贵州某磷矿采矿方法的优化选择研究.pdf

贵州某磷矿采矿方法的优化选择研究 刘官虎 贵州 职业技术学院 摘 要 磷矿作 为矿产资源开发利用 ， 在贵州省经济发展过程中占 着重要 的地位。本文主要论述 了国内外 非煤矿 山的采矿技术发展现 状 ， 根据矿 山地质条件、 矿体赋存特征、 现有采矿 技术 ， 通过综合方案 优化 ， 提出最佳采矿 方法。 关键词 采矿 方法磷矿方案优 化 0引言 某 矿段 是 一个 矿体 边 界平 整 、 结构 简单 、 构造破 坏 小 、 厚度变化小的大型磷矿块岩矿床。矿 区工业磷矿层 为二 层 ， 即 a层矿和 b层矿。a矿层赋存于 Z 1 v 地层中， 岩性为 浅 灰 、灰 色 中厚层 状 细 晶 白云 岩 ； b矿 层赋 存 于 Z ， Y 地层 中， 底部 为一套含炭质 、 硅质 、 白云质磷块岩 ， 中上部 为浅 灰、灰 色中厚层 白云质磷块岩； a 、 b两矿层夹一层较为稳 定 的 白云岩 夹层 。a 、 b两矿 层 顶 底界 线 清 楚 ， 矿 层较 为稳 定。 经计算核实， 在初步设计开采范 围内， 某矿段保有的地 下 开 采 资 源 储 量 1 1 1 b 1 2 2 b 3 3 3级 9 0 0 3 ． 4 8万 t ， P 2 05 平 均 品位 2 2 ． 7 0 ％ 。 1国内外类似矿体采矿技术 1 ． 1 国 内外开采 现 状 根据 对 国内 外急 倾斜 中厚 至厚 矿体矿 山的统计 ， 主要的采矿方法有 有 无 底柱分段崩 落法 、 分段 矿 房法 、 阶段矿 房 法、 上 向充填 法 等。 分段 矿 房 法 赞 比亚某 铜 矿 矿体 呈 条 带状 产 出 ， 平 均 厚 度 为 8 m ， 倾 角 3 0 。 一 9 0 。 ， 矿 体 与 围岩较 稳 固。 无底 柱 分 段 崩 落 法 玛 姆 贝 尔格 特矿 是 瑞典 第 二 大铁 矿 ， 目前 8 5 ％ 以上的矿石是 由无底柱分段崩落法开采出来的。 分段高度 2 0 m ， 进路 间距 2 2 ． 5 m， 使采 准工 程量 大大 减 少。 上 向充填 法 瑞 典 K r i s t i n b e r g矿 体 赋存 于 绢 云 母 或 绿泥 石 片岩 、 石 英岩 内。在 矿体 的上 盘 为滑石 绿泥 岩泥 石片 岩。矿体 由两 条平 行 的矿 带组 成 ， 走 向长 约 1 3 0 m ， 倾 角 4 5 。 一 7 0 。 ， 矿 山 采用 上 向进路 充填 采矿 法。 1 ． 2 未来发展趋势 研究和采用高效率、高回收率的 采矿 方 法和 工 艺 研 制和 使 用无 轨化 、 液 压化 、 自动 化程 度 高的无轨 自行采掘设备来提高采矿效率 ，变革采矿工艺 与科 学 的管 理 方 法相 结 合 ，形成 一 个优 化 的矿 山生 产 系 统 ， 大 幅度提 高矿 山综合 生 产能 力 ， 改 善企业 的总体 效 益。 未来 发展趋势如 下 1 无轨设备 的进一步普及、 提高和成 套化 应用； ②进一步发展组合式采矿 方案 ， 实现优势 方案 的互补； ③大盘区无间柱连续强化开采技术； ④振动输送 技术； ⑤废弃物回填的无废开采技术； ⑥爆力运搬及深孔 崩矿 技 术。 2矿段采矿方法的优化与选择 2 ． 1方案优化 根据某矿段 实地调查资料 ，某矿段矿 体露头大部分 已经在无序 民采活动 中被小型露天开采 ， 露 采 降 深 约 5 0 1 O O m 左 右 ， 其 采 剥 严 重失 调 ， 形 成 的露 天 坑 底 犬 齿 状 高 低 不 平 。 急 倾 斜 中厚 矿 体 是 指 倾 角 大 于 5 5 o ， 厚度 4 1 5 m 酌矿体。 该类矿体倾角较大， 采场崩落矿 石依 靠 重力 可 以顺 利放 出 ， 开 采 时一般 采 用平 硐 竖井联 合 开拓 的方法。急倾斜矿体往往沿倾 向长度很大， 矿体厚度 又属于 中等厚 度 ， 因此开 拓 系统 工程量 大 、 采掘 比较 高。此 类矿体 开 采 时 ，往往 都 是采 取 几种 方法 联 合开 采 的 方式。 某段 矿体 平 均厚 度 为 1 2 ． 4 7 m a层 、 1 8 ． 5 7 m b层 ， 矿 体 倾角 8 0 。 以上 ， 是属于 中厚 至厚 急倾 斜 矿体 。 某矿段应根据矿 山实际情况以及矿体厚度变化和围 岩稳固性等采取合理 的采矿方法， 以最安 全高效的方法回 收矿石， 降低贫化率。 2 ． 2 方案 选择通过 经验 类 比、模 拟 计 算及 数 学理 论 计算分析 ，为确 保矿体开采安全 ，顶柱安 全厚度统一取 1 5 m ， 最终 建议 采 用 大直径 深 孔 阶段 空场 嗣后 充填 采 矿 方 案 垂 直走 向 时采 场结 构 参数 为 3 4 X 1 5 X 5 5 m 长 宽 高 采 用 沿走 向高 分段 中深孔 阶段 空 场 嗣后 充填 采 矿 方 案 分 采 分 运 时 ， 采场 结构 参 数 为 间柱 宽 8 1 0 m， 矿房 长约 4 0 m， 底 柱高 1 5 m。 宣 * 8 磊 8 导 目 g 磊 嚣 导 8 赛8 导 星 磊 占 二 n寸 r - 。 。 0一-_ 勘探 线 图 1 1 2 0 0 m 中段矿体及夹层厚度随勘探线变化曲线 3结论和建议 3 ． 1某矿段 已有的岩石力学参数相 对欠缺 ， 建议进行 矿区原岩应力测量和矿岩物理力学性质测试系统试验 ， 为 优化采场结构参数、 提高采矿效率和控制地压灾害等提供 详 细 的基 础 数据。 3 ． 2 某矿段初步设计开采规划 分前期工程、 中期工 程 、 后期 工 程 ， 推 荐 前 期工程 中采用 阶段 下 行 式回采 顺 序 ， 中期和后期工程中可考虑采用阶段上行式回采顺序。 3 ． 3 顶底 柱 等残 矿 回 收面 临诸 多 的 安全 风 险 ， 为充 分 保证顶底柱 回收工作 安全 ， 矿山应构建矿房充填体、 矿柱、 巷 道包 含应 力 、 位移 、 声发 射监 测在 内的远 程 、 实 时地压 监 测 网络 系统 。 3 ． 4 采矿费用 中采切工程费 用和 空区充填费 用 占的 比例 比较 高 ， 如想降低采矿费用， 就要更多考虑优 化方案 采切工程布 置以及设计合理的空区充填方案 ， 降低胶结尾 砂充填 比例 ， 开发可替代水泥的胶凝材料， 减少水泥消耗。 参考文献 【 1 】 邱建萍． 国内采矿 方法概述【 J ] ． 矿业快报， 2 0 0 8 6 1 0 1 2 【 2 】 魏鹏． 我国磷矿分布特点及主要开采技术 【J 】 ． 武汉工程 大学学 报 ， 2 0 1 1 ， 3 3 2 1 O 8 1 1 1 ． 【 3 】 屈进 ． 中深 孔爆 破 技术 在磷 矿 开采 中的运 用 【 J ] ． 中国矿 业 ， 2 0 1 2 ， 2 1 8 5 6 5 9 ． 作者简介 刘官虎 1 9 8 3 一 ， 男， 贵州六盘水人， 本科 ， 助教 ， 主要从事煤矿 开采技术方向的教 学和研 究工作 。 8 6 如 ∞ 如 加 m 5 O