弓长岭井下矿西北采区优化开采的研究.pdf

第 6卷第 3 期 2 0 0 8年 6月 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i n e e r i n g 1 7 弓长岭井下矿 西北 采区优化开采 的研究 杨 明 久 鞍钢集 团矿 业设 计 院 ，辽 宁 鞍 山 1 1 4 0 0 4 摘要 根据西北采 区矿 床赋存条 件 、开采现状及存在 的问题 ，对该 采区 的开 采范 围、规模 、开 拓运输 及采 矿方 法等进行了优化研 究 ，提出了提高生产能力的措施 ，满足了采区开采规划 目标要求 。 关键 词 采区开采 现状 ；存在 问题 ；采矿方 法 ；优化 中图分类号 T D 8 5 3 ． 3 文献标识 码 A 文章编 号1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 0 8 0 3 ～0 0 1 7 0 3 1 概况 弓长岭井 下矿 西北 采 区位于 二矿 区西北 端 ，是 井 下 矿 的一 个独 立 采 区 。该 采 区早 在 1 9 6 6年 由小 露 天 开采转 入 坑 内开采 ，现 已 开采 4 0余 年 。为 延 续 该 采 区深 部 开采 ，曾于 2 0 0 1年完 成 了该 采 区延 深开采 方案 ，设计 规模 3 0万 t ／ a ，采 用平硐 盲竖 井 联合开拓运输系统 、浅孔留矿法开采 。目前该采 区 主要 开拓 工 程 已完 成 ，正进 行 新 水 平 的 开 拓 和 采 准 。 根据 弓长 岭 矿 山 开 采 规 划 目标 、满 足 采 选 平 衡 、合 理调整 西北 采 区开采现 状 ，应对 该采 区的深 部 开采进 行优 化研 究 ，有利 于矿 山长远 发展 。 2 采 区矿 山地质 西北 采 区主要 开采 弓长 岭 二 矿 区 0 ～ 9剖 面 间 的矿体 ，全长 约 1 5 0 0 r n 。采 区矿 床 由上 、下 含 铁 收稿 日期 2 [ 】 8 一O l O 6 作者简介 杨 明久 1 9 5 3 一 ，男 汉族 ，辽宁辽 阳人 ，鞍钢集 团 矿业设计 院采矿高级工程师 ，主要从事矿山设 计工作 。 ◆。◆◆-◆。 ◆◆。 带组 成 ，其 中F e 6 、F e 5 、F e 4层 矿体为上 含铁 带 ；F e 3 、F e 2 、F e l 层 矿体 为下 含铁带 ，两 个 含铁 带间距 1 0 0 1 5 0 r n ，矿体倾角平均 7 0 。 。上含铁带 矿体平均厚2 4 r n ，单层矿体最厚3 8 r n ；下含铁带 矿体平均厚2 2 r n ，单层矿体最厚3 4 r n 。矿石地质 品位 3 3 ． 4 7 ，体 重 3 ． 4 t ／ r n 。 。普 氏硬 度 系数 矿 石 ．厂 一1 2 ～1 4 ，岩 石 ．厂 一8 ～1 2 。矿体 和 围岩稳 定性 较 好 ，对矿床开采影响不大 。采出矿石质量满足选别 工 艺要 求 。 3 采 区开采 现状及存在 问题 3 ． 1 开采现 状 采区1 1 0 r n 水平以上矿体 已开采结束 ，目前只 回采 5 0 r n 水 平 上含 铁 带 的 残 存 矿 量 ，利 用 原 有 的平 硐 盲 竖 井 开 拓 运 输 系 统 ，采 用 浅 孔 留矿 法 ， 2 0 0 6年采 出矿 石 量 约 1 5万 t 。新 掘盲 竖 井 提 升 系 统 单层双罐笼、井深 1 1 0 ～一8 5 m均已建 成， 5 0 I T I 水平 下含 铁带 正 在 开拓 掘 进 ，预计 2 0 0 8年 3月末开拓工程施工结 束，一1 0及 一7 0 m水 平也 正 在开拓 掘进 ，预 计 2 0 0 9年末全 部完 成 。 Ne w t e c h n o l o g y o f f u l l - l m c h a n i z e d mi n i n g f a c e c r o s s i ng o v e r a b a n d o n e d c r o s s h o l e HE Ba o - l o n g ，GUO J u n o j i e ，WANG Xi a n g - l u n 1 ． Qi a n j i a y i n g Mi n e o f Ka i l u a n C o a l M i n i n g Co mp l e x，Ta n g s h a n 0 6 3 3 0 1 ； 2 ．He na n Eng i n e e r i ng Co l l e ge； 3 ．La bou r Sa f e t y Te c hn ol o gy Tr a i n i n g Ce nt e r of He na n La b o u r S a f e t y S u p e r v i s i o n B u r e a u f o r C o a l Mi n e s ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 0 ， Ch i n a Ab s t r a c t I n Qi a n j i a y i n g Co a l Mi n e o f Ka i l u a n Co a l Mi n i n g C o mp l e x，No ． 6 8 2 f u l l me c h a n i z e d c o a l f a c e h a s c r o s s e d s u c c e s s f u l l y o ve r t he ab a nd on e d c r os s hol e i n t he wa y t h a t po l yur e t ha ne f i l l i n g a nd t op pl a t e r e i n f or c i n g t e c hno l ogy wa s a d o p t e d ． Th e c r o s s i n g o v e r t e c h n o l o g y i s s a f e ， r e l i a b l e a n d p r a c t i c a b l e ． S i mi l a r mi n e s c a n t a k e t h e e x p e r i e n c e f o r r e f e r e n c e ． Ke y wo r d s r e i nf or c i n g o f t o p- p l a t e； p ol yur e t ha n e f i l l i ng； ne w s up por t t e c hn ol o gy 维普资讯 1 8 矿 业 工 程 第6 卷 第3 期 图 1 优 化 前 开 拓 系统 示 意 图 3 ． 2 存 在 问题 采 区开采 范 围小 。由于受地 表建 筑设 施及 河 道的影 响 ，开采 范 围一 直是 3 ～ 9线 间 的上 含 铁 带 矿体 ，下含铁 带一 直未 开采 。应重 新理顺 开采 关 系 ，实行 上 、下 含铁 带统一 开采 ，扩 大开采 范 围 。 采矿方 法 落后 ，生产能 力低 。采 区 自地下 开 采 以来 ，一 直采用 浅孔 留矿法 。该 采矿法 工艺 落 后 ，工人 劳动 强度 大 ，生产 效率 低 。应采取 与井 下 矿 中央 区相似 的采矿 方法 和技术装 备水 平 ，便 于井 下矿 生产 统筹管 理 和生产能 力 的提高 。 采 区开 拓运输 能力 不足 。采 区盲斜 井提 升 系统 只能 服 务 到 5 0 m水 平 以 上 ，新 建 盲 竖井 提 升 系统 只 能 服 务 到 一7 0 m水 平 。经 验 证 ，采 区 新 建 盲竖井 提升 系统最 大提 升能力 4 5万 t ／ a ，很难 完 成采 区规划 中 的 7 O ～8 O万 t ／ a产 量 ，应 利 用 周边 采 区开拓 系统工程 来 补充本 采 区提 升 能力不 足 的问 题 。 采 区外 围侵 采严重 。由于受集 体企 业 和周 边 采区扩 采 的影 响 ，造成西 北采 区实 际开采 范 围缩 小 和储量 减少 ，给采 区安全 生产 和合 理开采 带来 影 响 ，应强 化生产 管理 ，规 范采 区开采秩 序 。 4 采区优化开采研 究 4 ． 1 开 采范 围的确 定 西北 采 区规 定 开 采 范 围 0 ～ 9勘探 线 ，为 确保 地表 准轨铁 路 和 河道 不在 开 采 崩落 界 线 之 内 ，同时考 虑 周 边 采 区 扩 采 对 西 北 采 区 的 影 响 ，在满 足采 区上 、下含 铁 带 统 一 开采 安 全 条 件下 ，根据 采矿 设计 技 术 参 数 的规 定 ，西 北 采 区 的开采 范 围应 为 上 含 铁 带 2 ～8勘 探 线 ； 下含 铁带 4 ～9勘探 线 ，开采 深 度 到 一7 0 m水 平以上。按开采范围和深度计算 ，采区开采范 围内的矿石地质储量约1 6 0 0 万 t 。 4 ． 2 合理开 采规 模 按 只采上 含铁 带考 虑 ，采 区原设 计 规模 3 O 万 t ／ a 。如 果按上 、下 含铁 带 统 一 开 采 ，根 据 采 区 矿体赋存条件和无底柱崩落法及采矿装备水平 ，按 年下 降速 度 、有效进 路法 和新水 平准 备时 间 3 种 方 法验证 ，采区生 产能 力可 达 7 O万 t ／ a以上 。 4 ． 3开拓 运输 系统 西 北采 区 目前采用 平硐 与盲斜 井 和盲竖 井联合 开拓运 输 系统 ，盲 斜 井 承 担 5 0 m水 平 、盲竖 井 承担 一1 O和 一 7 0 m水 平 的 提 升 任 务 ，两 套 提 升 系 统 的矿 车均 由电机 车牵 引 ，经 1 1 0 m平 硐 到 地 表西 北 矿槽 翻卸 后 由准轨铁 路运 出 。实践表 明 ，两 套提 升 系统综 合生 产能 力 5 O万 t ／ a 。 为 提高采 区生产 能力 ，本 次优 化开 采研究 是在 采 区 现 有 开 拓 工 程 基 础 上 ，利 用 井 下 矿 中 央 区 一 1 6 0 m水平开拓运输工程 和提 升系统富余 能力， 再新 掘 一些井 巷等 工程 ，以实现加 快西北 采 区开采 下 降速 度 ，提 高采 区生 产能力 的 目的 。 为保证采区完成 7 O万 t ／ a生产 能力，使采区 形成 完整 的运输 、通 风 和排水 系统 ，本次 优化 开采 研究 新增 开拓 工程 有 一 1 6 0 m水 平 运 输 平 巷 。在 采 区 一1 6 0 m 水 平新 掘运输平 巷 与井下 矿 中央 区 一1 6 0 m水 平 下 盘运 输 巷道相 接 ，将 西北 采 区矿石 通过此 巷道 运到 中央 区主 溜井 ，经 中央 区 主井 提 升 到地 表 贮 矿仓 。 该系统可完成西北采区 3 O万 t ／ a运输能力，解决 该 区提 升能力 不 足 问题 。运 输平 巷 长 约 8 5 0 m，掘 凿量8 0 0 0 m。 。 矿石 主 溜 井 。为 使 采 区 一 1 O 、 一7 0 m水 平 矿石下 到 一1 6 0 m水平 ，从 一1 0 m水 平 开 始 向下 掘凿 主溜 井到 一1 6 0 m水 平 ，在 一1 O 、 一7 0 m水平 设 翻卸硐 室 ，在 一1 6 0 r n 水 平 设 放矿 闸 门 。主溜 井 长 1 5 0 m，直 径3 ． 5 m，掘凿 量 约1 6 0 0 m。 。 ’ 电梯井 。为保证 西北 采 区深部开 采有两 个 圈 2优化开采开拓系统示意圈 维普资讯 2 0 0 8 年第 3期 杨 明久 弓长岭 井下矿 西北采 区优化 开采的研 究 1 9 安 全 出 口，提 高盲 竖井 提升 矿石 效率 ，便 于管 理及 各水 平 生产 人 员上 下 联 络 方 便 ，从 5 0 ～ 一7 0 i n 设一 条 电梯井 ，总 长1 2 6 ． 5 i n，掘凿 量约 1 1 O 0 i n 。 。 采 区斜坡 道 。为实 现西 北采 区采 用无 底柱 分段崩落法，满足采装设备在采场上 、下分段的调 配 ，在现 有1 1 0 i n 平硐 内设斜 坡 道 开 口掘 进 至 一1 0 和 一7 0 i n 中段 和采 场 分 段 。总 长 约 2 1 0 0 m，断 面 3 ． 6 m 3 ． 5 m，掘 凿 量 2 7 5 0 0 m。 ，坡 度 不 超 过 2 0 ％ 。 西翼 回 风 竖 井 。为 满 足 采 区通 风 系 统 要 求，形成中央进风 两翼 回风 的中央对角式通风方 式 ，在 采 区 西 端 崩 落 界 线 以 外 ，新 掘 一 条 回风 竖 井 ，井 口标 高 约 1 7 0 m，井 底 标 高 一1 5 m，总 长 1 8 5 m， 直 径 3 ． 5 m， 内 设 梯 子 问 ， 掘 凿 量 2 9 0 0 i n 。 。 4 ． 4采矿方 法 根据 采 区矿体 赋存 条件 ，结 合井 下矿 现有 采矿 装备水平 ，西北采 区应 以无底柱分段崩落法为主 ， 浅孔 留矿 法为 辅 。 无底 柱分 段 崩 落 法 每 隔 1 0 0 m布 置 一 个 矿 块 ， 分段 高1 2 m，进路 间距 1 2 m。矿体 厚 1 5 m 时 ，进 路按 垂 直 矿 体 走 向 间 隔 1 2 m布 置 。进 路 规 格3 ． 6 m3 ． 0 m，每隔1 0 0 m布置人行通风天井和 溜矿井 。 4 ． 5 通 风 系统 根据 采 区优化 开采 后 的开拓 运输 系统 ，采 区采 用 中央进 风 、两翼 回风 的对 角式 机械 通风 方式 。井 下通 风路 线为 地 表 新鲜 空 气一 1 1 0 m平 硐 一 盲罐 笼竖 井 、盲斜 井 、采 区斜 坡道一 水 平运 输巷 道一采 场通 风天井 一 分段联 络 道一 回采进 路一洗 刷 工作 面 形 成 污风一 回风天井一 上水平 回风 沿脉 巷道一 新掘 回风 竖井 和现 有 中央 区西北 回风 竖井一 排 出地表 。 4 ， 6排水 系统 采区5 0 m水平 以上开采仍 利用现有 5 0 m 排 水 系 统 ， 5 0 m水 平 以 下 采 用 新 建 排 水 系 统 ， 在 一 7 0 m水 平 设 排 水 泵 站 和 水 仓 ，一 1 0 m水 平 的 积水 通 过 泄 水 井 流 人 一7 0 I T I 水 仓 。 排 水 管 道 沿 盲 竖井井筒敷设 到1 1 0 m水平与现有排水 管网相接， 通 过排 水泵站 和管 网把 坑 内 的汇水排 出坑 外 。 4 ． 7技 术经 济指 标 优 化 开 采 研 究 圈 定 地 质 矿 量 1 6 0 0 万 t ，实 现 上 、下 含铁 带 统 一 开 采 ，采 区生 产 能 力 由每 年 的 3 0万t提 高 到 7 0 万 t ， 新 增 开 拓 工 程 量 约 4 1 0 0 m。 ，新增 工 程 投 资 4 1 0 0 万 元 。按 新 增 矿 石 量 4 0万 t ／ a计算 ，单位矿 石投资 1 0 2 ． 5元／ t ，该 指标与新建 同规 模地下矿相 比，技术经济指标 合 理 。 5 结语 根 据西 北 采 区矿 体 赋存条 件 和开采 现状 ，结 合 采 区 现有 的和 附近采 区 的开拓 运输 现状 ，对 西北 采 区的开 采范 围 、开采 规模 、开 拓运 输系 统 、采 矿方 法 及通 风系 统等 进行 了优 化开 采研究 。通过改 变采 矿 方法 和增 加开 拓措 施工 程 ，使采 区生 产能力 大 幅 提 高 ，达到 了采 区开采 规划 目标 ，为 该 采 区长 远发 展指 出了方 向 。 Op t i m i z e d m i ni n g i n n o r t hwe s t s t o p e s o f GO n g c h a ng l i n g u nd e r g r o u nd m i n e YANG M i n i u Mi n i n g De s i g n I n s t i t u t e o f An s h a n I r o n S t e e l Gr o u p s Co r p o r a t i o n． Ab s t r ac t Ac c or d i n g t o o r e o c c ur r e nc e c o ndi t i on， mi ni ng s t at u s a nd e xi s t e nt pr o bl e ms i n n or t h we s t s t o pe s of Oo n g c h a n g l i n g u n d e r g r o u n d mi n e ，t h e o p t i mi z a t i o n wo r k s r e l a t e d t o mi n i n g r a n g e＆ i n t e n s i t y d e t e r mi n a t i o n．d e v e l o p me n t t r an s po r t at i o n a nd mi ni ng me t ho d s e l e c t i o n ar e do ne； a n d t h e me a s ur e s f or i nc r e a s i ng mi ni ng c a p a c i t y a r e r e c omme nd e d ． Thus ， t he r e qui r e me nt s s t i pu l at e d i n mi n i n g pl a n a r e me t ． Ke y wo r ds mi ni n g s t a t us of s t ope ； e xi s t e nt pr ob l e ms；m i ni n g me t ho d； o pt i m i z a t i o n 维普资讯