承德丰宁招兵沟采场采矿方法研究探讨.pdf

第 1 7 卷第 8 期 中 国 矿 业 CH I NA M I NI NG M AGAZI NE V0 1 ． 17，NO． 8 Aug us t 2 00 8 承德 丰 宁招兵 沟采 场采矿 方 法研 究探讨 王鹤年 ，孙建珍。 ，刘爱民 1 ． 首钢 大石 河铁 矿 ，河 北 迁安 0 6 4 4 0 4；2 ．首 钢矿 业公 司总 Z - 室 ，河 北 迁安 0 6 4 4 0 4 摘要 通 过分析采场生产存在 的问题 ，结合生 产实践 ，提 出 了 “ 切 块分段 、横 扩纵采” 的采矿 方 法。以独立的部位开采 和局 部一 次推进到界 ，各独立部位 在时间安排上 又呈梯次 过渡衔接 的方式 ，减 少 初期剥岩量 ，均衡生产剥采 比 ，提前 2年达产 ，争取 了最短 时间 内满 足选矿生 产需求 。同时 ，采取纵 采 的方式 ，又可降低贫化率 ，提高入选 矿石品位 ，解决 了生产 面临的难题 。 关键词 采 矿方法 ；切块分段 ；横扩纵采 中图分类号 T D8 6 1 ． 1 文 献标 识码 A 文章编号 1 0 0 4 4 0 5 1 2 0 0 8 0 8 0 0 6 3 0 3 Re s e a r c h a n d d i s c u s s t h e m i ni ng me t h o d o f Che n g t e h F e n g ni n g Zh a o b i n g g o u s t o p e W ANG He n i a n ，S UN J i a n z h e n ，L I U Ai mi n 1 ． Da s h i h e i r o n o r e o f S h o u g a n g mi n i n g ，QJ a n ’ a n 0 6 4 4 0 4，Ch i n a ； 2 ． S h o u g a n g mi n i n g e n g i n e e r o f f i c e ，Qi a n’ a n 0 6 4 4 0 4，Ch i n a Ab s t r a c t Th r o u g h a n a l y s i s t h e q u e s t i o n o f s t o p e p r o d u c t i o n， c o mb i n i n g t h e p r o c r e a t i v e p r a c t i c e ， p u t f o r wa r d t h e mi n i n g me t h o d o f“ c u t b l o c k a n d s u b s e c t i o n ，t r a n s v e r s e s p r e a d a n d v e r t i c a l p i c k” ， wi t h u n a t t a c h e d p a r t mi n i n g p a r t p u s h e d t h e e n d a t o n c e ，a n d e a c h u n a t t a c h e d p a r t j o i n e d b y t r a n s i t i o n s t e p o n t i me a r r a ngi n g， r e duc e d t he q ua nt i t y o f t he e a r l y da ys r oc k， pr o po r t i on s t r i pp i n g r a t i o of p r odu c t i on， r e a c he d pr od uc t i o n a he a d 2 y e a r s ， s t r i ve d f or t h e ne e d o f mi l l y un a t s hor t t i m e ， a nd wi t h t he wa y of“ve r t i c a l pi c k”， r e d uc e i mp ove r i s hme n t r a t i o， i mpr ov e d t he c ut t i ng o ut or e gr a de ， s l o ve d t h e pr ob l e m of pr od uc t i o n． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d；c u t b l o c k a n d s u b s e c t i o n；t r a n s v e r s e s p r e a d a n d v e r t i c a l p i c k 1 问题 的提 出 承德 丰 宁招 兵沟 铁矿 是一 采选 多矿 种 综合 利用 的联 合 型企业 ， 目前 ，突出 的矛盾 体 现在 采场 矿石 的采 出量 不 足和矿 石 品位 低两 方 面 。这 就要 求 为尽 快满 足选 矿 3 0 0万 t原矿 处理 能力 的需 要 ，在 采 场 安排 上 ，研 究 出尽 快采 出矿 石 、提 高供 矿质 量 的措 施 方 案 。对此 ，我们 结 合 多年 生产 实践 经验 ，提 出 了如 何优化 采 矿方 法 的 问题 。 2矿 床地 质 及采 场设 计简 介 2 ． 1 矿床 地质 特点 招 兵 沟 铁 矿 主 要 有 五 层 矿 ， 即 工、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ、V层矿 ，由南 向北均呈似层状平行分布。 I、 V层矿 为 P F e T i 矿 ， Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ层 矿 为 P A。矿 体 收稿 日期 2 0 0 8 0 6 1 1 作者简介 王鹤年 1 9 5 1 ，首钢 大石河 铁矿矿长 ，采矿高 级工 程 师 。 主要 为 片麻 状磷 灰石 矿 石 P A ，大 多集 中在 Ⅱ层 矿上 ，也是 采场 设计 重 点开 采 的部位 ，但 Ⅱ层 矿之 中又夹 杂 多层 岩 石 夹 层 。 Ⅲ、 Ⅳ层 矿 ，矿 层 较 薄 ， 延续 斜 深较小 ，受 构 造破 坏较 严重 ，品位 比 Ⅱ层 矿 稍贫 。 I、 V层 矿规模 较 小 。总体 看 矿体 厚度 在 2 ～ 2 5 m 之 间 ，大 多 在 5 ～ 1 0 m；岩 石 层 与 矿 石 层 相 问 分布 ，岩 石夹 层一 般 在 2 ～5 m。 I层 矿倾 角变 化较 大 ，地 表 陡并 多半倒 转 ，向 深部 恢复 正 常产 状 。8 ～ 1 1线 倾 角 8 5 。 ，向 西 逐渐 变 为 7 0 。 ，向东 逐 渐变 为 6 5 。 ，至 1 8线 以东 又 变 为 8 0 。 。 Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ层 矿 倾 角 6 6 。 ， V层 矿 受 构 造 破 坏 ，矿体形态极 不规则 ，倾角 8 0 。 左右 。总体看 ， 本矿床矿体倾角较陡，在 6 5 48 5 。 之间。 本 矿 床勘 探共 获 得 表 内储 量 8 8 9 9万 t ，其 中 ， 钛 磁铁 磷灰 石矿 石 P F e T i 9 4 7万 t ，其 平均 品位 为 P 2 O 4 ． 4 4 ，Ti O2 7 ． 9 6 ，V2 O 5 0 ． 2 0 5 ， 维普资讯 6 4 中 国 矿业 第1 7 卷 T F e 2 2 ． 3 1 ；片麻 状磷 灰石 矿石 P A7 9 5 2万 t ， 平均 品 位 为 P 2 O 4 ． 2 3 ％ ，Ti O 5 ． 2 2 ，V O 0． 0 9 7 ， TFe l 4 ．2 2 。 2 ． 2 采 场设 计 根据矿体赋存情况及受采矿证范围所限，重点 开采的是 Ⅱ矿体 。设计 圈定范围 1 2 ～1 8线 间，采 场长 1 7 2 0 m，宽 3 9 5 m，地表最高标高 7 6 0 m，露天 底标 高 5 0 0 m，采 场 总 出入 口 6 2 0 m，圈 定 矿 石 2 5 8 1 ． 6 4万 t ，岩 石 5 3 4 3 ． 3 7万 t ，剥 采 比 2 ． 0 7 。 从 最终 圈定结 果来 看 ，山坡 露采 的部分 略大 于 凹陷 露 采 ，排 土场 主要 选择 布置在 小黑 沟 采场 下盘 的 东部沟谷 ，上盘山坡 个别部位 可根 据实际情况 ， 就近灵活排岩 。 3采场 基建 及现 状 3 ． 1 采 场基建 情况 2 0 0 7 年 7 月 1 3日电铲 开始 修路 ，2 0 0 7年 9月 6日开始采 出矿 石 。2 0 0 7年 共 采 出矿 石 3 7 ． 5 7万 t 9 ～1 2月 ，岩 石 4 7 ． 6万 t 。2 0 0 8年 第 一 季 度 完 成 总量 1 2 5万 t ，采 矿 2 8万 t 。 3 ． 2 采 场现状 设计 采场 长 1 6 0 0 m、宽 6 0 0 m。 因前 期 是小 设 备作 业 ，采场 状 况 较 差 ， 目前 采 场 最 低 水 平 达 到 6 2 0 m水平 ，最高水 平 7 5 2 m 水平 。只有在采场 中 部 6 、8 、9 勘探线之 间，Ⅱ矿体部位 6 5 6 m水 平让 开长 2 0 0 m 左 右 、宽 1 0 0 m 左 右 平 台 ，达 到采 矿条件 ，但 是也 只能采 出 6 5 6 ／ 6 4 4 m 一个 水平 矿 石 ，采场 无法 达到 年采 矿 3 0 0万 t 的设计 能力 。 在垂 直 采 场 走 向 1 6 0 0 m 的范 围 内 ，由 西 向东 并列 分布 5个 山头 ，即 8 ～ 1 l线为 1号 山头 ；6线 间为 2 号 山头 ；4线 间 为 3号 山头 ；2线 间 为 4号 山头 ；1 8线间 为 5 号 山头 。 这种地形的特点 ，非常适合分部位 山头切 块作业 ，如果采取 常规 的沿采场纵 向或横向开采 ， 则初 期剥 岩量 将很 大 ，不利 于早见 矿 。 目前 ，采场沿 山坡 地形 在 8 ～l 1 线之 问 ，有 一 条 横贯 南 北 的 临 时 通 道 ；在 采 场 南 部 1 1 、1 0 、9 、 8 、6 、4线 之 间 ，有 一条 东西 方 向的 临时 通 道 ；另 外 ，还有一条到 8线采矿部位 6 5 6 m水平的临时通 道 。岩石 排往 采场 四周 山沟 。 4采矿 方 法优化 在采 矿方 式 上 ，一 般 采 用 由 下盘 向上 盘 推 进 、 或 由上 盘 向下 盘 推 进 ，沿 矿 体走 向纵 向推 进 方 式 ， 即 “ 纵扩 纵采 ” ；或反 之 ，沿 垂 直矿 体 走 向 的 “ 横 采横扩”的推进方式。具体开采时，一般大多数矿 山采用缓 帮开采 ，工作帮坡角一般 为 8 ～1 5 。 ；目 前 ，国内外有些矿山为减少近期的剥岩量 ，降低开 采 成本 ，采用 了陡 帮开采 的方式 ，工 作帮 坡角 可达 到 1 6 ～3 5 。 。 丰宁招兵沟采 场采取 “ 切块分段，横扩纵采” 的方法 ，以独立 的部 位 开 采 和 局部 一 次 推 进 到 界 ， 各 独立 部 位 在 时 间安 排 上 又 呈 梯 次 过 渡 衔 接 的 方 式 ，减少初期 剥岩量 ，均衡 生产剥采 比，尽 快达 产 ，争 取 最短 时间 内满 足选 矿生产 需 求 。同时 ，采 用纵采的方式 ，解决采出矿石贫化严重、品位低的 问题 。此方 法不 属 于陡 帮开采 。 开采顺序整体由上向下、由矿体埋藏最浅部位 向矿体埋藏较深部位推进 。原则上采区全部开采到 总出入 口 6 2 0 m水平后，再向下形成 固定开拓运输 系统 ，向深部开采。即 将采场分为四段 ，开采顺 序 为 工段 一 Ⅱ段 一 Ⅲ段 一 Ⅳ 段 ，各 段 之 间 有 序 衔 接 ，最后将采场全面打开 ，按常规开采 。具体为 西部 1 l ～4线矿体埋藏浅 ，分布集中 ，初 期剥采 比低 ，尤 其 2号 山头部 位 ；东部 2 ～1 8 线岩石覆盖层相对较厚 ，矿量分布较少 ，初期平 均剥 采 比相 对较 大 。因此 ，为 满足 尽早 见矿 ，经测 算 ，以 2号 山 头 I段 为 突 破 口 ，选 为 首 采 地 段 ，在 山头 的两 侧形 成南 北方 向的运输 系 统 ，直通 上盘周边的排土场。在这个东西长 2 0 0 m、南北宽 3 5 0 m 范 围 区域 内剥 岩 出矿 ，上 盘边 帮按 设 计 推 进 到界 ，东西两侧逐水平形成临时非工作帮 ，待形成 一 定规模的开拓 回采矿量后 ，开始 向西对 1 号 山头 II 段 进 行开采 。同样先 形 成 临时 开拓运 输 系统 ， 逐 步废 除 2号 山头西 侧 临时运 输公 路 ，将 2号 山头 西部临时非工作帮 侧帮打开 ，与 1号山头的开 采水平相衔接，剥岩 出矿 ，逐步削平山头 ，扩展开 采 范 围 。开采一 段 时间 ，开 拓 回采 矿 量充 足后 ，再 对 3 号 山头 I ll 段 进 行 剥 岩 ，然 后 Ⅳ 段 进 行 开 采 。如此循环 ，直至把整个采场全面打开 ，矿体陆 续 揭露 ，进 入 常规 开采方 式 。采用 此 种方 式 ，从形 式 上看 类 似 “ 以供 矿量集 中 、矿 体埋 藏 浅 的部 位 为 中心 ，向两侧分 阶段过渡扩帮 ，最终连成一个开采 整体”的形式 ，均衡 初期生产剥采 比，提前投产 、 达产 ，最终实现为企业提早见效的 目标。 5采 场 开采安 排 5 ． 1 原则 1 采场尽快 达到设计 的 3 0 0万 t 能力 ，满 足选矿 生 产 。 2 集 中设 备 在 矿 体 覆 盖 层 最 薄 部 位 作 业 ， 把采区沿 矿体走 向分几段 开采 ，尽 快大量 揭露矿 体 ，使采矿生产尽快达到正常稳定生产条件 。 ’ 维普资讯 第 8期 王鹤年等 承 德丰宁招兵沟采场采矿方法 研究探讨 6 5 3 为充分 降低贫化 ，开采沿矿体走 向纵 向 开采 ，降 低爆 破和 开采 过程 矿 石 的贫化 。 4 利 用采 区现 有 临 时 开 拓 运 输 系 统 ，减 少 工程 量 。在 采 场 西 部 境 界 以外 由南 向北 填 方 形 成 6 4 0 ～ 7 0 4 m 运 输 公 路 ，在 每 个 开 采 分 段 的 两 侧 形 成南 北贯 通 的临 时运 输系 统 。运输 系 统在采 场 内切 方形 成 ，在 采 场 境 界 以 外 填 方 形 成 ，公 路 坡 度 8 ，平坡道长度 4 0 ～5 0 m，使经济效益最大化。 5 排 土场 方 面 ，初期 在 采场 境 界 外 周 边 山 沟排 土 ，缩短 运距 ，降低 消耗 。 5 ． 2 总 量矿 石计 划 2 0 0 8年 计 划 采 矿 石 2 2 0万 t ，总 量 9 5 0万 t ， 生产 剥采 比 3 ． 3 2 。 2 0 0 9 、2 0 1 0年 均是 采矿 石 3 0 0万 t ，总 量 1 0 5 0 万 t ，生 产剥 采 比 2 ． 5 ，达 到设计 规模 。 5 ． 3 2 0 0 8年第 二 、三 、 四季 度 计划 安排 2 0 0 8 年 第 二 季 度 计 划 总 量 2 7 5万 t ，矿 石 5 O 万 t 。在 6线 东西 两 侧 ，沿 等 高 线形 成 两 条 临 时 运 输系统，和排土场 、矿石料 台贯通 ，随最高水平尖 灭 ，上部 临 时运输 系 统 废 除 。季 末 矿 量 保 有 情 况 回采矿 量 1 6万 t 。 第 三 季度计 划 总量 2 7 5万 t ，矿 石 6 7万 t 。在 6 ～8线 间安 排 3台 电铲 在 6 5 6 ／ 6 4 4 、6 4 4 ／ 6 3 2 m 水 平采矿剥岩 ，把 2 、3 、4 、5 矿体全部揭露 ；另 2 台 电铲 在 9线 附近 采场 最北 部采 矿剥 岩 。季末 矿 量 保有情 况 回采 矿 量 4 O万 t 。 第 四季 度计 划 总量 2 7 5万 t ，矿石 7 5万 t 。继 续 在 6 ～ 8线 间 安 排 3台 电 铲 在 6 4 4 ／ 6 3 2 、 6 3 2 ／ 6 2 0 m 水 平采 矿剥 岩 ；2台 电铲 在 1 1月 、1 2月 继续 接 三季 度 由上 向 下 在 8 、9 、1 0线 之 间 采 矿 剥 岩 。 季末 矿 量保 有情 况 回采 矿量 4 3万 t 。 5 ． 4 2 0 0 9年计 划安 排 2 0 0 9 计 划 总量 1 0 5 0万 t ，矿 石 3 0 0万 t ，达 到 设计 规模 ，满 足 选 矿 需 要 。接 2 0 0 8年 四季 度 在 6 ～ 8线之 间 留 1台 电铲采 矿剥 岩 。2 0 0 9年 7月份 后 开车 到 2 ～ 1 8 线 之 间 由上 向下 剥 岩作 业 。1台 电铲 继续在 4线附近，由上向下采矿剥岩。其余 3台电 铲 由上 向下 在 8线 以西采 场 境界 内采 矿剥 岩 。年末 矿量保有情况 回采矿量 5 O万 t 。 5 ． 5 2 0 1 0年 计划 安排 2 0 1 0计划 总量 1 0 5 0万 t ，矿 石 3 0 0万 t ，继续 保持设计规模 ，满足选矿需要 。接 2 0 0 9年由上 向 下 在 8线 以西 ，采 场境界 内安排 3台电铲 在此 部位 采 矿剥 岩 。安排 2台 电铲 在 4线 以东 由 上 向下 作 业 。年末 矿量 保有 情况 回采矿量 8 2万 t 。 5 ． 6 2 0 1 0年底 采 场结存 情 况 2 0 1 0年底 ，采场结存矿石 1 7 5 5万 t ，结存岩 石 3 0 4 0万 t ，剥 采 比 1 ． 7 3 。 6存在 问题 及措 施 6 ． 1 采 场计 划落 实 问题 尽快 理顺 采 场 ，按条 块 、分部 位 ，有 目的 、分 步骤 、分阶段实施采场规划 ，注意采场间公路系统 的畅通 ；最终形成 由西向东推进的采场生产 的总体 格局 。 6 ． 2矿石 质 量 问题 鉴于招兵沟矿体分层较多 ，矿体较薄 ，矿岩互 层 多 ，应 加 强矿石 质 量工 作 。采取 的措 施 一是 爆 区沿矿体走向布孔 、起爆方 向沿矿体走 向抛掷，电 铲采 掘亦 采取 沿矿 体走 向即 “ 条块 纵采 ”作 业 的方 式 ，这样 对 于矿 体 之 间 2 ～4 m 的岩 石 夹 层 ，完 全 可 以剔 除 ，将 矿石 挑 选 出来 ，减 少 了岩 石 的混 入 。 对于 矿体 厚度 较 薄 、层 数 较 多 、磷 铁 伴 生 的实 际 ， 为提 高矿 石 的 回采 率 ，此 种采 矿方 式 比较适 合 。二 是加 强现 场地 质工 作 ，矿岩 地 质界 限在 图纸 和现 场 都要标清 ，技术人员及现场工作人员都要清楚这些 界 限 。三是 加 强取 样 、化验 工作 ，准 确分 析矿 体原 矿 品位 ，及时为采场供配矿 、选矿生产提供数据信 息 。 7后 期展 望 2 0 1 1年 ，6线 以西 6 3 2 ／ 6 2 0 m 水 平 可 以继续 采 矿 ，6 2 0 ／ 6 0 8 m 水 平 可 以 随 6 3 2 ／ 6 2 0 m 水 平 跟 进 采 矿 ；2 ～1 8线 间已降到 6 8 0 ／ 6 6 8 m 水 平，6 8 0 m 水 平 随开 采 深 度 增 加 ，矿 石 逐 渐 增 加 ；4 、6线 之 间 6 5 6 m 水 平 以 下 矿 石 ，可 以 随 时 采 出 。 2 0 1 0年 以 后 ，矿 山均 可 以保 持 3 0 0万 t ／ a 供 矿 能力 。 8 结论 1 在采场安排上 ，研究 出了基建期加快采 出矿 石 、提 高供矿 强 度 的 “ 切 块 分 段 ，横 扩 纵 采 ” 的采 矿方 法 ，从采 场 开采技 术 层面解 决 了近期 与长 远 合理 稳 定衔 接 ，最大 限度 供 矿 的问题 。较 常规 采 矿 方法 提 前 2年 达 产 ，在 目前 铁 矿 石 市 场 经 济 利 好 、精 矿 粉持续 高 价运 行 的情况 下 ，通 过采矿 技术 研 究 ，提前 达 产 将 会 为 企 业 创 造 出 巨 大 的 经 济 效 益 。 2 关 于 矿 石 质 量 ，通 过 优 化 选 择采 场开 采 起 始条 块 ，采取 “ 横 扩纵 采 ” 的采矿 方法 ，沿 矿体 走 向布 置爆 破 、 电铲 采 掘各 工序 作业 ，能够大 大 降 低矿石的贫化率 、岩石的混入率 ，有效提高矿石的 采 出 品位 。 - 维普资讯