尖林山采区-170 m中段采矿方法优化.pdf

S e r i a l No． 5 8 0 Aug u s t ． 2 01 7 现代矿业 M0D ERN MI NI NG 总 第 5 8 0期 2 0 1 7 年 8月第 8期 尖林 山采区 一1 7 0 I n中段采矿方法优化 姜 维何志义 武钢 资源集 团大冶铁矿 摘 要 为了解决大冶铁矿 尖林山采 区生产能力不足的问题 ， 结合现场 实际情 况， 对 一1 7 0 m 中段采矿方法进行优化， 在 一1 2 0 m水平采用进路 端头局部先空场后崩 落采矿法 回采 ， 增加崩落法 回采的矿石量 ， 将 一1 2 9 m水平设为过渡水平 ， 采用上向分层干式充填 法仅回采 一1 2 9 m水平以下 矿石。结果表明， 优化的采矿方法不仅解决了生产能力不足的问题， 还安全有效地回收了一1 3 8 m 水平 3个保安矿柱的矿石 ， 取得 了显著成效。 关键词 进路端头局部先空场后崩落采矿法上向分层干式充填法 过渡水平 保安矿柱 Op t i mi z a t i o n o f t h e M i n i n g Me t h o d o f - 1 7 0 m S e c t i o n o f J i a n l i n s h a n M i n i n g Ar e a J i a n g We i He Z h i y i D a y e I r o n Mi n e ， WI S C O R e s o u r c e s G r o u p Ab s t r a c t I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m o f i n s u ffic i e n t p r o d u c t i o n c a p a c i t y o f J i a n l i n s h a n mi n i n g a r e a o f Da y e I r o n Mi n e，ba s e d o n t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f t h e mi n i n g a r e a，t h e mi n i n g me t h o d o f 一1 7 0 m s e c t i o n i s o p t i mi z e d ．At 一1 2 0 m l e v e l ，r o u t e e n d o f l o c a l o p e n s t o p i n g s u b s e q u e n t b y c a v i n g mi n i n g me t ho d，S O a s t o i n c r e a s e t h e o r e q u a n t i t y o b t a i n e d b y c a v i ng mi n i n g me t h o d， 一1 20 m l e v e l i s r e g a r d e d a s t r a n s i t i o n l e v e l ，t h e r e s o u r c e s b e l o w 一1 2 0 m l e v e l c a n b e mi n e d b y u s i n g u p p e r l a y e r e d d r y fi l l i n g me t h o d ．T h e a p p l i c a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t p r o b l e m o f i n s u f fi c i e n t p r o d u c t i o n c a p a c i t y i s s o l v e d e f f e c t i v e l y b y u s i n g t h e o p t i mi z e d mi ni n g me t h o d，b e s i d e s t h a t ，t h e o r e s o f t h r e e s a f e t y p i l l a r s i n 一1 3 8 m l e v e l a r e o b t a i n e d，t h e a p p l i c a t i o n e f f e c t s o f t h e o p t i mi z a t i o n mi n i ng me t h o d i s s i g n i fic a n t ． Ke y wo r d s Ro u t e e nd o f l o c a l o p e n s t o p i n g s u bs e q u e n t b y c a v i n g mi n i n g me t h o d， Upp e r l a y e r e d d ry fi l l i n g me t h o d， T r a n s i t i o n l e v e l ， S a f e t y p i l l a r 大冶铁矿尖林山车间分为尖林山、 铁门坎和龙 洞 3个采区。尖林 山采区二期工程在石塔沟设立罐 笼竖井 ， 目前在 一1 7 0 m中段生产 ， 采用上 向分层干 式充填法 从 一1 5 8 m水平 回采 ，一1 2 0 m水平作 为过渡水平 ， 尖林 山 一1 1 0 m中段原设计采用无底 柱分段崩落法开采 J ， 后来采用进路端头局部先空 场后崩落法回采， 回采过程中采取少数进路快掘快 支快采 的方式 ， 取得了良好的效果。 在对采场生产进行综合评估时发现 ， 目前尖林 山 一 1 1 0 m水平剩余地质储量约 5 万 t ， 一 1 7 0 m中 段上向分层干式充填法主要回采 一1 4 8 m水平。半 年后， 由于尖林山 ⋯ 1 7 0 1 2 0 m水平矿体较设计 姜维 1 9 8 7 一 ， 男， 工程师， 4 3 5 0 0 6湖北省黄石市铁山区胜利 路 5 3号 。 小很多 ， 如按照原有设计进度 回采 ， 一1 2 0 m水平继 续作为过渡水平 ， 导致 一 1 1 0 m中段回采完成后， 所 有二期 的矿石全部依靠 一1 7 0 m 中段 一1 3 8 m水 平 采出 ， 但是干式充填法生产能力有 限， 设计 能力 为 1 5万t ／ a ， 无法满足尖林山二期提升量的要求， 导 致生产不饱和。因此 ， 对尖林 山 一1 7 0 m 中段采矿 方法的优化成为经济且有效的解决办法。 1 采场现状 上 向分层干式充填法从矿体最低 一1 5 8 m水平 开始 向上开采 ， 分层高度 为 1 0 m， 因矿体呈下小上 大， 采用先分层空场后分层岩石充填方式从下向上 逐层开采 ， 采 1 0 m， 充 1 0 m， 矿体大部分为稳 固， 上 部局部有不稳固矿体， 但从多年实践可知， 不稳固矿 体也可允许一定范 围的空 区暴露。为保安全 ， 下部 矿体水平面积较小 区采用全矿体一个矿房开采 ， 上 6 9 总第 5 8 0期 现代矿业 2 0 1 7年 8月第 8期 部矿体水平面积较大区采用全矿体 3 4 个矿房、 矿 柱分两步骤开采和充填 ， 部分区域根据实际情况保 留保安矿柱 ， 直径为 1 0 m， 间距为 1 5 2 0 m。 2 采矿 方法优化 结合采场现状， 提出采矿方法优化方案， 即尖林 山 一1 1 0 m水平 回采完成后 ， 继续按照进路端头局 部先空场后崩落采矿法 自上而下 向下 回采一个水 平， 一1 2 0 m水平采用进路端头局部先空场后崩落 采矿法回采， 增加崩落法回采的矿石量， 弥补充填法 回采量的不足， 将 一 1 2 9 1／ 1 水平改为过渡水平， 上向 分层干式充填法仅 回采 一1 2 9 IT I 水平以下矿石。 进路端头局部先空场后崩落采矿法基本按无底 柱崩落法类似采准布置， 分段高度为 1 0 m， 在矿体 中布置采矿进路， 进路间距为 1 0 m。根据地质平面 图对应 的位置在上矿下岩石的进路中采用先小机械 钻爆， 局部小空场爆破出岩、 矿， 再向上挑顶方法将 矿石爆下。在边探边采的情况下， 采用由内向外、 逐 进路、 从下向上逐层爆破， 最后崩落局部顶板。 从上、 下盘运输平巷 中向矿体另一端掘探矿平 巷直至矿体边部 ， 再以 2个采矿平巷顶端 矿 、 岩交 界面处 巷道面作 自由面， 将 2条探矿平巷扩大爆 。 破， 在该处往上局部采场范围内拉底 J 。以拉底空 间向上继续爆破 回采 ， 局部铲车 出矿， 平 场， 处理松 石和破碎大块。采用 7 6 5 5 型气腿凿岩机打上向、 水 平或微倾斜炮孔， 孔径为 3 8～ 4 0 m il l ， 孑 L 深 1 ． 5 3 ． 0 I l l ， 炮孔网度为 0 ． 8／ T I_ 0 ． 8 m。 回采时首先在端部对巷道进行扩帮压顶 ， 从而 形成一宽度为进路间距 、 长 8～1 0 m 的小空场。先 期采场高度控制在 5 ． 5 6 m， 顶板厚度控制在 3 3 ． 5 m。每爆破一分层就均匀出矿， 出至采场空间 2 m左右停止出矿； 下一分层回采利用留下的矿石 作操作平台， 踩在矿石上进行凿岩爆破作业， 循环进 行 ， 直到上采至顶柱位置 ， 在顶板 布置放顶孔 ， 此时 可在 出矿进路 中采用 1～2 m 电动铲运机大量 出 矿， 直至采空为止。矿石输出完， 崩落顶板， 处理该 采空区， 继续出矿， 直至截止品位停止出矿， 进入后 部下一循环。 端部采场处理完毕后， 对巷道与采场交接处进行 二次循环扩帮压顶， 从而形成与端部采场类似的一个 小采场。重复之前端部采场的回采、 出矿、 放顶等工 作， 向后退采， 全部回收采场中的矿柱， 及时崩落顶 板。分段局部先空场后崩落采矿方法示意见图 1 。 ． 昌 n 图 1 分段局部先空场后崩落采矿方法示意 尖林山一 1 7 0 m中段矿体自 下而上向北部缩小 3 应用效果 较多， 而 一 1 4 8 ， 一 1 3 8 IT ／ 水平的保安矿柱保留在北方。 尖林 山 ～1 7 0 m中段采矿方法优化后 ， 一1 2 0 n l 一 1 3 8 Il l_ 水平保安矿柱以南的矿石回采完成后停止， 水平采场生产量弥补了一 1 3 8 m水平生产能力的不 待 一 1 2 9 m水平回采完成后， 采用进路端头局部先空 足， 满足了尖林山二期满负荷生产的需求， 同时， 原 场后崩落采矿法回采 一1 3 8 m水平保安矿柱及以北 设计保留的3 个直径为 1 0 n l 、 高度为 1 8 m的保安 的剩余矿石， 确保回收保安矿柱。图 2为尖林 山 矿柱在 一1 3 8 m水平最终收尾时安全回收， 按照一 一 1 3 8 IT I 水平平面， 其中小虚线圈并用蜂窝填充的区 般崩落法的回采率计算 ] ， 可以回收 5 0 0 0余 t 矿 域为采用上向分层干式充填法回采的区域， 其余部分 石 ， 一定程度上缓解 了地质储量不足 的问题 。 下 均采用进路端头局部先空场后崩落采矿法回采。 转第 7 3页 70 王 斐朱金虹 无底柱分段崩落法在马鞍山铁矿的应用 2 0 1 7年 8月第 8期 为4 ． 6 d ， 矿房的回采时间为4 7 9 d ， 矿房的生产能力 为 3 7 5 t ／ d 。 4 主要经济技术指标 经过实际生产， 马鞍山铁矿无底柱分段崩落法 开采成本进一步降低， 损失贫化率有了很大优化， 具 体见表 4 。 表4 主要技术经济指标 矿块生产能力 采准切割工程量 矿石回收率 矿石贫化率 采矿成本 ／ t ／ d ／ m ／ k t ／ ％ ／ ％ ／ 元-／ t 5 结语 在马鞍 山铁矿二期露天转地下开采过程 中， 根 据矿山实际情况， 采用无底柱分段崩落法并对其进 行合理优化 ， 在实际生产过程 中取得 了良好的效果 ， 采矿成本降至4 2 ． 8 6 t．／ t ， 矿石回收率提高至 8 2 ％， 贫化率为 1 2 ％ ， 取得 了可观 的经济效益 ， 进一 步探 索了无底柱分段崩落法在地下开采过程中的应用条 件 ， 为类似矿山提供了借鉴经验。 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 3 - 2 9 上接第7 0页 图 2 尖林 山 一1 3 8 i n水平平面 ●～ 1 3 8 m 水平保安 矿柱；一～ 1 4 8 m 水平干 式充填区 域； 0 1 3 8 m 水平回 采后的 空场 ； 一一 1 3 8 m 水平矿 体界限 4 结论 8 9 1 8 -2 1 ． 针对尖林山采场存在的问题， 通过对 一1 7 0 11 1 中 段采矿方法进行优化， 局部改变 一 1 2 0 n l 水平的采矿 方法 ， 将原设计的进路端头局部先空场后崩落采矿法 继续向下延伸回采一个水平 ， 不仅解决了生产难题 ， 还多回收了矿石， 提高了回采率。矿山在采用某种采 矿方法过程中， 可以借鉴其他矿山生产实际经验 ， 通 过现场局部改进， 在满足安全的前提条件下， 更利于 生产组织、 安全管理， 取得较高的经济效益 。 参考文献 [ 1 ] 李振球． 上向水平分层干式充填采矿法初探 [ J ] ． 江苏冶金 [ 2 ] 解 世俊 ． 金 属 矿 床地 下开 采 [ M] ． 北京 台金 工 业 出版社 ， 1 9 7 9 ． [ 3 ] 郭建军， 路东尚， 宋扬， 等． 保安矿柱回采地压监测数据分析 [ J ] ． 黄金， 2 0 0 3 9 2 0 - 2 7 ． [ 4] 黄存绍． 地下 开采采矿 方 法的发展 趋 势 [ J ] ． 江 西有 色金属 ， 1 9 9 2 1 3 3 - 3 9 ． [ 5 ] 赵 禹宏， 段永 维， 赵兵 ， 等． 浅析 无底 柱分段崩 落法提 高矿石 回采率[ J ] ． 矿业工程 ， 2 0 0 9 4 4 8 _ 4 9 ． [ 6 ] 朱和玲． 松软破碎 型复杂矿 体开采技 术优 化与过程 控 制研 究 [ D ] ． 长沙 中南大学， 2 0 1 4 ． 收稿 日期 2 O 1 7 一 D 4 _ 6 7 3