进路式无底部结构浅孔留矿法在清南矿的应用.pdf

3 8 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i n g 2 0 l 4年 4月 第 4 3卷第 2剪 进路式无底部结构浅孔留矿法 在清南矿的应用 A p p l i c a t i o n o f s h o r t h o l e s h r i n k a g e w i t h o u t s i l l p i l l a r me t h o d i n Qi n g n a n mi n e 宁彦红 河 南 省 卢氏 县 北 方 矿 业 有限 公司， 河 南二 三 门 峡4 7 2 2 0 0 摘 要 针对清南铁矿开采过程 中存在 的主要 问题进行 了分析 ， 结合正在 实施 的二期工程 ， 提 出将传 统的 浅孔 留矿 法 变更 为 进路 式无底部 结构浅孔留矿法 ， 从而提 高了回采率 ， 改善 了安全作 业环 境 ， 并 对回 采顺序 、 结构 参数 、 采场通 风等 工艺进行 了 阐 述 、 关键词 采矿方法 ； 改进 ； 回采率 ； 经济技 术指标 Ab s t r a c t T h e ma i n p r o b l e ms e x i s t i n g i n t h e mi n i n g p r o c e s s o f Qi n g n a n mi n e we r e a n a l y z e d ．C o mb i n e d w i t h t h e p h a s e 1 I p r o j e c t s i t ua t i o n， s h o r t h o l e s h r i n ka g e wi t h o u t s i l l pi l l a r me t h o d wa s pu t f o r wa r d t o r e pl a c e t he s h o r t ho l e s hr i n ka g e m e t h o d， a n d i t i mpr o ve d t he r e c o v e r y r a t i o a n d t h e wo r ki n g e n vi r o n me nt ． Th e s t o p i ng s e qu e n c e， s t r uc t u r a l p a r a me t e r s a nd t h e s t o pe v e n t i l a t i o n we r e e l a bo r a t e d a l s o ． K e y w o r ds mi n i n g me t h o d； i m p r o v e me n t ； r e c o v e r y r a t i o； e c o no mi c a nd t e c hn i c a l i nd e x e s l 工程概述 河南 省卢 氏县 北方 矿业 有 限公 司清南铁 矿是 一个 年 采选 6 0万 t 的 中 小 型矿 山 ， 自 1 9 8 0年建 成 投 产 至 今 已 有 3 4年 历 史 ， 采 矿 方 法 主 要 为 浅 孔 留 矿 法 ， 一 期 工 程 8 5 0 m 至 6 3 5 m 高度 5个 中段 已经采 空 ， 目前进 入 二期 工 程 ， 设 计 高度 为 5 8 8 m 至 3 8 8 m 中段 ， 矿 山开 拓 方 式 为 矿 体两 翼 布置 7 1 7主斜 井和 7 1 9盲竖井 。 2 矿体特征 清南 铁矿 床是 酸性 岩浆 岩与碳 酸盐 岩接 触形 成 的多 种金属矿床 ， 以铁为主 ， 次为共生硫铁矿体 ， 赋存在接触 带内。据矿体在岩体的位置分为北矿带 、 南矿带和西矿 带 ， 还有斑岩铜矿带。产于接触带上的矿体 ， 严格受接触 带 的构造 形态 和产 状控 制 。南 、 北 、 西 面 围绕斑 岩体 分 布 ， 沿 走 向和倾 向均 呈舒 缓波 状 。 6 0 0 m标 高之上 倾 向 岩体 中心 ， 倾 角 7 0 。 ～8 0 。 。 6 0 0 m标 高 之 下 近 于 直 立 ， 总体 形 态呈一 喇 叭状 。 由于 后 期 断层 破 坏 ， 上述 三 个 矿 带并 不 连续 。南 矿 带 最 长 达 1 2 5 0 m， 北 矿 带 居 次 ， 西 矿 带最短仅 6 0 0余米 ， 倾 向沿深 略小于走 向， 一般 7 0 0～ 8 0 0m 。 矿体在各矿带之中呈似层状或大的连续透镜体 ， 一 般 由一个主矿体 和 1～ 2个次矿体组成。主矿体长 6 2 0 ～ 9 3 0 m， 次 矿体 长 2 0 0～ 3 0 0 m， 二者 之 问稍 有 间 断 ， 局 部 尚有 重 叠 。矿 体 总 体 走 向 2 9 0 。～1 1 0 。 ， 倾 向 2 0 。 ， 倾 角 6 0 。 ～ 9 0 。 ， 根据 矿体 空 间产 出位 置 ， 共 圈 出 7个铁 矿 体 ， 其 中， I、 Ⅲ、 Ⅳ、 V、 Ⅶ号矿体均为褐铁矿体 ， 主要分布在 第2 期 宁彦红 进路式无底部结构浅孔留矿法在清南矿的应用 ． 3 9． 6 5 0 m以上， Ⅱ 号 、 Ⅵ号矿体 为磁铁 矿体 ， 主要分 布在 6 5 0～ 2 0 0 m标高范围内。矿体基本特征见表 1 。 表 1矿体基本特征 一览 表 3 矿床开采技术条件 1 水 文 地 质 条 件 。本 区属 侵 蚀 地 形 ， 矿 区 四 周高， 中间低 ， 相对高差 2 0 0～ 4 0 0 m， 坡度大 ， 极利于 大气降水排泄 ， 区内水文地质条件属简单类型。但 随着 采 矿逐 步加 深 ， 低 于地 表 水 位 线 时 坑 道排 水 量 有所 增 大 。 2 工程 地 质 条 件 。矿 带 的 围 岩 不 同 ， 顶 板 为 钾 长花 岗斑 岩 ， 底板 为 白云岩 ， 在 4 0 0～7 0 0 m标 高 的 5 2线 与 1 ～3线 间 ， 有 两条 顶板 破 碎 带 ， 厚 2 ． 7 ～ 7 ． 0 m， 呈 斜列 式排 列 ， 工 程地 质 条 件 较 差 ， 白云 岩 在 矿层底 板 ， 在 接 触 带 附 近 岩 石 受 构 造 影 响 ， 较 破 碎 ， 抗压 强 度 4 4 3～7 0 3 k g ／ c m ， 局 部 地 段 矿 层 底 板 为 花 岗斑 岩 ， 浅部 不 稳定 。 3 环境 地 质条 件 。 区 内多 年来 未发 生 过 明 显 的 有感 地震 ， 矿 区所 在地 区 为地震 烈度 V I 度 区 。 4 采矿方法选择 4 ． 1 目前 采矿方 法存 在 的主 要 问题 随着采矿深度的下降， 矿床地质极其复杂 ， 矿体 不 规则 、 连 续性 差 ， 出现 分 支 复 合 现 象较 多 ， 工程 布 置难 度 大 ， 安全 系数 降低 ， 且 浅孑 L 留 矿法 的底 柱 、 间 柱 、 顶柱 简 称 “ 三柱 ” 留取后 ， 因围岩 破 碎 ， 后期 几 乎无 法 回收 “ 三柱 ” ， 回采 率 仅 达 到 6 7 ％ ， 造 成 巨 大 浪 费 ， 缩 短 了矿 山服 务年 限 。 4 ． 2二 期 工程 采矿 方法 选择 矿山二期工程设计服务年限 1 7年 ， 二期工程控 制 的矿体 仍 然是 复 杂 多 变 ， 急 倾 斜 、 薄矿 体 ， 矿 岩 接 触带 不稳 固 。经 2 0 1 2年 补 充 深 部 勘 探 至 一8 0 0 m， 深部 尚有 较 大远 景储 量 。 针对清南矿的矿岩条件 ， 因矿体形态不规整 ， 且 规模较小 ， 不适宜崩落法采矿 ， 且崩落法贫化损失较 高 ， 充填采矿法适合本矿 山， 其 贫化损失指标低 ， 但 采矿 成本 较 高 ， 对 于 深部 平 均工 业 品位 为 2 5 ％ 的铁 矿 ， 应用 充填 法采 矿经 济 上不合 理 。 类 比国内外 同类 矿 山 ， 经过 充分 论证 ， 继 续选 择 浅孔 留矿 法 ， 同时调整 浅孔 留矿 法工 程布 置方 式 ， 在 矿体下盘布置出矿进路 ， 每 8 m布置一条， 当矿体厚 度 大于 1 5 IT I 时 ， 在矿 块上 、 下盘 同时 布 置 出矿 进路 ， 采场底部不留底柱 ， 采场两端人行井 布置矿体下盘 脉外 ， 间柱变 更 为 连续 性 点 柱 矿 柱 留设 ， 点 柱 间 隔 5 m， 规格 4 m 4 m。采 区采切工 程 布置见 图 l 。 4 ． 3 回采顺 序 中段 回采 顺 序 自上 而 下 ， 即 5 8 8 m 到 3 8 8 m， 采 场 内 回采 自下而 上 ， 保 持 阶梯状 后退 回采 ， 或保 持 拱 形状从中间向两端回采 ， 局部矿体出现厚大时， 垂直 矿体 走 向 留台 阶式 回采 。 4 ． 4 矿块 结 构参 数 矿块 沿 走 向布 置 ， 中段 高 度 5 0 m， 矿 块 长 度 4 0 ～ 5 0 m， 矿块宽度为矿体厚度 ， 矿块沿脉巷作为 回采 切割巷 ， 巷道断面为 2 ． 5 m2 ． 6 m， 因为矿床地质复 杂 ， 矿块 长度 不宜 过 长 ， 每 个 采 场下 盘 布置 4～6条 出矿 进路 ， 长 度 5 ． 5～7 m。人 行 通 风 天 井 布 置 采 场 两 端下 盘脉 外 ， 天井 内 每 6 m 布 置 一 条 垂 直 于 矿 体 走 向 的联 络 道 ， 天井 与联 络道衔 接处 施工 转 身平 台 ， 联 络道 与采 场成 丁字 形连 接 。 4 ． 5凿岩 爆 破 在进路与沿脉切割巷交 汇处 ， 用 Y T 2 8钻直 接 上挑凿岩 ， 孔径 4 0 ra m， 垂直或平巷布孔 ， 孑 L 间距 0 ． 5 ～ 0 ． 8 m， 孔 深 1 ． 8～ 2 ． 2 m， 导 爆 管 雷管 秒 管 起 爆 乳 化炸 药爆 破 ， 当 布孔 较 多 时 ， 用 微 差 爆 破 ， 大 块 率 控 制在 5 ％ 以内 。 4 ． 6 出矿 用 Z 3 0装岩机在进路眉线 口装矿车 ， 牵引车将 装好的矿车运 至井底车场 ， 提升 出井 ， 采场 回采结 束 ， 各条进路眉线 口要均衡 、 大规模连续放矿， 防止 围岩冒落加剧贫化 ， 出矿至截止 品位 ， 放矿结束。 5 篙 蠹 传 统 浅 孔 留 矿 法 变 更 为 进 略 式 无 底 帮 结