倾斜-急倾斜厚矿体采矿方法的探讨.pdf

倾斜急倾斜厚矿体采矿方法的探讨 杨树林１， 谷中元２， 石振东２， 郑建明３ ， ４ １ .靖宇县来宝矿业有限公司， 吉林 靖宇市 １ ３ ５ ２ ０ ７ ； ２ .中国钢研科技集团吉林工程技术有限公司， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ；３ .吉林化工学院信息与控制工程学院， 吉林 吉林市 １ ３ ２ ０ ２ ２ ； ４ .东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ 摘 要 阶段空场连续崩落采矿法是一种组合采矿方法， 兼有空场采矿法矿房回采的低贫 化、 高效率、 低成本和崩落采矿法低损失、 无后续矿柱和采空区处理的特点， 阳岔河铁矿的 应用实践证明其在倾斜急倾斜厚矿体中具有推广应用前景。 关键词 倾斜急倾斜厚矿体； 组合采矿方法； 阶段空场连续崩落 阳岔河铁矿为一中型矿山， 矿体走向长约 ８ １ ０ ｍ ， 埋藏深约 ３ ９ ０ｍ ， 矿体倾角 ５ ５ ６ ５ ， 中厚极厚 矿体， 矿石品位 Ｔ Ｆ ｅ ２ ９ .０ ８ ％， 无自燃性、 结块性。 围石坚硬， 抗压强度 １ ０ ０ １ ２ ０Ｍ Ｐ ａ ， 地表为荒地和 次生林地， 岩体完整度较好。 １ 采矿方法选择 根据矿体赋存条件， 阳岔河铁矿的采矿方法主 要有普通分段空场法、 阶段矿房法 或深孔阶段矿 房法即 Ｖ Ｃ Ｒ法 和无低柱分段崩落法。传统普通空 场法分两步骤回采， １步回采矿房、 ２步回采矿柱。 由于矿柱所占矿量较大 一般占阶段矿量的 ３ ０ ％ ４ ０ ％ 导致矿石回收率较低， 回采矿柱时地压问题突 出， 矿柱回收困难。因此， 传统普通空场法不适用于 本矿厚大矿体的开采。 任何一种采矿方法都有局限性， 虽然大量采矿 方法的变形方案能够解决一些传统采矿方法难以开 采的矿体， 但难以改变由各种采矿方法本质所决定 的缺陷。组合式采矿法以岩石力学为基础， 协调采 矿工艺、 设备和采场结构之间的内在联系， 既依存又 独立于相关的采矿方法， 兼备不同采矿方法的特色 和优点， 消除其缺点， 通常能获得良好的技术经济指 标， 因此得到广泛应用。本文推荐采用阶段空场连 续崩落采矿法回采阳岔河铁矿厚大矿体。 ２ 阶段空场连续崩落采矿法 阶段空场连续崩落采矿法是基于束状孔当量球 形药包爆破技术的一种高效采矿方法， 回采单元 或盘区 包括矿房采场和崩落采场两部分。矿房 部分按空场采矿方法回采， 放完矿的空场作为回采 单元剩余部分矿量大量爆破的补偿空间， 回采单元 剩余部分矿量连同上水平的底柱 或部分矿柱 一 次整体崩落， 补偿空间的总体积保证崩落矿岩接触 面的空间位置不发生明显的位移， 也就保证崩落矿 石和崩落围岩的崩落体形成基本平整的界面。覆岩 下放矿应按合理的放矿顺序进行并形成斜面放矿， 当斜面的底端的放矿品位低于设计的放矿截止品位 时， 其顶端应推移至下一回采单元的落矿矿堆的初 始高度， 此时应进行下单元的崩落， 形成规整的连续 爆破体。提出的阶段空场连续崩落采矿法的标准采 矿方法如图 １ 所示。 ２ .１ 矿块布置与结构参数 矿块宽 ３ ５ｍ ， 长 ５ ０ １ ０ ０ｍ ， 矿块沿矿体走向布 置。凿岩硐室布置在 ４ ８ ０ｍ水平， 出矿在 ４ ４ ０ｍ水 平， 沿采场方向布置堑沟和出矿联络道， 联络道内每 隔 ８ １ ２ｍ布置一条垂直进路， 如图 １ 所示。体矿 块回采采用从西往东的推进的顺序 后退式回采 。 ２ .２ 回采工艺 采准 在凿岩水平脉外联络道上分别掘垂直矿 体走向和沿矿体走向的联络道， 将矿体划分为 ５ ０ １ ０ ０ｍ ３ ５ｍ 长 宽 的矿块， 在采场底部掘进堑沟 巷道、 出矿联络道及出矿进路， 利用中深孔爆破拉底 形成出矿堑沟， 其中矿房下部的堑沟在回采前形成， 矿柱下部对应的堑沟在采场整体崩落后形成。在矿 Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ１ ６ ７ １－２ ９ ０ ０ Ｃ Ｎ４ ３－１ ３ ４ ７ /Ｔ Ｄ 采矿技术 第 １ ４ 卷 第 １ 期 Ｍ ｉｎ ｉｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ，Ｖ ｏ ｌ .１ ４ ， Ｎ ｏ .１ ２ ０ １ ４ 年 １ 月 Ｊ ａ ｎ . ２ ０ １ ４ 基金项目 国家自然科学基金重点项目 ５ ０ ９ ３ ４ ０ ０ ６ ； 中央高校基本可研业务费专项资金资助项目 Ｎ １ ０ ０ ７ ０ １ ０ ０ １ . 体下盘沿沿脉联络道间隔 ５ ０ ８ ０ｍ布置一条脉外 溜井， 溜井底部位于阶段运输水平， 在溜井底部设放 矿口。 凿岩 在凿岩硐室利用 Ｋ Ｑ Ａ － １ ０ ０高压环行潜 孔钻机钻凿 Ф １ ２ ７ｍ ｍ下向垂直深孔， 孔距 ３ ４ｍ ， 排距 ２ .５ｍ 。在凿岩硐室内利用 Ｙ Ｇ Ｚ － ９ ０ 钻机钻凿 上向中深孔， 用于崩落矿柱。 爆破 矿房回采时采用束状孔水平高分层落矿 技术， 分层爆破高度与束间距等布孔参数相适应 一般在５ ８ｍ ， 每次爆破后均进行出矿， 当矿房 底板分层回采至最小安全厚度 １ ５ｍ 时， 进行整个 采场的一次性整体崩落爆破。矿房回采形成的空场 作为采场整体崩落的补偿空间， 若矿房回采形成的 补偿空间的总体积比矿柱爆破所需的补偿空间大得 多时， 矿房中保留部分矿石不放出， 保证整体崩落的 矿石不发生明显的位移。 图 １ 阶段空场连续崩落采矿法 出矿 采用 Ｓ Ｔ － ３ 电动铲运机在采场底部出矿。 地下开采时大量崩落的矿石在覆盖层下出矿， 按照 采场结构， 在整个出矿水平上放矿点网格间距为 ８ １ ２ ｍ ８ １ ２ ｍ ， 为降低贫化与损失， 须加强放 矿管理与控制， 在阶段高度上形成连续放矿斜面 废石与矿石的接触面 。 ２ .３ 采场通风 采场利用矿井主风流进行通风， 新鲜风流由联 络道进入凿岩工作面， 污风由另一侧联络道到达回 风巷， 最终由回风井排出地表。在凿岩硐室和出矿 进路内配 Ｊ Ｋ ５ ５ － ２ Ｎ ｏ ４ .５ 型局扇加强通风。 ３ 结 论 阶段空场连续崩落采矿法是一种组合采矿方 法， 兼有空场采矿法矿房回采的低贫化损失、 高效率 低成本和崩落采矿法无后续矿柱和采空区处理的特 点， 适用于阶段空场采矿法和崩落采矿法的应用条 件， 与原有两种采矿法比较有以下技术先进性 １ 阶段连续开采， 高效率集中作业有利于实 现综合机械化， 提高单元采场生产能力、 降低矿石生 产直接成本； ２ 在保证矿房回采纯矿石回收率的同时， 改 善崩落覆岩下放矿条件， 将矿石总回收率提高至 ８ ０ ％以上， 贫化不大于 １ ５ ％； ３ 所有作业都在经过支护的巷道中进行， 避 免矿柱及空区处理工序， 确保作业的安全。 参考文献 [ １ ]蔡美峰， 何满朝， 刘东燕， 等.岩石力学与工程[ Ｍ ] .北京 科技 出版社， ２ ０ ０ ４ . [ ２ ]解世俊.金属矿床地下开采[ Ｍ ] .北京 冶金工业出版社， １ ９ ８ ６ . [ ３ ]刁心宏， 冯夏庭， 于培言， 等.空场采矿方法采场顶板破坏模式 识别专家系统[ Ｊ ] .中国有色金属学报， ２ ０ ０ ２ ， １ １ １ １ ５ ７ ￣ １ ６ １ . [ ４ ]郭金峰.我国地下矿山采矿方法的进展及发展趋势[ Ｊ ] .金属 矿山， ２ ０ ０ ０ ２ ４ ￣ ７ . 收稿日期２ ０ １ ３ ￣ １ ０ ￣ １ ４ 作者简介杨树林 １ ９ ５ ７ － ， 男， 吉林靖宇人， 工程师， 中专， 从事矿山生产指导工作， Ｅ ｍ ａ ｉｌ ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｊｉ ａ ｎ ｍ ｉ ｎ ｇ ＠１ ２ ６ .ｃ ｏ ｍ 。 ５２ 杨树林， 等 倾斜急倾斜厚矿体采矿方法的探讨