云浮硫铁矿尖山区段开发利用方案初探.pdf

I SS N 1 67l一2 9 0 0 CN 4 31 3 4 7 ／TD 采矿技术第 1 0卷第 2期 Mi n i n g T e c h n o l o g y，Vo 1 ． 1 0， N o ． 2 2 0 1 0年 3月 Ma t ．2 01 0 云 浮 硫 铁 矿 尖 山 区 段 开 发 利 用 方 案 初 探 黄铁平， 韩仕权 ， 谢世强 广东省冶金建筑设计研究院 ， 广东 广州5 1 0 0 8 0 摘要 根据云浮硫铁矿 尖山区段矿体赋存条件 ， 对尖山区段地下开拓 系统、 采矿方法、 生 产规模等进行 了初步探讨 ， 为今后尖山区段矿体开采提供参考。 关键词 开拓 系统； 采矿方法； 生产规模 ； 服务年限 1 矿体特征及开采技术条件 广东云浮硫铁矿是一特大型硫铁矿床 ， 矿 区分 为大降坪区段 、 长排岭 区段和尖 山区段。大降坪区 段已采用露天方 式进行 开采 ， 设计 年生 产规模 为 3 0 0万 t 。尖山区段位于大降坪区段南部， 地形标高 5 0 2～1 8 0 m。尖山区段矿体赋存标高 3 2 5～一2 5 0 m， 主矿体赋存标高 3 0 0～一1 0 0 m。矿体南北走 向 长 1 3 5 0 m， 东西斜宽6 0 0 m， 厚度 2 ． 0 1 ～ 7 3 ． 6 5 r n ， 平 均倾 角 3 5 。 。尖 山 区 段 硫 铁 矿 保 有 资 源 储 量 3 4 6 5 ． 8 9 万 t ， 平 均 品位 2 4 ． 4 2 ％ 。 尖山区段 内有 4个矿体 ， 其 中Ⅲ、 Ⅳ号矿体为主 矿体 ， I、 Ⅱ号矿体为小 矿体。4个矿体 皆属盲 矿， 埋藏于风化带以下的基岩中。矿石组分单一， 有用 工业矿物主要是黄铁 矿， 磁黄铁矿次之。矿体主要 赋存于坚硬 、 局部半坚硬的层状沉积变质岩中， 地层 岩性较复杂 ， 矿体埋 藏深， 局部 上覆的风化层厚度 大 。矿体及其顶底板 围岩完整性 中等 ， 局部完整性 差 ； 矿岩稳固性较好 ， 局部较差 。 2 开拓方案 根据尖山区段矿体赋存条件 ， 有上盘开拓 、 下盘 开拓两个方案可供选择。 1 方案 I， 下盘盲主副井方案。盲箕斗井设 在矿体下盘 2 2线， 盲罐笼副井设在 2 2～ 2 4线之间， 主副井距离约5 0 m。主井井筒直径 5 m， 井深 5 0 0 m； 副井井简直径 ． 5 m， 井深 4 5 0 m。主副井负责 2 5 0 m中段至 一1 0 0 m 中段 的提升任务 。另设一 条平硐与盲主、 副井相联 ， 平硐 口标高 2 5 0 m。井 下矿石破碎系统设在 1 3 0 m水平 ， 矿石由箕斗主 井提升至地下矿仓 ， 再由胶带平硐转运至地表矿仓 ， 然后用汽车运至选矿厂。 2 方案 Ⅱ， 上盘明主副井方案。在矿体上盘 2 2线设箕斗主井 ， 井口标高 2 1 0 m， 井径 5 m， 井 深 4 1 0 m。罐笼副井位于 2 2～ 2 4线之间， 距离主井 约 6 0 m， 井 口标高 2 0 0 n q ， 井径 5 ． 5 1 13 ， 井深 3 5 0 m。 十 2 0 0 m以上矿体采用平硐开拓 ， 平硐 口位于矿 体上盘 2 2线附近， 硐 口标高 2 0 0 m。 1 5 0 m中 段至 一 1 0 0 m中段的矿石经破碎后 由箕斗井直接提 出地表 ， 用汽车运至选矿厂 。 方案 I 与方案 Ⅱ比较 ， 方案 l 具有石门短 、 井巷 基建工程量小等优点 。但方案 I 井口远离大降坪矿 区现有生产生活设施 ， 需修建 3 k m的矿山公路和酸 性水处理系统 ， 井 口工业场地需 占用大量农用地， 对 周边环境影响较大 。 Ⅱ方案虽石 门长， 但竖井井筒 及平硐工程量相对较少 ， 井 口工业场地位 于大降坪 矿区内， 距离选矿厂近 ， 外部运输条件好 ， 不需新建 矿山公路和酸性水处理系统 ， 不存在征地问题 ， 对矿 区周边环境影响较小 ， 生产管理方便。由此可见， 方 案 Ⅱ优于方案 I， 故推荐优选上盘主副井开拓方案。 3 采矿方法选择 尖山区段黄铁矿床为致密状 黄铁 矿和磁黄铁 矿， 含 S平均品位 2 4 ． 4 2 ％ ， 为高硫高温矿床 ， 存在 自 燃发火 的可能性 。国内高硫高温硫铁矿矿山， 如新 桥硫铁矿 、 张家庄硫铁矿 、 英德硫铁矿等 ， 均采用分 段空场嗣后充填采矿方法。因此 ， 结合该矿实际， 同 比类似矿山， 推荐采用分段空场嗣后充填采矿方法。 分段采矿嗣后充填采矿法 ， 将 阶段矿块划分为 一 步矿房和二步矿房 ， 先用分段凿岩回采一步矿房 并嗣后一次胶结充填， 再回采二步矿房并用松散充 填料充填采空区。一步矿房和二步矿房构成统一的 回采单元 ， 可以实现阶段连续开采 ， 具有 回采工艺简 单、 损失贫化率小、 回采安全高效、 生产成本低等优 1 0 采矿技术 点。矿块垂直走 向布置 ， 矿块长度等于矿体厚度 ， 一 步矿房宽 8 m， 二步矿房宽 1 6 m。阶段高 5 0 m， 分 Ⅲ 一 Ⅲ J 广 啊 翻 J 口 口 口 口 D 1 - 1 口 口 ￡ 口 口 口 口 口 口 口 D D 口 [ 口 口 口 口 口 口 口 口 口 D 口 E 口 口 口 口 口 D 口 口 D 口 口 口 口 口 口 ／ I I 、 L{ l I l I I I l 段高81 0 m， 顶柱高4～ 6 m， 底柱高 1 0～1 2 IT I 。 分段空场嗣后充填采矿方法见图 1 。 Ⅱ一 Ⅱ l 一阶段运输平巷 2 一人行通风井 3 一凿岩联络道 4 一充填平巷 5 一炮孔 6 一切井卜 栗下矿石 8 一运输横巷 顶柱 l O 一凿岩巷道 u底柱 l 2 一人行风井 l 3 一电耙道l 4 ～漏斗 l 5 一漓井 l 电耙硐室 图1 分段采矿嗣后充填采矿法 4 矿山生产规模及服务年限 按各中段可布矿块数计算各中段生产能力 ， 计 算公式如下 A N 1 一 t z E 式中 A 矿山年产量 ， t ／ a ； 同时回采可布矿块数 ； g 矿块生产能力 ， 2 4 0 t ／ d ； 矿块利用系数 ， 0 ． 3 3 ； 卜地质影响系数 ， 0 ． 9 ； f 年作业天数， 3 3 0 d ／ a ； z 附产矿石率 ， 1 0 ％ 。 从表 1中可以看出， 1 5 0， 1 0 0， 5 0 ， 0， 一 5 0 ， 一1 0 0 m等主要 回采中段 ， 计入附产矿后单 中段产量可达 到 1 0 0万 t ／ a左右。按开采年下降速度、 新水平准 备时间和用经济合理服务年限验证 ， 均能达到 1 0 0 万 t ／ a的生产能力， 因此推荐矿山生产规模 为 1 0 0 万 t ／ a 。 矿山服务年限计算如下 71 1 __ 筹 E 鱼l o o．-墨 1 15 ％ 0 ．9 0 3 1 a 一 一 一 一 ‘ 一 式中 卜矿山服务年限， a ； 矿山年产量， 1 0 0万 t ／ a ； Q 地质资源储量 ， 3 4 6 5 ． 8 9万 t ； 矿石损失率 ， 1 5 ％ ； ． 8 废石混入率， 1 5 ％ ； 地质影响系数 ， 0 ． 9 。 表 1 按可布矿块数计算的中段生产能力 有效矿 同时回采 中段生产能 一叶 堡 三 互 一 块个数 矿块个数 力 t ／ d 未计附产矿 计入附产矿 2 5 0 m l 5 5 9 9 0 3 2 ． 6 7 3 5 ． 9 4 2 o o m 2 7 9 1 7 8 2 5 8 ． 8 1 6 4． 6 9 1 5 0 m 3 6 l 2 2 5 9 2 8 5 ． 5 4 9 4． 0 9 1 o 0 m 3 6 l 2 2 5 9 2 8 5． 5 4 9 4． o 9 5 0 m 3 9 l 3 2 8 0 8 9 2． 6 6 1 01 ． 9 3 0 m 4 2 1 4 3 0 2 4 9 9． 7 9 l o 9 ． 7 7 5 O i n 3 9 l 3 2 8 0 8 9 2． 6 6 l 0 1 ． 9 3 一 】 O 0 i i1 3 6 1 2 2 5 9 2 8 5 ． 5 4 9 4 ． 0 9 5 结 语 本开发利用方案对云浮硫铁矿尖山区段矿体地 下开采的方案进行 了初步探讨 ， 有待在今后的初步 设计中作进一步深人的研究与论证， 以确保矿山安 全 、 经济 、 高效地开发利用矿产资源。 参考文献 [ I ] 郭金峰． 分段空场嗣后充填采矿方法的试验研究[ J ] ． 江西有 色金属， 2 0 0 0 ， 1 4 3 8～1 0 ． 下转第 1 6页 皋矿技朱 2 0 1 0 ， 1 0 2 要性顺序为 B AC， 即灰砂比 一料浆浓度 一粉煤 灰含量 。 表 2 试块测试数据结果 L z s 5 A B C 试验 I 2 3 算术平均强度 MP a 3 d 7 d 2 8 d 6 0 d 表3 试块单轴抗压强度极差分析 3 ． 2 尾砂胶结充填体强度方差分析 单轴抗压强度方差分析见表4和表 5 。 经查表得 F B ≥F A ≥F c ≥F o ． 9 9 4 ， 6 2 。可以看出 A 、 B、 c影响都比较显著 ， 影响大小顺序为 B AC 。 表 4 试验强度方差分析 A B C A B C 风拙 k I 2 3 l 2 3 SU 1 2 ． 3 0 4 2 6 ． 2 5 6 1 6 ． 6 3 l 2 ． 9 8 9 ． 3 7 8 1 3 ． 4 0 4 S l 2 ． 1 8 l 8 ． 9 3 1 3 ． 6 0 4 S 5 f 1 7 ． 3 3 4 ． 7 5 6 1 4 ． 7 0 4 S 1 6 ． 4 3 1 1 ． 9 04 1 2． 8 8 2 3 7． 0 2 9 8 4 7 ． 4 8 9 8 3 6 ． 4 2 7 9 表 5 试验 2 8 d强度方差分析 与前面极差分析一致。根据 值大小可以看出， 灰 砂比 对充填强度影响相对最大 ， 粉煤灰含量的影 响相对最小。 4 结 论 1 实验表明， 在胶结充填料中加入适量 的粉 煤灰可以替代部分水泥 ， 由于粉煤灰属于廉价材料 ， 因此可以降低矿山充填成本。 2 回归分析表明， 水泥含量对充填体强度的 影响最大。 参考文献 [ 1 ] 饶云章， 邓飞， 赵 奎． 低 廉充 填胶凝 材料 的开发 与研 究 [ J ] ． 南方冶金学 院学报 ， 1 9 9 8 ， 8 ． [ 2] 饶云章． 低廉充填胶 凝材 料配 比试验 [ J ] ． 南 方冶金 学院学 报 ， 1 9 9 8， 3 ． [ 3 ] 李兴尚． 水砂胶结充填材料配合比的优化研究[ D ] ． 昆明 昆 明理工大学， 2 0 0 5 ． [ 4 ] 孙恒虎 ， 黄玉诚． 胶结充填技术 [ M] ． 北京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 2． [ 5 ] 陈希孺 ， 等． 近代回归分析 ～原理方法及应用 [ M] ． 安徽教育 出版社 ， 1 9 8 7 ． 收稿 日期 2 0 0 9 0 81 7 作者 简介 金 文法 1 9 6 7一 ， 男， 江西波 阳人 ， 采 矿工程 师 ， 从事采矿管理工作， E ma i l j i n w e n f a 1 6 3 ． c o m。 ● ■ _．-◆-◆ ◆_．-◆ ◆_．-◆_◆- ．_◆-◆- ．_● ◆_．-●- ◆- ◆- ．_◆-．-一 ◆- ◆一◆-◆- 上接第 1 0页 f 2 ] 刘仁勤， 郑荣祥． 阶段空场嗣后充填采矿法在铜山铜矿的应用 [ J ] ． 采矿技术 ， 2 0 0 7 ， 7 3 6～ 7 ． [ 3 ] 采矿设计手册 矿床开采卷下 [ M] ． 北京 中国建筑工业 出 版社 ， 1 9 8 7 ． 收稿 日期 2 0 0 9 0 8 0 7 作者简介 黄铁平 1 9 7 3一 ， 男， 湖北仙桃 人 ， 硕士 ， 采矿 工 程师， 主要从事矿山设计与复垦工作， E m a i l h t p 1 9 7 3 1 2 6 ． com。