弓长岭井下矿富矿资源综合开发利用的研究.pdf

第 2 3卷笫2期 2 ∞3年4 月 矿 业 研 究 与 开 发 M I NI NG RD Vd． 2 3 No ． 2 Ap r ． 2 0 0 3 文章编号 l 0 o 5 2 7 6 3 2 0 o 3 0 2 0 0 0 5 0 2 弓长 岭井 下矿 富矿 资源综合开发利用 的研究 李连军‘ ， 郭友学 ， 赵德孝2 1 ． 鞍钢弓长岭矿业公司． 辽宁 辽阳市1 1 1 0 0 7 ； 2 ． 东北大学． 辽宁 沈阳1 1 0 0 0 6 摘要 弓长岭井下矿是鞍钢的主要原料基地之一。该矿的中央区深井赋存有 4 0 0余万吨高 品位富铁矿． 过去由于所用开采方法不尽合理． 因而导致回收率低． 贫化损失大． 造成了富矿资 源的浪费。为此． 矿方特组织有关专家进行了分析研究． 并确定采用小间隔浅孔留矿法回采并 加工富矿粉的综合利 用富矿资源方案。通过这一方案的实施 ． 实现 了富矿精 出． 充分回收了富 铁矿石资源． 获得 了较好的经济效益。 关键词 采矿方法 ； 富矿资源； 综合利用； 经济效益 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 3 ’ 文献标识码 A S t u d y o n Co mp r e h e n s i v e E x p l o i t a t i o n o f Ri c h Or e Re s o m c i n Go n g c h a n g l i n g UI l ‘ l e r g r o n n d M i n e L i L i a n - j u n ‘ ． Gu o Y o u - x u e ‘ ． ∞ ／ * - x ／ a o 2 1 ． G mg c h a n g l i n g Mi n i n g C o ． An s h a h I r o n＆ S t e e l C o r p ． ． I j a 0 n i 唱 1 1 1 0 0 r 7 ． C h i n a ； 2 ． No r t h e a s t e r n U v e r s i t y ， S h e n y a n g ． L i a o n i n g 1 1 0 0 0 6． C h i n a Ab s t r a c t Go n g c hen g l i n g u n d e r g r o u n d mi n e i s o n e o f ma i n b a s e o f o r e s u p p l y t o An s h a h I r o n ＆ S t e e l C o r p ．Ov e r 4 mi l l i o n ton s o f h i g hg r a d e r i c h i ron O re o c c u r r e d i n t h e d eep l e v e l o f the c e n t r a l mi n i n g a r e a ．I n th e p a s t y e a r s ．t h e mi n i ng me t h o d s u s e d we re n o t r a t ion a l S O a S t o c a u s e l o w r e c o v e r y a n d h i g h d i l u t i o n／l o s s o f r i c h o r e ．Th ere f o re．t h e e x p e r t s s p e c i a l l y o rga n i z e d b y thi s mi n e a n a l y z e d t h e s e p rob l e ms a n d d e c i d e d t h e c o mp reh e ns i v e e x p l o i t a t i o n p l a n t h a t th e锄1 a I l i n t e r v a l s h o r t h o l e s h r i n k a g e me t h o d i s u s e d t o mi n e ric h O re a n d t h e mi n e d o r e i s p r o c e s s e d i n t o ric h o r e p o wd e r ．Du e to p u t t i ng t h i s p l a n i n t o p r a c t i c e ．th e r i c h O re we r e p r o d u c e d ． a s we l l a s a f u l l r e c o v e r y o f ric h i ron o r e r e s o u r c e s wa s r e a l i z e d．wi t h b e t t e r e c o nomi c a l ben e f i t ． Ke y Wo r d s Mi n i ng me t h o d．Ri c h O re r e s o u r c e s ．C o mp reh e nsi v e e x p l o i tat i o n．Ec o n o mi c a l ben e f i t 弓长岭井下矿是一 座有 7 0年开采历史的老矿。 隶属于鞍钢集团公司 ． 是鞍钢主要铁 矿原料基地之 一 。由于长期受计划经济的影响 ． 致使生产产品单 一 ．成本高 ． 投入大． 经济效益差 ． 矿山一直难以摆脱 严重亏损的局面． 1 9 9 4 年亏损竟达 1 ． 0 亿元。 1 井下矿 富矿资源开发利用现状 1 ． 1 地质概况 弓长岭井下 矿划分为 3个采区 ． 即西北采区 ． 中 央区深井和中央区下含铁带。其 中西北采 区赋存有 部分富矿 ． 其平均地质 品位 为 5 5 ％～6 0 ％． 因储 量 少 ． 不能作为富矿资源单独开采 ； 中央区深井东部赋 存有 4 1 7万 t 高品位富铁矿 ． 平均地 质品位为 6 0 ％ 以上 ． 最高达 7 0 ％； 富矿体平均厚度为2 5 l I 应 右 ． 富 铁矿床沿走向长度为4 0 0 m． 矿体倾 角为 7 0 。 ～8 5 。 ． 矿体规整 ． 局部矿体构造复 杂． 节理裂 隙较发育． 围 岩有蚀变绿泥岩 ． 角闪岩和少量石榴岩 ． 上下盘围岩 为不稳 固或极不稳固； 中央区下含 铁带 主要赋存贫 收稿 日期 2 0 0 2 0 7 2 2 作者简介 李连军 ． 1 9 6 7 一 ． 男 ． 辽宁朝阳市人． 工程师． 主要从事矿业经挤研究． 维普资讯 6 矿 业 研 究 与 开 发 第 2 3卷 矿 ， 平均地质品位为 3 6 ％--3 7 ％。 1 ． 2生产现状 弓长岭中央区深井采用主、 副井与平硐联合开 拓方式 ， 现主要 回采 一1 6 0 ， 一2 2 0 ， 一2 8 0 m 3个 水 平。中央区深井使用 的采矿方法主要为无底柱分段 崩落法， 局部有少量有底柱阶段崩落法和浅孔留矿 法 。无底柱分段崩落法所用 的出矿设备为2 m3 国产 W】 【 卜- 2 A型电动铲运机 。中央区深井原年生 产二 级矿 混合矿 1 0 3万 t ， 平均 出矿品位为 3 9 ％以上 地 质 品位 为 6 O ％ 以上 的富矿石与贫矿 经过配矿 后 。 运往弓长岭选矿厂 。 1 ． 3 富铁矿床综合开发利用现状 中央区深井富铁矿床主要 以磁铁矿 为主， 属于 单一组分矿床。在过去计划经济时期 ， 富矿床的开 采除生产少量平炉块矿外， 均混入二级 矿 混合 矿 采 出， 使富矿资源没有得到很好 的开发利用。由于 富铁矿床地质构造复杂， 上下盘围岩节理裂隙发育， 稳定性差 ， 出矿进路维护困难， 加之生产中放矿管理 不善， 富铁矿石不能单独回采、 分采分运， 致使富铁 矿石回收率仅为 5 0 ％～5 5 ％， 混岩率高达 3 7 ％～ 3 8 ％， 造成高品位富铁矿石损失、 贫化严重， 富矿石 利用率低 。 2 富矿资源开发利用的研究 考虑到弓长岭矿业公司 目前的全局利益和长远 发展 ， 对弓长岭井下矿中央区深井富铁矿石 资源 的 综合开发利用进行 了多种技术方案的研究论证 。 方案一 中央深井沿用无底柱分段崩落法 ， 开采 该采 区的富铁矿床 ， 生产 的最终矿石产 品为二级矿 混合矿 。 方案二 - 中央区深井 富铁矿床部位采用浅孔 留 矿法开采 ， 采出的原矿石分采分运， 经加工后生产平 炉块矿。 方案三 采矿方法 同方案二， 采出原矿石经加工 后生产超级精矿。 方案四 采矿方法 同方案二 ， 采 出原矿石， 在基 本保证二级矿生产规模和矿石质量 不变的前提 下 ， 生产富矿粉 ， 并扩大富矿粉生产规模。 弓长岭矿业公司对 中央区深井的富矿综合开发 利用方案 ， 组织有关专家、 学者和现场工程技术人员 进行了详细的技术经济分析 ， 得 出了如下结论。 关于方 案一 现用的无底柱分段崩落法 ， 由于本 身采矿方法的缺陷 ， 无法保证提高富矿 的回收率 和 降低混岩率 ， 富铁矿石的资源不能得到合理开发利 用 ， 富矿石与贫铁矿综合配矿后 ， 生产的二级矿附加 值低。 关于方案二 采用浅孔留矿法开采 富铁矿床 ， 可 以提高采 出矿石的质量 ， 由于最终生产出的平 炉块 矿产出率低 ， 所以综合经济效益差。 关于方案三 采矿方法同方案二 ， 但是生产超级 精矿的技术含量高， 就目前的生产技术水平， 难以实 现 。 关于方案四 采矿方法同方案二 ， 本方案 比较切 合 弓长岭井下铁矿中央区深井 的生产实际情 况， 以 扩大富矿粉生产规模为原则 ， 兼顾选厂对二级矿石 的产量和矿石质量的要求 ， 可使综合 经济效益 明显 提高， 生产管理方便， 整个工艺流程变化小 。 3 富矿资源综合开发利用方案的实施 3 ． 1 小间隔浅孔留矿法的应用 根据矿岩的稳定性 ， 采用小问隔浅孔 留矿法 回 采中央区深井富铁矿 中的富矿， 矿房的暴露 面积控 制在4 0 0 m2 以内 ， 问柱宽度为8 m， 回采时上下 盘预 留2 m护帮矿。该上盘部分所预 留的2 m护帮矿， 在 大量放矿后 ， 护帮矿可 自然崩落 回收。在巷道施工 中采用光面爆破 。生产实践 表明， 采用小 间隔浅孔 留矿法回采富铁矿床， 实现了富矿精出， 其回收率可 达 7 5 ％以上， 贫化率可控制在 1 O ％以内。 3 ． 2 富矿粉的加工 生产富矿粉时 ， 系采用两段破碎 ， 一段干选 ， 一 段筛选， 其生产流程如附图所示 。 附图富矿粉生产工艺漉程 E P 邵式破碎机 I 叫 I 式破碎机G X ． 一 千式破选机 1 --7 一 运输皮带 _筛分Yc ． 一岩场z 【 卜 栈桥 破碎系统所用 的设备有鄂破 5 O 7 5 0 、 锤破 8 0 06 0 0 、 筛分 S s z 1 2 57 5 0 和干式 永磁 大块磁选机 C J DC ．, - q 6 0 6 N 。 下转第 1 2 页J 维普资讯 1 2 矿 业 研 究 与 开 发 第 2 3卷 一 】 ． ．一 ⋯ 上 一 ～ L 一j 2 4 6 8 顶板 最大移近速 度 mn V d 图 3 顶底板最大移近速度 4 O 魁 睦 0 两帮最大移近速度 mn V d 图4 两帮最大移近速度 观测发现工作面移动支承压力对煤层底板巷道的变 形影响范围随岩柱厚度的增加 而增加 ； 但显著影响 范围有 随岩柱厚度 的增加 而减少 的趋势。分析认 为。 围岩性 质的差异是 主导这一趋势 的主要原 因。 移动支承压力 对底 板巷道 的变形影响范围是 8 0 ～ 1 6 0 m， 显著变形影响范围是 2 2 4 0 m。 5 预先加固措施及效益 根据上述支承压力 的分布规律及巷道围岩的变 形 ． 对 2 0 2轨道巷采取 了预先加固支护措施 ， 即预先 从 2 0 1工作面前方 踟 ～1 6 o m开始对该巷道用锚杆 和金属网加 固。金属网是用 1 0号铁丝编织 的经纬 网 ， 网孔为5 0 mm5 0 mm， 网间重叠搭接2 0 0 mm。 锚杆长2 ． 0 m。 直径为2 0 mm， 在局部围岩破碎带 内 使用注浆锚 杆 。 排 间距 1 ． 0 m， 配合金 属托盘使用 。 经计算 ， 预先加 固每米巷道加固费为 6 o 8元 ； 而作为 试验 比较的未加固段巷道的每米维护 费为 7 1 8元。 该巷道长1 5 o 0 m。 预先加固较采后维护可节约费用 1 8万 元 。 通过 2 0 2轨道巷进行预先加固。 其 近距离跨采 地段经受住 了 2 0 1工作面跨采移 动支承 压力 的影 响 ， 其顶 底移 近 量小 于2 6 0 mm， 两 帮移 近量 小 于 1 5 0 mm， 保证了该巷道通风、 行人 、 运 料、 排水等正 常进行 ， 取得 了很好的效益。 参考文献 [ 1 ] 姜福兴． 马其华． 深部长璧工作面动态支承压力极值点的求解 [ J ] ． 煤炭学报． 2 0 0 2 3 ． [ 2 】 邹慧墓， 辱． 综采面支护质t检 现状及发展方向的探讨 [ J 】 ． 煤． 1 9 9 7 6 ． [ 3 ] 邹蕾麓． 张开智． 辱． 底板比压 试技术C J ] ． 矿山压力与硬板管 理 ． 2 0 o 1 2 ． 上接第 6页 坑内生产的高品位富矿 ， 经中运车间副井提升 。 由矿 车卸 入地表 。 人 工手选 后经 1 皮 带到 T E X 2 5 0 7 5 0 鄂式破碎机进行破碎． 再经过干选、 筛分。 最终 形成粒度为O ～8 mm的合格富矿粉。 3 ． 3 经济效益分析 弓长 岭井 下 矿 生 产 富 矿粉 成 本 为 1 0 5元／ t ， T F e 品位为 6 2 ％的富矿粉单位售价为 2 2 5元／ t ， 每 增加 1 ％的品位其单位矿石售价增加 1 O元。现 弓 长岭富铁矿床采 出品位达到 6 3 ％以上。富矿粉 的 生产于 2 0 0 0年 2月投产 ， 当年生产富矿粉5 1 1 3 6 t ． 实现利润 1 9 7 ． 9万元 。2 0 0 1 年采出品位为 6 4 ％。 生 产富矿粉7 o 2 2 4 t ， 实现利润 1 2 2 ． 3万元 由于鞍钢 对二级矿进行限产压库 。2 0 0 2年计划 富铁矿粉 的 产量为 7 ． 5万 t ， 实现利润 7 0 0万元 。目前 。 弓长岭 井下矿中央深井富铁矿石资源的地质储量为4 1 7万 t ， 预计 2 0 0 3年井下矿富矿粉生产规模将扩大到 l 5 万 t 。 可实现年利润年 1 2 o 0万元 。 4 结 语 矿产资源是不可再生 的自然资源。为 了充分开 发利用有限的富矿资源， 提高其附加值。 最终实现矿 山整体经济效益最大化 ， 应合理选择开采方法和加 工工艺 ， 对同一矿床用不同的采矿方法和结构参数 在保证富矿精出的条件下 ， 充分 回收富铁矿石资源 。 提高矿石的回收率， 降低贫化率。 中央区深井富铁矿床采用小问隔浅孔 留矿法开 采 ， 做到了富矿精出 ， 取得 了良好 的技术 经济指标 。 富铁矿石的深加工 ， 其生产管理简单易行 ， 所用设备 投资少， 经济效益高。 参考文献 [ 1 ] 刘松伟． 不同工业矿石品位矿体的开矿方法选择[ J ] ． 有色金曩 矿山部分 ． 9 9 5 5 ． 一 。 卜 ． ．． ． ．J _ ． ． ． 。 ． ． ．_ 1 ． ． ． ． ● L 0 舢 ∞ 一 巨一 慨旺 维普资讯