降低矿石贫化和损失的生产实践.pdf

2 01 2年 6月 第 4 1 卷第 3 期 中 国矿 山工 程 Ch i n a M i ne Eng i ne e r i ng J u n ． ， 2 01 2 Vo 1 ．41 No． 3 降低矿石贫化和损失的生产实践 Pr o d u c t i o n p r a c t i c e o f r e d u c i n g o r e d i l u t i o n a n d l o s s 刘道 仁 安 徽 淮 北 徐 楼 矿 业 有限 公司 ， 安 徽淮 北 2 3 5 0 0 0 摘要 徐楼铁 矿 采用 长锚 索维 护顶板 ， 采 场底部 结构 布置在 围岩 中 ， 矿 岩分采 、 分爆 、 分 开装运， 从 而 降低 了矿石 的贫化 和 损 失 。 关键 词 采矿 方法； 改进 ； 降低 ； 贫化和损失 Abs t r ac t The l o ng c a b l e a n c ho r i s us e d t o pr ot e c t t h e s t o pe r o o f i n Xu l o u I r o n Mi n e．The s t o p e b o t t o m i s l a i d o u t i n t h e s u r r o u n d i n g r o c k ， a n d t h e o r e a n d r o c k a r e mi n i n g ， b l a s t i n g a n d t r a n s p o r t i n g s e p e r a t e l y ， wh i c h r e d u c e s t h e o r e d i l u t i o n a n d l o s s ． Ke y wor ds mi n i n g me t ho d ；i mpr o v e me nt ；r e d uc e ；di l u t i o n a n d l os s 文 章 编 号 1 6 7 2 ． ． 6 0 9 Xr 2 0 1 2 0 3 0 0 2 3 0 3 中图分 类号 T D 8 6 1 ． 1 文献标 识码 B 收稿 日期 2 0 1 l - 0 7 1 1 作 者简介 刘道仁 1 9 7 4 - ， 男 ， 湖 北房县人， 工程师， 从事采矿工程 生产技 术管理工作。 1 矿 山概况 安徽淮北徐楼铁矿位 于安徽省淮北市濉溪县境 内， 隶属 于百善镇管辖 。徐楼铁矿隶属 山东鲁地矿业投资 公 司的安徽淮北徐楼有 限公司。矿 区由石楼 、 双庄 、 史 小楼 3 个 矿床组成 。该矿 区离淮北市区 7 k m， 距离濉溪 县城仅 5 k m， 矿区附近是人 口密集 的村庄和城镇 ， 矿区为 淮北 市备用水源地 。在开采时 ， 为保 护农 田和水资源 ， 不允许地表塌陷 ， 采用嗣后充填的开采方法 。为提高产 量 ， 对于较为破碎 的采区和邻近矿体边缘的采区采用上 向分层充填法 。顶板相对稳 固的采 区采用嗣后充填房 柱法 。为 了达到一期年产 4 0 万 t 的规模 ， 应用 中深孔爆 破 的方法回采 。采完单个矿房后即采用尾砂 、 胶固粉胶 结充填采 空区。以防止地表塌 陷引起地质灾害和环境 污染事故。 矿体呈多层复式互层 ， 夹层 比较稳定。顶板为不稳 定的第 四系沉积岩 ， 底板是稳定的闪长岩。在矿体顶板 有 2 ～ l O m厚的灰岩和大理岩。矿体厚度在 2 0 ～ 5 0 m， 大致 呈 水平 产状 ， 走 向近东西 向。矿体 主要赋 存于- l O O m 至一 2 5 m标高 ， 呈东高西低趋势 ， 矿体厚度 5 0 - 7 0 m， 呈透 镜状缓倾分布。根据赋存条件 ， 徐楼铁矿在- l O O m水平 建设 主运输巷 ， 一 4 8 m水平建设第二运输 中段 。- 4 8 m水 平 回采矿石由溜井运输至一 1 0 0 m水平由箕斗提升至地表 选矿厂。 目前 已经形成 4 0 万 t ／ a 的生产规模。 2 采矿方法 徐楼铁矿采矿 方法初 步设计 采用上向分层充填法 和嗣后充填房柱法 。在实际生产时， 对矿体顶 和矿体四 周帷幕注浆加 固和堵水 ， 改善 了矿床 的水文地质条件 。 中国矿山工程 2 0 1 2 年 第4 1 卷 对于水文条件和工程地质条件相对简单 的采区 ， 主 要采用嗣后充填房柱法。上向分层充填法主要用在 水文条件和工程地质条件相对复杂的不稳定 区域。 根 据 工 程 地 质 资 料 ， 矿 体 允 许 最 大暴 露 面积 为 4 0 0 m ， 因此划分矿房和矿柱时将矿房和矿柱按面积 4 0 m 1 0 m顺 序隔开 。采矿时采取先 采矿房后采矿 柱 的原则 。沿矿体走 向方 向布置运输大巷 ， 垂直矿 体走 向布置穿脉巷道 ， 连接主井和采区。采 区各采 场采出矿石由电机车运输至主井经箕斗提升至地表 选 矿 厂 。 矿体底部一 1 0 0 、 一 5 2 m水平作为采场运输 中段 ， 运输 中段高度 4 8 m。其 中一 1 2 0 m水平主井底部建设 主井矿仓 ， 安装箕斗提升设施 。各运输 中段分别建 设穿脉巷道 ， 将采 区和运输大巷连接一体 。运输 中 Ⅱ Ⅱ一Ⅱ 段靠溜井联系 ， 各采区不 同中段的矿石经过溜井集 中到一 1 0 0 m水平运输大巷 ， 经主井提升至地表。 每个运 输 中断分 4 个 运输 阶段 ， 每 阶段 高度 1 2 m， 因此在一 5 2 m水平设另一运输 中段 。一 5 2 m水 平 的矿石经溜井运输至一 1 0 0 m水平。回采时各阶段 采用中深孔崩矿爆破 ， 回采的矿石用铲运机直接 由 底部凿岩巷道铲出， 在穿脉巷道装车 ， 经运输大巷运 到一 1 0 0 m水平的矿仓， 由箕斗提升至地表进 选矿厂。 经技术人员研究 ， 确定单矿房采用无底柱崩落 法底部结构 ， 回采采用 中深孔爆破 。用 Y G 一 9 0 钻机 施工孔径 6 0 mm扇形孔， 扇形孔排距 1 ． 5 m， 最小抵抗 线为 1 ． 5 - 2 ． 3 m。采用机 械装药 ， 炸药选用粗粒状 钱 油炸药 。孔底用 2 硝铵炸药药包 ， 非电导爆管起爆 。 单个矿房采矿方法见图 1 。 图1 嗣后充填房柱采矿法示意图 采矿方法优缺点 ①机械化程度 ， 因此能形成较 大 产量 和规模 。②适合 大规模 开采 ， 人机效 率较 高 。③采矿方法 和技术成熟 ， 安 全系数较高 。④因 为使用 中深孔较大直径药包爆破 ， 矿岩分离难度大 ， 需较强 的控制爆破技术支持 。⑤矿石贫化和损失严 重。⑥在生产和技术管理上地质 、 采矿 、 爆破等工艺 管理难度大。 3 开采过程中存在的问题 1 顶板保安矿柱 的预留导致矿石回采率大大 降低 。在顶板为第 四纪沉积岩不稳定 的地质情 况 下 ， 为保障采场顶板安全 ， 初步设计上向分层充填法 和嗣后 充填 房柱法采矿 ， 利用 尾砂胶结 充填采 空 区。设计要求矿体顶板预 留2 m厚的矿石 ， 维护采场 地压 ， 支撑顶板稳 固。根据初步设计 ， 矿房长 4 0 m、 第3 期 刘 道 仁 降低矿石贫化和损失 的生产实践 宽 l O m、 顶部预留2 m作为保安矿柱 。保安矿柱 的预 留导致采矿回收率降低至6 5 ％， 损失增大。 2 矿岩分离难度加大使贫化率升高 。嗣后充 填法采用 中深孔大直径 6 0 m m药包爆 破 ， 最 小抵抗 线为 2 m。因此按初步设计 中最小废石剔除厚度 l m 和最小可采厚度 l m的要求 ， 小于 2 m的废石夹层难 以剔除 ， 矿体分界线在爆破 中难 以掌握 。在采矿爆 破 中经常将废石混入矿石 中使矿石贫化率升高。 4 解决方法和措施 针对上述情况 ， 徐楼铁矿从 生产技术和生产管 理上采用如下方法降低贫化和损失 问题 。 1 长锚索支护顶板并 回采顶板预 留矿柱。在 矿体顶板位置沿矿房长度方 向掘进一条长锚索钻孔 和 注浆 用 的 巷道 。巷道 长度 贯 穿采 场 。断 面为 2 ． 8 m 2 ． 8 m， 以能顺利施工长锚索为原则 。 在垂直于巷道同一平面 内逐排安装长锚索 ， 排 距 1 ． 5 m。一个采场约 2 7 排到 2 9 排不等。具体 以现 场 地质情况确定。稳定性差的顶板支护排距稍小 ， 稳 定性相对较好 的排距略大 。长锚索孔长度 1 5 m， 方 向向上 ， 扇形分布 ， 全断面布满采场 。安装长锚索 使用高压注锚固剂浆。利用锚索和锚固剂浆将锚 索 、 顶部顶板 紧紧拉为一体 。矿体顶板形成人工安 全稳定 的岩层 。 长锚索和喷射混凝土支护顶板后 ， 根据技术部 门的地压试验 ， 顶板暴露期 间地压稳定能达到设计 要求。因此 ， 一个采场顶部原设计预留， 不可以回收 的约 3 6 0 0 t 矿石 ， 可 以安全的回收 ， 约 占单矿房设计 采 矿量 的 1 5 ％。原 设计 的 6 5 ％回采 率 ， 提高 到约 8 0 ％， 大大提高矿石回采率 。 2 采场底部结构设计在废石 中并 回采底部保 安矿柱。采场底部结构原设计在矿体 中 ， 底部结构 在使用时必须满足安全生产 的需求。原设计 的底部 结构 因安全需要 ， 必须预留矿石 ， 不可回收。更改设 计后 ， 底部结构改到废石 中， 保安矿柱可以作为矿石 回采 ， 原来预 留的矿石基本可以完全 回收 ， 减少矿体 底板 的矿石损失。但 因底部结构和矿体有分界线 ， 爆破时掌握不好会将废石混入 ， 引起矿石贫化。 3 利用控制爆破技术 ， 分采分爆并分开装车和 运输 。顶板 和底板采矿时矿岩界 限难以分离 ， 导致 顶底部结构矿石和废石难 以分离。为了将矿石和废 石分开 ， 在采矿爆破中利用控制爆破技术 ， 将最后一 分层矿石爆破下来 ， 废石 留作保安矿柱 。因爆破时 难免会遇到爆破效果不理想状态 ， 必须在矿车装矿 时分开矿石和废石 ， 运到不同的堆场存放 。 加强调度管理 ， 严格 区分 矿石和废石 ， 分 开装 车 、 分开运输 到矿石堆场和废石堆场 。对于难 以分 开装 车的矿石和废石 ， 由地质和质检 中心化验员现 场取样和化验 品位 ， 根据有用元素的品位 ， 合理搭配 矿石装车 ， 使难 以分装运输的矿石通过合理搭配， 能 达到入选品位 。 从 2 0 1 0 年 1 月起 ， 徐楼铁矿结合矿山实际情况 ， 通过上述的生产技术管理 ， 将矿石贫化 和损失控制 到合里科学水平 ， 详见 2 0 0 9 年后半年2 0 1 0 年前半年 贫化和损失率对 比表 1 。 表 1 贫化损 失对 比 ％ 2 0 0 9 年后半年度 2 O l O 年上半年度 月份贫化率 损失率 月份 贫化率 损失率 7 1 7．9 3 5．3 1 1 3 ． 2 2 0 ． O 8 1 8．4 3 7 ． 1 2 1 1 ． 4 1 7 ． 3 9 2 2-3 3 9．2 3 9 ． 7 1 5．5 1 O 2 O．5 3 2．7 4 1 2 ． 5 1 6． 3 1 1 1 7 ． 9 3 O ． 9 5 l O．7 1 4 ． 7 1 2 21 ． 5 2 9 ． 4 6 1 2 ． 2 1 3 ． 5 5 结语 徐楼铁矿 自2 0 0 9 年开采 以来 ， 因为其特殊 的采 矿和崩矿方法 ， 一直难 以降低贫化和损失率 。通过 技术和生产的持续改进 ， 贫化率明显降低 ， 损失率明 显减小。每年大约多回收原设计开采方案不能回收 的矿石约 3 万 t ， 为公司额外增加销售收入 4 5 0 多万 元 ， 为公 司带来 了可观 的经济效益 。大大节约了成 本 ， 提高了技术水平 。 欢迎订阅 中国矿山工程