｙ ． ２ ０ １ ９ 现 代 矿 业 Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ Ｒ ＮＭ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｇ 总 第６ ０ ３ 期 ２ ０ １ ９ 年 ７月第 ７期 万相宗（ １ ９ ６ ９ ） ， 男， 工程师， ２ ４ ４ ０ ０ ０安徽省铜陵市义安区新桥 镇。 无底柱分段崩落采矿方法在老虎堂铁矿的应用 万相宗 （ 安徽牛山矿业股份有限公司） 摘 要 铜陵县老虎堂铁矿矿种为镜铁矿， 属于高品质防腐材料的添加剂， 该矿种市场紧俏。 该矿山的原采矿方法矿石回采率低、 贫化率高， 造成资源浪费。为了提高矿石回采率、 降低贫化率， 提高矿山综合经济效益， 改用无底柱小分段崩落法采矿方法。根据矿体产状、 稳定性等矿体特征， 在中段内合理确定分段高度， 降低开采高度； 在分段内进一步优化采矿进路间距和崩矿步距等， 摸 索出了符合矿山生产实际的合理的采场结构参数。这些参数的改变和确定， 矿石贫化率得到明显 降低， 矿石回采率显著提高到 ９ ０ ％以上， 提高了矿山的资源利用率， 也大大提高了矿山的综合经济 效益。无底柱分段崩落采矿方法对一些小型、 贵重矿产品矿山的开采是个行之有效的好方法。 关键词 镜铁矿 分段崩落法 采矿进路 崩矿步距 Ｄ Ｏ Ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４  ６ ０ ８ ２ ． ２ ０ １ ９ ． ０ ７ ． ０ ８ １ 铜陵县老虎堂铁矿属于安徽牛山矿业股份有限 公司控股矿山。矿区位于安徽省铜陵县城 ９ ５ 方 位， 平距约 ２ ２ ． ３ｋ ｍ ， 行政区划隶属铜陵县钟鸣镇管 辖， 交通方便。该矿开采矿种为镜铁矿， 设计开采方 式为地下开采， 开采规模 ５万 ｔ ／ ａ 。该矿开采矿种镜 铁矿， 用该原料生产油漆的防腐性能普遍优于其他 油漆， 防腐期限更是达到其他油漆的 ３倍以上。目 前该矿种市场紧俏。开拓方式为平硐开拓， 采矿方 法为分段崩落法。矿区内出露的地层主要为石炭系 下统高骊山组二叠系下统栖霞组， 呈 Ｎ Ｅ向展布。 矿区总资源储量（ １ １ １ ｂ ＋ １ ２ ２ ｂ ＋ ３ ３ ３类） 矿石量 １ ７ ８７ ０ ６ｔ ， Ｔ Ｆ ｅ 平均品位为 ４ ９ ． ３ ３ ％， 优质矿石品位 达 ６ ０ ％以上。 因资源紧俏， 公司要求矿山年产量 ２万 ｔ 即可， 提高矿石回采率。鉴于此， 对采矿方法作一些优化 调整， 以满足生产需要。 １ 开拓方式 矿山开拓方式为平硐开拓， 共 ２个中段 （ 如图 １ ） ， 中段高度为 ３ ０ｍ ， 轨道运输。 （ １ ）＋ １ ３ ５ｍ中段。平硐总长 １ ０ ３ｍ ， 断面规格 为 ２ ． ０ｍ ２ ． ２ｍ， 主巷道采用混凝土支护， 分支巷 道为木支护。 图 １ 中段布置 （ ２ ）＋ １ ０ ５ｍ中段。平硐总长 １ ８ ２ｍ ， 断面规格 为 ２ ． ０ｍ ２ ． ２ｍ ， 全长采用混凝土支护。 ２ 采矿应用 ２ ． １ 概 况 矿体呈似层状赋存于石炭系中统黄龙组与上统 船山组灰岩之间， 严格受层位控制。因此， 矿体形态 在剖面上呈似层状， 平面上呈板状。 矿体规模较小， 矿体属透镜状， 矿体总体走向北 东 ４ ０ ， 倾向北西， 矿体倾角缓， 一般在 ２ ０～ ３ ０ ， 经 坑道揭露矿体顶、 底板欠稳固， 矿体不稳固、 矿体储 量较小， 适宜小规模的开采， 应尽量选用采矿工艺简 单、 机械化程度不高、 易于掌握的采矿方法。 采用无底柱分段崩落法采矿方法（ 如图 ２ ） ， 适 用该矿山生产的需要。 ２ ． ２ 采场结构参数 综合考虑矿体的赋存状况、 矿床储量、 矿体向深 部的延伸情况、 矿体及围岩的特性、 采矿方法、 开拓 方式等因素， 优化后确定采场结构参数如图 ３ 、 图 ４ 。 矿块长度为 ３ ０～ ５ ０ｍ ； 中段高度为 ３ ０ｍ ； 分段 １７２ 图 ２ 无底柱分段崩落采矿方法 图 ３ 分段结构示意 图 ４ 最佳步距示意 高度为６ ． ０ｍ ； 采矿进路长度为５～ １ ５ｍ ； 采矿进路 间距为 ５ ． ０ｍ ； 崩矿步距为 １ ． ０～ １ ． ５ｍ 。 由于该矿矿体规模较小， 产状不规则， 且矿石稳 固程度不同， 实际应用中应根据具体情况调整采场 结构参数， 以提高采矿回收率。 ２ ． ３ 回采工作 按中段划分， 自上而下逐层回采。 （ １ ） 采矿前的准备。用无底柱分段崩落采矿方 法在进行第一分段回采时， 必须形成覆盖矿岩垫层， 为崩落法采矿时的挤压爆破创造条件， 使爆下矿石 进入采矿进路， 充分回收矿石， 采矿时严禁空场出 现， 确保安全采矿。一般覆盖矿岩层高度为１ ５ｍ以 上。该矿点可将顶底板废石或低品位铁矿作覆盖垫 层， 这样有利于矿石回收。 （ ２ ） 采切工作。首先自中段运输平巷向上掘进 人行天井、 放矿溜井， 自天井于各分段掘进分段沿脉 运输巷道， 然后自分段沿脉运输巷道向矿体开掘采 矿进路， 最后在采矿进路端部于矿脉内拉切割槽， 至 此完成整个采切工作。 （ ３ ） 回采顺序。同一分段平面内， 采矿应自进 路端部切割槽开始， 以其为采矿自由面后退式向分 段沿脉运输巷道方向采矿， 就其整个矿块来说， 应以 采准天井为中心自矿块端部向采准人行天井方向后 退式回采。 从中段垂直面来看， 应自上而下逐层回采。 （ ４ ） 炮孔布置（ 如图 ５ ） 。采矿工作面进行回采 作业时， 采用扇形炮孔布置， 排间距（ 步距） 为 １ ． ０～ １ ． ５ｍ ， 排面倾角７ ５ ， 边孔角４ ０ ， 孔深２ ． ５～ ６ ． ５ｍ ， 孔底距 １ ． ４～ ２ ． ０ｍ 。 图 ５ 无底柱分段崩落采矿法炮孔布置 （ ５ ） 凿岩、 爆破、 出矿。回采时， 使用 Ｙ Ｑ  ８ ０型 中深孔凿机一次凿岩（ 即每排炮孔一次凿到位， 一 次点火， 一次落矿） ， 严禁于空场下作业； 出矿必须 ２７２ 总第 ６ ０ ３期现代矿业２ ０ １ ９年 ７月第 ７期 于采矿进路内的安全棚下进行； 如采区内出现小空 场或悬顶， 必须有专职人员进行处理后， 方可作业。 主要回采工艺为凿岩→爆破→通风→处理浮石 →洒水→出矿等循环作业， 回采时， 从采场一侧向另 一侧推进。 （ ６ ） 采场通风。新鲜风流由采场两侧的采准天 井进入采场工作面， 污风通过采场另一采准天井从 上中段回风巷经风井排出。采矿进路内采用局部通 风机进行强制通风。 ３ 井巷支护与地压管理 分段崩落法地压管理和采空区处理在生产中是 同步进行的。由于该矿矿体和围岩破碎， 呈松散状， 选用无底柱分段崩落法采矿方法， 地压管理及采空 区处理具体措施如下。 （ １ ） 进路采矿时， 要求顶板的岩石会随着进路 的后退及时崩落充填采空区。 （ ２ ） 如采矿工作面出现悬顶现象， 应及时强制 崩落顶板以充实采区。 （ ３ ） 本采矿方法严格要求形成足够上覆盖层， 以保护下分层开采的安全， 本次设计覆盖岩层厚度 应大于 １ ５ｍ 。 （ ４ ） 同水平各进路采矿时， 各进路均匀放矿， 尽 量保证地压平均分配。 （ ５ ） 如某进路矿体破碎时， 需加强进路支护， 确 保进路安全稳定； 必要时可采取单进路单侧回采， 以 保证出矿安全。 （ ６ ） 上下分段同时回采时， 下段进路必须位于 上水平已采区之下， 与上层进路呈菱形布置， 平面上 要互相错开， 错开距离应大于 １ ５ｍ 。 ４ 结 语 铜陵县老虎堂铁矿采用原分段崩落法采矿方法 的参数进行采矿时， 矿石回采率只能达到 ６ ０ ％左 右， 不能满足矿山生产需要， 造成了资源浪费。通过 优化分段崩落法采矿方法基本参数后， 满足了矿山 的生产需要， 使矿石回采率提高到 ９ ０ ％以上， 提高 了矿山的综合经济效益。 无底柱分段崩落法采矿方法适用于一些小型、 贵重矿产品矿山的生产需要， 可以大幅度地提高矿 石回采率， 防止造成资源浪费。 （ 收稿日期 ２ ０ １ ９  ０ ４  １ ５ 责任编辑 徐志宏 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ） （ 上接第 ２ ６ ４页） 参 考 文 献 ［ １ ］ 王立平， 王 镐， 高 颀， 等． 我国钛资源分布和生产现状［ Ｊ ］ ． 稀有金属， ２ ０ ０ ４ ， ２ ８ （ １ ） ２ ６ ５  ２ ６ ７ ． ［ ２ ］ 唐文骞． 中国钛白粉工业发展中几个问题的思索［ Ｊ ］ ． 无机盐 工业， ２ ０ ０ ５ ， ３ ７ （ ２ ） １ ０  １ ２ ． ［ ３ ］ 王 志， 袁章福． 中国钛资源综合利用技术现状与新进展［ Ｊ ］ ． 化工进展， ２ ０ ０ ４ ， ２ ３ （ ４ ） ３ ４ ９  ３ ５ ２ ． ［ ４ ］ 王英华． Ｘ光衍射技术基础［ Ｍ ］ ． 北京 原子能出版社， １ ９ ９ ３ ． ［ ５ ］ 吴良士， 白 鸽， 袁忠信． 矿产品原料手册［ Ｍ］ ． 北京 化学工 业出版社， ２ ０ ０ ７ ． ［ ６ ］ 郝雅琼， 于泓锦， 周炳炎， 等． 固体废物属性鉴别现状、 问题和 对策分析［ Ｊ ］ ． 环境污染与防治， ２ ０ １ ３ ， ３ ５ （ １ ） １ ０ ６  １ １ ０ ． ［ ７ ］ 周炳炎， 于泓锦， 郝雅琼， 等． 固体废物属性鉴别有关问题的思 考［ Ｊ ］ ． 再生资源与循环经济， ２ ０ １ ２ ， ５ （ ８ ） ３ ７  ３ ９ ． ［ ８ ］ 庞 ， 刘孟春， 肇子春， 等． 进口固体废物原料相关问题问题 探讨［ Ｊ ］ ． 再生资源与循环经济， ２ ０ １ ０ ， ３ （ １ ０ ） ２ ９  ３ １ ． ［ ９ ］ 中华人民共和国国家出入境检验检疫局． Ｓ Ｎ／ Ｔ０ ８ ３ ２ １ ９ ９ ９ 铁矿石中铁、 硅、 钙、 锰、 铝、 钛、 镁和磷的测定 波长色散 Ｘ射 线荧光光谱法［ Ｓ ］ ． 北京 中国标准出版社， ２ ０ ０ ０ ． ［ １ ０ ］ 任保林． 熔融制样 Ｘ射线荧光光谱法快速测定富钛料中主次 成分［ Ｊ ］ ． 冶金分析， ２ ０ １ ３ ， ３ ３ （ １ ２ ） ２ ４  ２ ８ ． ［ １ １ ］ 管 嵩， 丁仕兵， 王 越， 等． Ｘ荧光光谱法测量高钛渣中主 次元素［ Ｊ ］ ． 分析测试学报， ２ ０ １ ２ ， ３ １（ ｚ １ ） １ ９ ８  ２ ０ ０ ． （ 收稿日期 ２ ０ １ ９  ０ ５  ０ ２ 责任编辑 袁风香 櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 ） （ 上接第 ２ ７ ０页） 杂的因素中方便、 有效地判断潜在 风险。同时， 提出了一些针对性措施以供参考。 参 考 文 献 ［ １ ］ 王云泉， 牛建军． 从七起重大煤矿透水事故反思安全生产［ Ｊ ］ ． 能源技术与管理， ２ ０ １ ０ （ ６ ） ９ ０  ９ ２ ． ［ ２ ］ 邢冬梅， 叶义成， 赵雯雯， 等． 我国矿山透水事故致因分析及安 全管理对策［ Ｊ ］ ． 中国安全生产科学技术， ２ ０ １ １ （ １ ２ ） １ ３ ０  １ ３ ５ ． ［ ３ ］ 冯治斌． 基于事故树分析法的矿井水灾安全评价［ Ｊ ］ ． 中州煤 炭， ２ ０ ０ ３ （ ４ ） ４ ３  ４ ４ ． ［ ４ ］ 赵爱萍． 我国煤矿水害事故分析及对策［ Ｊ ］ ． 煤， ２ ０ ０ ９ ， １ ７ （ １ １ ） ３ ９  ４ ０ ． ［ ５ ］ 罗春喜． 关于煤矿水害事故原因分析及防治问题的探讨［ Ｊ ］ ． 煤炭技术， ２ ０ ０ ６ （ １ １ ） １ ２ ４  １ ２ ６ ． （ 收稿日期 ２ ０ １ ９  ０ ５  １ ２ 责任编辑 徐志宏） ３７２ 万相宗 无底柱分段崩落采矿方法在老虎堂铁矿的应用 ２ ０ １ ９年 ７月第 ７期