缓倾斜中厚至厚矿体采矿方法探讨.pdf

S e r i a l No ． 5 4 0 Ap r i l ． 201 4 现代矿业 M0DERN MI NI NG 缓倾斜 中厚至厚矿体采矿方法探讨 总 第 5 4 0 期 2 0 1 4 年 4月第 4期 刘 哲1 金晓刚 刘培正 1 ． 霍邱县庆发矿业有限责任公司； 2 ． 中钢集团马鞍 山矿 山研究院有限公 司； 3 ． 金属矿山安全与健康国家重点实验室 摘要缓倾斜 中厚至厚矿体的开采一直是采矿界公认的技术难题 ， 针对 张家夏楼铁矿地表 不允许塌陷且矿体品位低的缓倾斜 中厚至厚矿体 ， 提 出了采用普通铲运机和遥控铲运机 的 2种 出 矿 方式的分段 空场法。通过技术经济比较， 采用遥控铲运机脉 内出矿 可少掘分段 出矿巷道和装矿 进路等采准工程 ， 其采切 比仅为前者 3 3 ． 9 ％ ， 吨矿成本降低 1 3 ． 9 8元 ， 采用底盘沿脉 出矿分段空场 法技术上可行， 经济上合理 ， 值得推荐。 关键词缓倾斜 中厚至厚矿体遥控铲运机采切 比 经济效益 Di s c u s s i o n o n t he M i ni n g M e t h o d o f Sl o wl y I nc l i ne d M e d i um Th i c k a nd Thi c k Or e Bo di e s L i u Z h e J i n Xi a o g a n g L i u P e i z h e n g ‘ 1 ． H u o q i u Q i n g f a Mi n i n g C o ． ， L t d ． ； 2 ． S i n o s t e e l Ma a n s h a n I n s t i t u t e o f Mi n i n g R e s e a r c h C o ． ， L t d ． ； 3 ． S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f S a f e t y a n d H e a l t h f o r Me t a l M i n e Ab s t r a c t S l o w l y i n c l i n e d me d i u m t h i c k a n d t h i c k o r e b o d i e s mi n i n g h a s a l w a y s b e e n a t e c h n i c a l p r o b l e m s i n t h e m i n i n g i n d u s t ry．T h e s u r f a c e o f Z h a n g j i a x i a l o u i r o n mi n e i s n o t a l l o w e d t o c o l l a p s e a n d t h e o r e g r a d e s i s l o w．Ac c o r d i n g t o t h i s s i t u a t i o n，t h e s ub l e v e l o pe n s t o p p i n g me t h o d b a s e d o n o r d i na r y s c r a p e r a n d r e mo t e c o n t r o l s c r a p e r i s p r o p o s e d． By t e c h ni c a l a n d e c o n o mi c c o mp a r i s o n，i f t he r e mo t e c o n t r o l s c r a p e r i s a d o pt e d，s o me mi n i n g e n g i ne e r i n g s s u c h a s s u bl e v e l mi n e r o a dwa y s a n d o r e l o a di n g r o a d wa y s，t he mi n i n g - c ut t i n g r a t i o o f t h e r e mo t e c o n t r o l s c r a p e r i s 3 3． 9％ o f t h a t o f o r d i na ry s c r a p e r，t h e c o s t o f t o n n a g e o r e i s r e d u c e d t o 1 3． 9 8 y u a n．So t h e s u b l e v e l o p e n s t o p p i n g me t ho d i s t e c hn i c a l l y f e a s i b l e a n d e c o n o mi c a l l y r a t i o n a 1 ． Ke ywo r ds S l o wl y me d i um t hi c k a n d t h i c k o r e b o d i e s，Re mo t e c o n t r o l S c r a p e r ，Mi n i n g c u t t i n g r a t i o，Ec o n o mi c b e ne fit s 缓倾 斜中厚至厚矿体一般指倾 角在 5 。～3 0 。 、 厚 4～ 3 0 m 的矿体。我国近期 开采 的多为此类矿 体 ， 如山东昌邑铁矿、 河南许昌铁矿 以及安徽霍邱地 区的刘塘坊铁矿 、 付老庄铁矿 、 班 台子铁矿、 李 营子 铁矿及张家夏楼铁矿等 ， 这类矿体 回采主要采用房 柱法和底盘漏斗空场法 。房柱法 回采除需解决 采场运搬问题外 ， 还要面对高大采场 的顶板管理和 作业安全问题。而我国矿山普遍采用的设备较为落 后 ， 采场出矿多以电耙为主 ， 效率低下 ； 顶板处理主 要采用喷锚 、 留设点柱及浅孔预切顶等 ， 不仅会使 回 采工艺复杂， 而且采场大量矿柱无法回收 ， 资源浪费 刘哲 1 9 8 2 一， 男 ， 助理工程师 ， 2 3 7 4 7 1安徽省六安市霍邱县 冯井镇。 2 0 较为突出。底盘漏斗空场法是在矿体底盘围岩中布 置底部结构 ， 崩落 的矿石借助 自重溜放到底盘漏斗 中。其最大优点是人工不需直接进入采场 ， 安全性 较房柱法好 ， 但由于采场内漏斗数量较多 ， 需开掘大 量采切工程 ， 采切 比较大 ， 对于低品位矿体经济上不 合理 ， 且辟 漏工艺 非常复 杂 ， 工 作劳 动强度 大 。 可见 ， 我国在缓倾斜 中厚至厚矿体开采方面存在较 多亟待解决的问题。 1 开采技术条件 张家夏楼铁矿矿 区地表属淮河Ⅱ 级 阶地区， 地面 标高在 3 0 3 9 m， 地形平坦。地表无大的水体， 只有 大小不等的池塘多见 ， 矿床 内第四系广泛分布。区内 居民居住相对集中， 大部为农田， 地表不允许塌陷。 刘 哲金 晓刚等 缓倾斜 中厚至厚矿体采矿方法探讨 2 0 1 4年 4月第 4期 矿体走 向呈 N W、 N N W 向， 其形态受岩层 和构造 控制 ， 一般呈层状 、 透镜状产 出； 矿体单层厚 1 8 ． 5 8～ 3 1 ． 5 9 m， 夹 层厚 2 ． 1 0～8 ． 9 7 r n ， 矿体 赋存标 高 为 ⋯ 2 0 0 6 0 O r n ； 倾 向南西， 由浅到深 ， 倾角为 4 5 。 ～ 5 。 。矿体总体为 3～ 5线翘起 ， 4～ 0线凹陷 ， 7线以北 向北西倾伏 ， 倾伏角为 3 0 。 左右 ； 矿体及其顶底板岩石 质量多为中等 ， 岩体结构较完整 ， 稳定性较好 ； 矿体品 位较低 ， 全矿平均品位仅为 2 7 ． 8 9 ％ 。本次研究对象 为 4～ 6线矿体 ， 倾角为 2 1 。 ～ 2 7 。 ， 厚 1 6～ 3 1 m。 2 采矿方 法比选 结合上述开采技术条件 ， 研究提出下盘脉外和 底盘脉内 2种 出矿方案 的分段空场法 。2种方案 的 矿块均沿矿体走向布置， 长 1 0 0 m， 相邻矿块 间布置 一 条宽 2 0 m的问柱 ， 矿块高 1 0 0 r n ， 采场沿矿体倾 向布置， 每个矿块内共布置 1 2 个采场。 方案I 为下盘脉外 出矿 的分段空场法， 下盘脉外 出矿方式见图 1 。各分段出矿巷道布置在矿体下盘 外 1 0～1 5 m； 在出矿 巷道 内每1 0 m左右 向矿体方 向 TT 厂 Ⅱ 4 掘装矿进路 ， 装矿进路与出矿巷道交角为 5 0 。 ； 在装矿 进路的尽头开凿堑沟 ， 作为采场凿岩和集矿通道 ； 出 矿选用 WJ D 一 3型铲运机。各分段出矿巷道采取斜坡 道连通 ， 便于无轨设备上下。 5 4 3 2 l 图 1 下盘脉外 出矿方案 1 一 出矿 巷道 ； 2 一装矿进路 ； 3 一充填斜井 ； 4 一集矿 堑沟 ； 5 一充填斜井联络道 方案 Ⅱ为底盘脉内出矿的分段空场法 ， 见图 2 。 采用阿特拉斯 s T 一 3 ． 5型遥控铲运机 ， 出矿巷道直接 布置在矿体底盘沿脉巷 内， 省去分段出矿 巷道和装 矿进路 ， 同时取消采 区斜坡道， 无轨采掘设备 由间柱 内的设备斜井进 出各采场。 I I 一Ⅱ 2 图 2 底盘脉 内出矿 的分段空场法 1 -- 一4 7 5 m穿脉运脉巷 ； 2 一 一 3 5 0 r n穿脉巷 ； 3 一设备斜井 ； 4 一 回风充填斜井 ； 5 一凿岩出矿巷 ； 6 一切割横巷 ； 7 一切割天井 ； 8 一充填巷道 ； 9 一 出矿联络巷 ； 1 O 一溜井 ； 1 l 一 进风井 方案 Ⅱ采取较为先进 出矿设备 ， 省去大量采准 掘设备及所需的采切工程量进行技术经济 比较。见 工程 ， 但设备投资费用大。结合 2个方案采用 的采 表 1 。 表 1 采矿方法技术经 济比较 从表 1可以看 出 由于底盘脉 内出矿方案采用 阿特拉斯 s T ． 3 ． 5型遥控铲运机 ， 其采准工程量大大 减少 ， 吨矿采 准费用较 下盘脉外 出矿 方案 少 1 6 ． 9 元 ， 综合考虑到设备折 旧费 、 设备运营费 、 人工费用 后 ， 合计费用较 下盘 脉外 出矿方 案少 1 3 ． 9 8 5 ／ t 。 且考虑到遥控铲运机可 以在空区下直接 出矿 ， 能解 决脉外出矿方案两装矿进路 问“ 三角矿堆” 的难题 ， 采场损失可大大减小 。 通过 以上技术经济 比较 ， 推荐采用底盘沿脉出 矿的分段空场法 。 3 底盘脉 内出矿分段空场法应用 3 ． 1 矿块布置及回采顺序 矿块沿矿体走向布置， 长 1 0 0 m， 高 1 0 0 m 。矿 块内沿倾向布置 1 2 个采场， 每3 个分段划分一个回 采单元 ， 共用一条溜井 ， 单元内采取 自下而上的回采 顺 序。 下转第 3 7页 21 王常金晋海滨等 复兴村金矿地质构造与工程地质岩组划分 2 0 1 4年 4月第 4期 [ 5 ] 朱志澄． 构造地质学 [ M] ． 武汉 中国地 质大学 出版社 ， 1 9 9 9 ． [ 6 ] 李 向文 ， 张恒志 ， 石永文 ， 等． 黑龙江省砂 宝斯金矿环境 工程地 质 问题研究[ J ] ． 黄金科 学技术 ， 2 0 1 1 ， 1 9 6 7 5 - 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