复杂低品位铁矿采矿方法的比选和优化.pdf

工业技术 垫 鱼 Sci en ce and Tech nol ogy l nno vat i on Her a l d 复杂低品位铁矿采矿方法的比选和优化 崔曙 忠 新疆地矿局第一地质大队 新疆鄯善8 3 8 2 0 4 摘要 影响采矿 方法的 因素较 多， 通过 实证 计算 与工程 类比的方法 可 以有 效的选择 出优 良的开采 办法 。 文章 以某复杂低 品位铁 矿的开 采方 法的比进 与优化 ， 制定 出 了低成 本 ． 适合 该矿体 赋存 状态 ， 高效 率 以及 斜坡道 直接进 采场 的 大盘 区高分层 的充填采 矿法 ， 从 而有 效 的解 决 了复杂地 品味 铁 矿的低 效 率回采 以及 高采 切比的 问题 。 关键词 低 品位矿 采矿 方法 优化 中图分类号 T D 8 6 1 ． 1 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 2 -3 7 9 1 2 0 1 2 0 5 a 一 O 0 7 3 --0 1 现代社会的迅猛发展需要更 多的矿产 资源作 为支撑 。 但是 随着开采 的不断深入 与延续 ， 高品位矿 已经 稀少 ， 于是越来越多 的低 品位矿进入 了选冶工业部 门。 特别是 当今矿 产的探测 ， 已经探 明了许 多的待 开 采 的矿产 资源 ， 并且 大都是具 有 “ 杂 、 贫 、 细 ” 的特点于是 开展对于此 类复杂地 品味 铁 矿 的研 究 与 开 发 成 为 了时 代 的 必 然 。 1 铁矿概述 某地 品味铁矿保 有储量7 5 1 7 万吨 ， 磁 性铁的含量为 l 8 ％， 平均的地质品位为3 1 ． 4 ％， 矿体成鞍状。 主矿 体可分为上下两层 ， 两层之间的岩石厚度为l 5 m； 矿体的脊部以 及4 0 m以上的倾角在0 2 S 。 之间 ， 而南北两 翼的倾角较大， 在2 5 - 5 0 。 之 间， 可以划分为 缓倾斜 一 倾斜矿 体 ； 其长 度平均9 1 2 米 ， 厚 度 一 般 为 4 2 5 m ， 走 向 的 长 度 约 2． 5 k in。 经勘查 ， 该矿区的水位地 质条件较简 单 ， 工程的地址条 件也 良好。 矿体顶部具 有 属于1 3 级的黑云母长英变粒岩类岩石， 并 且 由上 而下的将硬 度增强 。 矿 体的地表 不 深 ， 地表 不允许崩落 矿 山的 开采采 用分期建 设方 案 ， 第 一 期开采一1 4 0 以上的矿体 ， 第二期进行以下 的开 采。 并且一期 的开采使用 竖井配合斜 坡 道 的 开 拓 方 式 ， 设 置 了 7 m 、 一 4 0 m 、 一 9 O m、 一 1 4 O m四个中端 。 主井 的断面为 5 ． O m， 使用容量为 l 3 m3 的箕斗提升矿 井， 并 设 置 井 上 、 井 下 两 套破 碎 系 统 ； 副 井 断面 为 4 ． 5 米 ， 负责排水、 废石 及及矿石的外送 ； 而 设置的斜坡为单车 ， 可以作为一4 0 m以上的 重要运输 工具 。 2 采矿方法选择 2． 1首采段采矿方法选择 1 初选采 矿方法 ， 可供选择 的采矿方 法有 电耙 出矿房柱法 、 分段空场法 以及沿 着倾向布置铲运机 出矿 房柱 法。 2 采矿方 法选择分 析 ， 分析各种影 响 采矿方法选择 的 因素 ， 并且结合该 矿床的 特点 ， 选 择的采矿方 法必须具有较 低的采 切比 、 较 高的生产能 力以及简单的 施工工 图1 爆力运搬辅助电耙采矿法示意图 艺 。 为此选择 了铲运机 出矿的房柱法 。 由于 该矿体 的产状变化 较大 ， 铲机 出矿的房柱 法可 以有两种布置方式 在倾 角小于 1 2 。 时使 用沿 着矿 体的倾 向布置的房柱法 ， 而在倾角大于 1 2 。 时使用 伪倾斜布 置的铲运机 出矿房 柱法。 2 ． 2在 4 0 m以下的采矿方法选择 1 盘 区上 向分层充填 采矿法 ， 盘 区的 构成要素为 盘区沿着走 向布置 ， 其长度设 置为4 0 0 m， 顶柱的高度为5 n 3 ， 盘 区间隔设 置 1 5 m的 间 柱 ， 不 留 底 柱 。 分 段 的 高 度 为 l 5 m ， 中断 的 高 度 为5 O m。 采 准切割 采准斜坡 道 在盘 区的 中部 下围岩 中设置， 并且内部每隔l 5 m的垂 高开 掘 出矿连 通道 。 考 虑到铲运机 的爬坡能 力 可以首先按照1 8 ％ 左右的下坡挖掘到矿体 ， 等到分层矿体采完后再进行 矿连通 道的压 顶 。 通过设 置溜井将下部的运输平巷 与盘 区内的 下盘脉外相 连 ， 而溜 井又通过连巷 与采场联 通。 进行 回采 出矿时 ， 2 层矿可 以 同时 回采 ， 新鲜的风 可以通过斜坡 道联络 道 、 中端平 巷、 顺路天井到达 采场 ， 而污风 经过充 填回风井排入 上 中断平 巷。 凿岩使 用的是单臂全 液压凿岩台车 配备手持式钻 机 实 施 凿 岩 与 采矿 。 实 施 采 场 充 填 前 ， 使用 木 板 正 在 分 层 联 络 道 口打 好 隔 墙 ， 并 用 全 尾砂充填 ， 上面使用 较高强度 的胶结填充 体 作 为 路 面 。 2 爆 力运搬辅 助电耙两部采方案 爆力运搬辅助 电耙两部采方案 如图1 。 编号1 6 分别为 沿脉运输 ； 联络道 ； 电 耙人行井 ； 凿岩上 山； 受矿 漏斗 ； 装矿联络 巷 。 使 用此 方 法 的 采 场 构 成 要 素 为 采场 垂 直矿体沿 着矿 体的倾 斜方 向布 置 ， 矿柱宽 1 O m、 矿房宽1 O m、 阶段高2 0 m， 不设置顶底 柱 。 此 外 还 有 分 段 空 场 嗣 后 充 填 采矿 法 ， 相 比于第一 种方案也有 着 自身的 不足 ， 不再 论 述 。 3采矿方法评价与优化 以上论述 的三种 采矿方式实际上都可 以满足2 0 0 万t ／ a 的生产要求 ， 并且相应的施 工工艺都 非常的安全 可靠 。 但是影 响采矿 方法选择 的最重要 因素的采矿的成 本 ， 而 就此方面而 言 ， 无论是爆 力运搬辅 助电耙 铲运机铲装方案还是分段空场方案都需要 较为高的成 本 ， 例如两 种方案需要 分两步 开采 ， 并且要对矿柱胶结填 充， 单此一项所 产 生 的 费 用就 很 大 ； 此 外 较 大 的 采 切 比 以 及大量的采场 准备等都致使工程的开支加 大， 资金的超前投入较大。 而盘 区上 向分层 充填采矿法 不仅可以具 有较小的采 切比 ， 而且满足 了矿 体的开采 技术条件 ， 尤其的 适应矿体 的变化 ， 从 而取得较好 的经济技 术指标。 与此 同时 ， 由于盘区上 向分层充填 采矿法 只需将工作面 进行胶结 ， 大量的节 省 了水 泥的使用量 ， 减 少了前期的资 金投 入 。 根据 工程 较为稳 固的矿 体 围岩 条件 ， 可以对传统的盘区上向分 层充填采矿法进 行 如 下 的 优 化 1 脉外连巷进采场与斜坡道直接进采 场的优化 设计 。 鉴于 矿体走 向长与 中间厚 的特 点， 可以将传统 的分段连巷式进 采场 方案改 为斜坡 道直接 进采场方案 。 并 且将 采切 比从 之前 的 3 ． 2 m／ k t 降 低至 2． 4 m／k t ， 在盘区的长度增加 到6 0 0 m的基础之上 ， 采 切比还会进一步的降低。 但是考虑到4 0 0 6 0 0 的 盘 区 长 度 仅 有 一 条 斜 坡 道 可能 影 响 作业的效 率 ， 还可以 采取相应的管理 措施 来 弥 补 这 一 问题 的 不 足 。 2 增加分 层的高度 ， 以减少充填 循环 的次数 。 通过将 矿体 围岩分层 的高 度由3 ． 5 m增加 到7 ． 5 m， 以达到减少充填次数以及 节省胶结 面的施工费用。 3 通过将第2 层矿体 同时的上向回采 ， 以解决夹石不厚的两层矿 回采充填的顺序 问题 ， 还可以节省一 条充填井 回风 。 4 通过在一个盘区的多个单元同事的 实 施 充填 、 出矿 以 及 凿 岩 的 工作 ， 以 最 大 化 的发挥铲运机 的效率。 4结语 倾斜 中厚低 品位矿 体作为业 内公认的 开采难点 ， 特别是在倾 角不够陡的条件 下 更是难以 实现 重力放矿 ； 倾角不够平缓 的 有 不 能 使 用 高 效 无 轨 铲 运 输 也 无 法 运 用 ， 甚至连低效率 的电耙 出矿也 不得施展 。 因 此积 极的 探索 适合 于该 类矿 体的 开发 方 法， 并不断的引入新技 术、 新材料及新 工艺 进行完善 、 改进 ， 成为了矿 山生存与发展的 重 要 条 件 。 参考文献 [ 1 ] 采矿设 计手册编 写组 ． 采矿设计手册 矿床开 采卷 下[ M】 ． 北京 ． 中 国建筑 工 业 出版 社 ， 1 9 8 7． [ 2 】余南中 ． 大红山铜矿 西矿段低品位难采 矿体的开发【 C 】 ． 2 0 1 0 年全国采矿科学技 术高峰论坛论文集 ． 北京 中国矿业 ． 杂 志 社 ， 2 0 l 0 9 6～9 8． [ 3 】周 罗忠 ， 等 ． 倾斜 复杂中厚矿体的 连续 采矿技术研究【 J 】 ． 采矿技术， 2 0 0 7 ， 7 3 】～ 3． 科技创新 导报 Sc i e nc e a n d Te c h n o l o gy I n n o va t i o n He r a l d 7 3