厚大矿体采矿方法探讨.pdf

S e r i a l N o ． 4 9 3 现代矿业 MORDEN MI NI NG 厚大矿体采矿方法探讨 吕会元 张 奇 山东金岭铁矿 总 第4 9 3期 2 0 1 0 年 5月第 5期 摘要 现有阶段矿房法等采矿方法对厚大矿体的回采率低 ， 为提 高厚大矿体 回采率， 稳定及 增加矿山矿石产量 、 延长矿山服务年限、 充分利 用矿石资源， 利 用上向分层胶结充填法与阶段矿房 嗣后胶 结充填法联合回采， 有计划的进行间隔回采 ， 达到 了预期的 目的。 关键词 倾斜厚 大矿体 ； 上向分层胶 结充填法； 阶段矿房嗣后胶结充填法 中图分类号 T D 8 5 3 ． 2 5 4 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 4 - 6 0 8 2 2 0 1 0 0 5 - 0 0 8 5 -02 1 概况 召 口矿为金岭矿业的主要生产矿山之一 ， 主要 有北金召和北金召北两个矿床 ， 铁矿矿床因气化一 高 温热液接触交代 而形成 ， 为接触交代 矽卡岩 型 ， 矿体主要发育在外接触带部位 。矿石中的金属矿物 主要为磁铁矿 ， 其次为假象赤铁矿 ， 主要伴生矿物有 黄铁矿、 黄铜 矿 ， 其 中伴生 的 C u 、 C o元 素可用选矿 方法综合回收 ， 矿石 自身稳 固性较好。矿体上盘围 岩以灰岩为主 ， 岩石稳 固性较好 ， ．厂 为 8～1 0 ； 下盘岩 石主要为矽卡岩 、 蚀变 闪长岩和闪长岩 ， 岩石稳固性 较好 厂 为 1 0～1 2 。召 口矿主要采用 阶段矿房法及 全面留矿法等回采矿石 ， 分段高度一般在 1 2～1 8 m， 阶段高度 4 0～7 0 m。由于地表不允许 塌落， 矿房 回 采完成后需充填。 北金召矿 床 一5 7 0～一4 3 0 m水平 矿体呈似 层 状 ， 走 向 N E 3 0 。 ， 倾 向 S E， 倾 角 近 9 0 。 ， 走 向 长 约 3 3 0 m， 最大厚度 1 4 0 m， 平均厚度 9 5 m， 为厚大矿体 ， 利用现有阶段矿房法回采此段矿体 ， 布置顶柱 、 间柱 等 ， 回采率在 5 0 ％左右 ， 将 造成 大量矿石损失。为 提高矿石回采率 ， 延长矿山服务年限， 推出上向分层 胶结充填法和阶段矿房嗣后胶结充填法联合 回采此 段矿体的方案。 2采矿 方法 简介 按照矿体开采技术条件 ， 应采用盘区机械化 高 效采矿法 ， 凿岩台车凿岩 ， 铲运机出矿 ， 损贫指标更 容易控制 。采场生产能力大， 并可实现无矿柱开采 。 然而， 召口矿现在状况不可能再购置相应的无轨设 备。为此 ， 结合矿山实际提出进行高效采矿法试验。 上向分层胶结充填法和阶段矿房嗣后胶结充填法具 吕会元 1 9 7 9一 ， 男 ， 工程师 ， 2 5 5 0 8 1山东省 淄博市 。 有 回采工艺简单 、 效率高 、 成本低等空场采矿法的优 点 ， 同时又具有与嗣后一次充填矿房相组合 的灵活 性 ， 并且大幅提高了充填 的效率 ， 降低 了充填成本 ， 消除了回采和充填工艺的制约关系。空场法 回采和 矿房充填有机组合 ， 可显著地提高二步矿房 的矿石 回采率和矿床综合回收率 。 2 ． 1 采场构成要素 由于矿体属于厚大矿体 ， 矿块垂直矿体方 向布 置 ， 并相应布置矿房和矿柱 ， 矿块宽度为 3 5～ 4 0 m， 长度为矿体厚度 。分为一步房和二步房 回采 ， 一步 房宽度为 2 1～2 6 m， 分段中深孔凿岩阶段空场采矿 法 回采 ， 分段高为 1 0～1 2 m， 阶段空 区嗣后胶结 充 填。二步房即为 回采矿柱单元 ， 宽度为 1 4 m， 分层高 度 4 m， 回采后利用低标号全尾胶结充填。回采矿体 总体预留永久顶柱。 2 ． 2 采准工程 每个矿块 的一步房内布置切割回风上山、 出矿 进路 、 凿岩巷道等工程 。二步房 内布置分 区通风人 行上山 、 穿脉巷道 、 下盘 溜井 、 斜坡道或下盘人行道 等工程 ， 作业人员主要通过下盘人行道或斜坡道进 入采区， 通风人行道作为安全出口， 每个柱内单独利 用一条直溜井 ， 共用下盘脉外联络平巷。 2 ． 3回采工程 一 步房底部采用堑沟结构 ， 堑沟底板标高高于 大巷底板标高 2 m， 拉槽巷道底板标高高于大巷底板 标高 4 m， 施工凿岩道堑沟时 ， 从大巷开始施工上 向 1 2 。 斜坡道与凿岩巷道贯通 ； 施工拉槽堑沟时 ， 利用 各矿房 1 进路掘 至堑沟位置 ， 然后起 4 m小上 山打 到拉槽巷道顶板 ， 再进行拉槽堑沟的掘进。 一 步房施工深孔 时， 要注意对两侧矿柱 的保护 ， 严禁施工超深孔 ， 为 了维护矿房顶板 ， 在施工最上水 8 5 总第4 9 3期 现代矿业 2 0 1 0年 5月第 5期 平深孔时 ， 控制深孔形成拱顶 ； 爆破 时， 严格控制装 药量 ， 并实施分段爆破 ， 以减轻爆破震动。 二步房施工必须等两侧一步房充填完毕后进 行 ， 二步房回采利用矿柱 中间切割充填上 山和穿脉 巷道为 自由面， 自中间向上盘和下盘分区顺序回采 ， 回采过程中要压顶 ， 形成上一分层的拉底巷道 。利 用中段穿脉平巷 、 压顶巷道以及柱 内切割上 山作为 第二个安全出 口及充填线路。每回采完一个分区的 盲 斜 井 一 个分层 ， 要立即对形成空区进行胶结充填 ， 待充填 体凝固后 ， 方可进行另一分 区的另一分层回采。回 采完一个分层后 ， 要对原有柱内巷道进行压顶或起 底 ， 形成 1 2 。 斜坡道 ， 以对各分层进行回采。二步房 回采前要在切割充填上山内架设人行梯和胶 充管 ， 以利于充填和行人。 为了提高效率， 二步房 回采时至少可以同时开 2～ 4个矿房， 生产能力可达到 4 0 0 0～8 o o o t , , 。 l I I 上j ● - I 一 i i i I I l - i l ． ● ●● ‘ I 柱 日 t 口 割 溜 I I 上 I 榴 充 匕 山 井 I I - 井 -I ● - I I I I I I l I - 柱内平巷止 木木匹 I 孔 广 压 勘 薯]．． I l l 属 I l I ／ ，／ ／ ／ ／ - I ■ ● ■ 一 I - - l I I I I I I I ■- 一 图 1 二步房施工方案图 2 ． 4 充填工程 每次充填之前 ， 必须做好充填密闭墙 的施工及 滤水工作。由于二步房出矿要在充填体上进行 ， 为 保证正常出矿及减少矿石贫化 ， 必须将每分层最后 0 ． 5 m高度利用 1 4高强度尾砂充填 。 根据矿山实际条件 ， 充填材料直接采用来 自金 岭铁矿和当地附近选厂的尾矿 ， 新型尾砂固结材料。 全尾胶结料浆浓度 6 0 ％， 一步房灰沙比 1 8 ； 二步房 灰砂 比 1 1 2 。由于全尾砂的渗透系数低 ， 因此多数 矿山都选择了分级尾砂充填， 使用全尾砂胶结充填 的矿山也采用高浓度输送料浆 。试验和生产实践表 明， 全尾砂胶结充填脱水渗透能满足要求 ， 水主要积 聚在充填体的上层 ， 通过充填体上层处 的封堵墙和 岩隙渗透排出， 充填体下层没有水渗 出， 充填体不会 形成半流体状态。 3 总 结 8 6 利用上向分层胶结充填法和阶段矿房嗣后胶结 充填法联合回采厚大矿体 ， 其优点为 ①采用了底部 凿岩道堑沟结构和拉槽巷道再起堑沟的特殊采矿工 艺 ， 有效解决了底部存 窿和出矿眉线后退的问题， 可 以大大提高矿石的回采率 ， 延长矿山服务年限； ②可 实现阶段连续 回采 ； ③实现矿 山无废 开采。针对各 矿山实际情况 ， 该方法可以在厚大矿体推广应用。 参考文献 [ 1 ] 采矿 手册第4卷[ M] ． 台金工业出版社 ， 1 9 9 0 第一版 [ 2 ] 田显 高． 分段 落矿阶段 空场 与上向分层联 合充填 采矿 法试验 研究 [ J ] ． 化 工矿物与加工 ， 2 0 0 6 1 2 2 8～ 3 1 ． [ 3 ] 李元辉， 谢世俊． 阶段充填采矿法[ J ] ． 金属矿山， 2 0 0 6 6 1 3 ～ 1 5． 收稿 日期 2 O 1 O _ l - 0 6