昆钢大红山铁矿多种采矿方法联合开采的探讨.pdf

S e r i a l No ． 4 9 3 Ma v ． 2 0 1 0 现代矿业 M0RDEN MI NI NG 总 第 4 9 3 期 2 0 1 0 年 5月第 5期 技术交流 昆钢大红 山铁矿 多种采矿方法联合开采 的探讨 刘 仁 刚 云南昆钢玉溪大红山矿业有限公司 摘 要 介 绍 了昆钢 玉溪 大红 山矿 业有 限公 司保有 矿石储 量 5亿 t ， 2 0 0 6年底建成 了 4 0 0 万 t ／ a 采、 选、 管道工程 ， 投产后即实现 了2 a达产、 3 a超产的 目标， 目前即将 完成 8 0 0万 t ／ a采、 选工 程 扩 产项 目。 “ 十二 五 ” 初 将 实现 原矿 生产 能 力 1 2 0 0万 t ／ a ， 铁 成 品矿 4 0 0万 t ／ a 、 铜金 属 量 1万 t ／ a以上的生产能力。分析 了大红 山铁矿要达到如此 大规模的生产能力， 不但要有露天开采 ， 还要 有地下开采 ， 采矿方法必须是多种联合使用 ， 而且生产工艺、 设备配置也要 国内一流水平。 关键词 资源储量 ； 露天开采； 地下开采 中图分类号 T D 8 5 ． 9 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 7 9 -03 1 资源状况 大红山矿 区位于滇 中台坳南端 ， 红河断裂与绿 汁江断裂所夹持的三角地带 ， 是 1 9 5 9年发现的火山 喷发熔浆及火山气液富化成矿的大型铁矿床和火山 喷发． 沉积变质大型铁铜矿床。 矿区东段表 内 表外铁矿石储量为 4 5 8 2 5 ． 3 4 万 t ， 其 中表 内矿 BC级 2 3 0 3 4 ． 5 6万 t ， D级 1 1 0 7 8 万 t ， 合计 3 4 1 1 2 ． 7 5万 t ， 平均 T F e 4 1 ． 1 ％。 有富矿 1 4 8 7 8万 t ， T F e 5 0 ． 7 7 ％。同时提交 了铜金 属量 1 3 5 ． 1 1万 t ， 平均 C u 0 ． 7 0 7 ％ 。此外 ， 1 9 8 8年 对东部靠地表部分浅部铁矿与含铁熔岩合圈为熔岩 铁矿进行了勘探 ， 提交熔岩铁矿 7 5 0 0 ． 5 4万 t ， T F e 2 0 ． 5 4 ％ 。 经统计 ， 在曼岗河东岸大红山铁矿范围内， 共有 矿石量 5 5 3 9 5万 t 。T F e 3 3 ． 4 1 ％ ， 铜金属 量 3 7 ． 6 万 t 。 2露天 开采 大红山矿业公司对浅部熔岩铁矿进行了大量 的 经济 、 技术 比较 ， 选 定浅部熔 岩铁矿 的露 天开采方 式。根据地质储量及选矿试验 的分析认证 ， 生产规 模确定为 3 8 0万 t ／ a 。 根据原冶金工业部长沙矿冶研究 院、 昆明钢铁 公司 1 9 9 5年 9月所作 的 昆明钢铁公司大红山铁矿 露天边坡稳定性研究 报告 露天矿 的最 终边坡角 为 4 7 。 ， 其 中基岩部分为 5 0 。 ， 风化层为 4 2 。 。以此为 基准 ， 结合开拓运输线路布置 ， 确定露天边坡参数 ①台阶高度 工作台阶高度 1 5 m， 终 了时合并为 3 0 m； ②台阶坡面角 6 5 。 ， 地表部分 5 0 。 ； ③安全平 台 宽度 1 5 m； ④运输平 台宽度 1 6 m； ⑤运输公路 限制 坡度 8 ％ 。 1 境界。开采范围 A 2 8～ A 3 9剖面间， 场底标 高 7 3 0 m， 顶部标高 1 1 6 5 m， 最大采深 4 3 5 m。采场顶 部尺寸 1 1 3 0 m X 7 2 4 m， 台阶高度 1 5 m。露天采场最 终边坡角 北帮 4 6 。 3 6 O 6 ” ， 东帮 4 6 。 2 7 4 4 ” ， 南帮 4 6 。 4 0 2 1 ” ， 西帮 4 6 。 3 5 1 6 ” 。 2 开拓 运输 与采 剥工 艺。采 用公 路开 拓方 案， “ 陡帮组合台阶横 向采剥工艺” 进行废 石剥离 ， “ 缓帮横向采矿工艺” 进行采矿 ， 适应 了矿床赋存条 件 ， 减少了基建剥离量。 2 ． 1 陡帮组合台阶横向采剥工艺参数 ①组合 台阶总高度 6 0～9 0 m； ② 组合 台阶个 数 4～ 6 个台阶为一个组合 ； ③工作平台宽度 6 0～ 7 6 m 外部进线时 6 0 m， 内部进线时 7 6 m ； ④非工作 平台宽度 1 5 m； ⑤扩帮带宽度 4 5 m； ⑥露天矿工作 帮坡角为 2 7 。 ～ 2 9 。 由三个组合台阶构成 。 2 ． 2 缓帮横 向采矿工艺参数 ①台阶高度 1 5 m； ②工作台阶坡面角 7 0 。 ； ③ 最小工作平 台宽度 3 0～4 5 m； ④工作线长度 大于 1 5 0 m； ⑤工作帮坡角 8 。～ 1 2 。 。 刘仁刚 1 9 7 0一 ， 副总经理 ， 总工程师 ， 高级工 程师 ， 6 5 3 4 O 5云 2 3 南省新平县 。 回采工作包括穿孔、 爆破 、 铲装 、 运输 四项作业 。 主要设备 P C 1 2 5 0 - 7 S E型 6 ． 5 m 全 液 压 挖 掘 机 3台、 7 9 总第4 9 3期 现代矿业 2 0 1 0年 5月第5期 P C 7 5 0 - 6 S E型 4 ． 5 m 全液压挖掘机 2台进行采剥作 业 ， Y Z ． 3 5型牙轮钻 孔径 2 5 0 mm 3台， C S ． 1 6 5潜孔 钻 2台进行采剥穿孔作业 ， 4 5 t 矿用卡车 3 8台进行 矿岩运输 。 2 ． 4 主要指标 年供矿规模 3 8 0万 ～ 4 0 0万 t ， 日供矿 1 1 5 1 5～ 1 2 1 2 1 t 。损失率 5 ％ ， 废石混入率 1 0 ％。境 内矿岩 总量 6 5 3 8 ． 0 2万 m ， 岩石总量4 8 0 0 ． 2 5万 m ， 采 出 矿石量 5 4 5 6 ． 5 9万 t ， 供矿铁 品位 l 9 ． 3 1 ％， 铜 品位 0 ． 2 6 ％。境界平均剥采 比2 ． 7 6 m ／ m 、 2 ． 5 5 t ／ t ， 生产 剥采 比 3 ． 0 9 3 m ／ m 、 2 ． 8 5 t ／ t 。基建剥离量 5 6 1 ． 7 9 万 1 T I 岩石 5 5 2 ． 8 1 万 m ， 付产矿石 8 ． 9 8 万 m ， 年 采剥总量 1 5 4 0万i t ， 矿山生产年限 1 4 a 。 3 地下 开采 大红 山铁矿地下开采主要 以 Ⅱ 矿高分段大间 距的无底柱分段崩落法为主， I 铜矿以向上充填采 矿法及二道河铁矿阶段空场嗣后充填采矿法为辅 ， 另外对一些零 星矿体、 边角矿体采用全 面法 、 房柱 法、 浅孔留矿法进行全面回收 ， 做到资源综合回收利 用 。 3 ． 1 1 1 矿体 对主要矿体及主要 区段采用阶段空场法采矿、 嗣后用尾砂充填处理采空区的方案和无底柱分段崩 落法进行了详细技经 比较 ， 阶段 空场法采后充填处 理采空区方案投资较无底柱分段崩落法多 多8 8 9 4 万元 ， 效益较差 年收益少 4 2 9 9万元 ， 且 回采与 充填工艺复杂 ， 要达到 4 0 0万 t ／ a设计规模 的难度 大。所以选择无底柱分段崩落法 见图 1 ， 主要技 术参数见表 1 。 4 80 Ⅲ一 4 60 m 4 40 m a 横剖 面 b 纵 剖面 图 1 无底柱分段崩落法 表 1 I I 矿体 开采主 要技术参数 ①放顶层高度为 3 0 m； ②一个矿块用一个溜井 。 大红 山铁矿主要采用的凿岩设备是瑞典阿特拉 斯． 科普科 A t l a s C o p c o 公 司生产的 S i m b a系列凿 岩台车 S i m b a H1 3 5 4 ， 钻机最大钻凿孔深 5 5 m， 孔径 范围5 5 m m～1 1 0 m。大红山铁矿生产实践中主要使 用孔径 7 6 mm 部分 1 1 0 m m ， 最大孔深不超过 3 5 m， 实际凿岩效率 1 2 ． 5万 m／ a 台 。 出矿设备是芬兰汤姆罗克 T a mr o c k 公 司生产 的 T O R O 1 4 0 0 E 斗容6 ． 0 m 电动铲运机 ， 辅助出矿 设备有 T O R O1 4 0 0 6 ． 0 m 、 S T 1 0 1 0 4 ． 0 m 、 S T ． 3 ． 5 D 3 ． 5 m 柴油铲运机。6 ． 0 m 铲运机生产能 力约 6 0万 t ／ a台 ， 4 ． 0 m 铲运机生产能力约 4 0 万 t ／ a台 ， 3 ． 5 m 铲运机生产能力约 3 5万 t ／ a 台 。 3 ． 2 I 铜矿带 I 铜矿带矿体分支多 ， 上部为露天熔岩铁矿 ， 露天熔岩铁矿 回采结束至少还需要 1 0 a的时间 ， 分 段空场法嗣后充填采矿法与上 向点柱充填法 比较 ， 从保证露天矿边坡的安全稳定性、 废石混入率等条 件上看 ， 上向点柱充填法优于分段空场嗣后充填采 矿法， 所以选择上向点柱充填法 见图2 ， 主要技术 参数见表 2 。 表 2 I 铜矿带开采主要技术参数 4 二道河铁矿 二道河铁矿矿石和顶板 围岩稳 固， 矿体为极厚 倾斜矿体， 必须保证开采过程中对地表二道河、 戛洒 至大红山矿区公路 ， 大红 山铜矿工业场地及二道河 两岸民用 、 工业设施等不造成显著影响， 所以选择阶 段空场采矿嗣后充填法 见 图3 ， 主要参数见表 3 。 表 3 二道河铁矿开采主要技术参数 8 0 ①含矿柱； ②其中采准 1 ． 3 9 m ／ k t ， 1 9 ． 8 7 m ／ k t ； 切割 0 ． 2 8 m ／ k t ， 1 ． 6 6 m ／ k t 。 刘仁 刚 昆钢大红 山铁矿多种采矿方法联合开采的探讨 2 0 1 0年 5月第 5期 边 褥 同 采 联 道 、 注 ＼ 巨＼ 团翻 园 体 ＼ 泄 j K 菡 。 圈团囝 风 ． 目日 口 回采 联 道 ／ 豳翻田园 沓 回 采 联 道 。 Ⅲ I Ⅱ 胶 结 充 填 体 I I I I 图 3 向下深孔阶段空场采矿法 1 一 中段运输平巷 ； 2 - 穿脉运输平巷 ； 3 - 采场溜井 ； 4 - 分段沿脉平巷 ； 5 - 装矿进路 ； 6 - 堑沟平巷 ； 7 - 溜井联道 ； 8 - 通风泄水井 ； 9 - 凿岩 硐 室 ； 1 0 - 充填回风平巷 ； 1 1 一 充填天井 ； 1 2 一 充填钻孔 ； 1 3 一 切害 天井 5结语 玉溪大红山矿业公 司多种采矿方法联合并用 ， 是依矿生法的最具体表现。矿业公 司以抓好技术 ， 管好生产 ， 提高产量 ， 创造效益为前提 ， 还采用新矿 新模式的办矿原则 ， 实现了 2 a 超产的目标 。成为 目 前全国最大的冶金地下矿山 ， 创造了多项指标全 国 第一 ， 对推动中国矿业发展起到了重要的作用 。 收 稿 日期 2 0 1 0 - 0 1 ． 2 8 81