弓长岭井下铁矿下含铁带采区优化开采的研究.pdf

田、矿 山、 电力设备 管理与技术 弓长岭井下铁矿下含铁带采区优化开采的研究 杨明久 柴青平 鞍钢集团矿业设计研 究院 辽宁鞍 山 1 1 4 0 0 4 摘要 根据下舍铁带采区矿体赋存条件， 结合采区目前开采现状及存在的问题， 对采区的延深开采范围， 开采规模， 开拓运输， 采矿方法等进行了优化 开采研究， 提出了优化开采工艺， 提高生产能力的采矿方法， 满足 了采区深部开采技术 目标要求。 关键词 下含铁带采区 开采现状 存在问题 采矿方法 生产能力 1、概 况 弓长岭井下铁矿下含铁带采区位于弓长岭二矿区中部， 是井下 铁矿的一个独立采区， 该采区早在1 9 8 0 年进行平峒开采 ， 现已开采 2 0 余年 。 目前 ， 采区最 低开采平峒 1 4 0 m水平 以上还剩地质矿量约 7 2 万吨， 其中 可采矿量4 5 万吨， 残存矿量2 7 万吨， 预计还能开采3 年 结 束 ， 近期生产能力急速畏缩 ， 采区急需进行深部延深开采研究 ， 以 接续矿山生产。 为延续采区开采， 满足弓长岭地区采选平衡， 加快新水平开拓、 采准速度， 确保矿山生产能力的接续， 应对下含铁带采区的深部开 采技术进 行优化研 究， 以指导矿 山开采 长远 发展 。 2、采 区矿 山地 质 下含铁带采区主要开采弓长岭二矿区1 3 ～l 9 剖面间的矿体， 矿 体走向长9 6 0 m。 倾向北东， 倾角6 0 。 ～8 7 。 ， 矿体水平厚度2 ～7 8 m， 其 中 F e l 矿体水平厚度2 ～2 0 m； F e 2 矿体水平厚度0 ～5 0 m； F e 3 矿体水 平厚度2 ～8 m。 矿体形态呈层状、 似层状产出。 磁铁贫矿体重3 ． 4 t ／ m ， 岩石体重2 ． 7 t ／ m3 o 普氏硬度系数 磁 铁贫矿f l 5 ～2 5 ， 岩石f 5 ～1 7 。 磁铁贫矿TF e 平均地质品位3 5 ． 5 ％。 矿体和围岩的稳定性较好 ， 对矿 床开采影响不大。 采 出矿石质 量满足选矿厂选别工 艺要求 。 3、采 区开采现状 和存在问题 3 ． 1采 区开采现状 下含铁采区目前主要开采1 3 ～2 2 线之间1 4 0 m水平以上的矿 体。 采区为平峒开拓， 现有1 8 0 m和1 4 0 m两个平峒采矿车间。 其中 1 4 0 m平峒分为南、 北两个平峒口， 均与中央采区共用。 年生产能力 在4 0 -5 0 万吨之 间。 该采区的 1 8 0 m水平 已经开采 完毕 ， 目前只有 1 4 0 m水平回采本水平矿房矿量及矿柱回收， 采用原有的平峒开拓 运输系统， 采矿方法为浅孔留矿法， 矿山目前正在进行 8 0 m和 2 0 m水平开 拓， 生产 逐步转入深部开采。 矿井通风采用 自然通风与机械通风相结合 的通风方 式， 并 以自 然通风为主； 矿井排水采用自流排水方式。 3 ． 2采 区存在 问题 1 浅孔留矿采矿方法装备水平落后， 生产效率低下， 采场安全 管理复杂。 针对矿山对产能的需要， 应采用安全高效的无底柱分段 崩落采矿方法以满足矿山生产需要。 2 采区的通风系统不完善。 目 前， 矿山为平硐开拓 ， 通风系统采用平峒进风， 采场或回风水平回 风。 以自然通风为主并配有机械通风， 采场的风流很不稳定。 在矿山 转入深部开 采后 ， 通风系统需要重新建立 。 3 开采范围需要 重新调 整。 该采区目前主要开采二矿区1 3 ～2 2 线之间1 4 0 m水平以上的下 含铁带矿体。 目前开采范围对东南区开采有一定的影响， 为了理顺 开采顺序， 合理利用矿产资源， 确保矿山安全生产， 下含铁带采区的 开采范围需要重新进行调整。 4、采区优化开 采研究 4 ． 1采 区开采范围的确定 超前于东南区开采深度， 为确保相邻采区开采安全， 充分利用回收 矿产资源， 下含铁带采区与中央区应保持一致， 开采范围为1 3 1 9 勘 探线。 开采对象为F e l和F e 2层矿体。 为充分利用中央区现有提升 和溜破系统， 确定采区延深开拓深度到一 2 8 0 m。 按开采范围和深度 计算， 采区开采范围内的矿石地质储量约3 6 0 0 万吨。 4 ． 2采 区合理 开采规 模 采区原采用潜孔留矿法 ， 生产能力4 5 万t ／ a ， 根据采区矿体赋存 条件， 如果采用无底柱崩落法及提高采矿装备水平， 按年下降速度， 有效进路法和新水平准备时间三种方法验证， 采区生产能力可达到 1 0 0 万t ／ a 。 4 ． 3采区开拓运输 系统 采区 1 4 0 m水平以上采用平硐开拓。 根据相邻中央采区深部延 深开采工程内容， 结合井下铁矿中央采区现有开拓运输系统现状 ， 以及两个采区同时延深开采时间和空间位置， 下含铁带采区1 4 0 m 以下应采用竖井斜坡道开拓。 在下含铁带采区1 4 0 m - 2 8 0 m开采 期间， 竖井利用中央区现有主、 副井提升系统， 主斜坡道利用中央区 新建主斜坡道。 为满足大型采掘设备在采场运行方便， 每个水平都 设有采场斜坡道。 现有中央区东南回风竖井做为下含铁带采区专用 回风井， 现有中央区专用人风井经验证不能满足下含铁带采区开采 用风量要求， 因此采区需新掘一条长4 5 7 m， 净直径4 ． 0 m专用人风 井。 该系统形成后， 能够满足采区开拓、 运输、 通风、 排水等生产需求 图1 。 图 1 采区延深开 采优化立体 示意图 4 ． 4采矿方法 区1 4 0 m水平以下矿体赋存条件及相邻中央采区目前使用的 无底 柱分段崩落法现状 ， 为与 中央采区开采保持一致 ， 便于矿山生 产管理 ， 下含铁带采区延深开采的采矿方法应该由浅孔留矿法改为 无底柱分段崩落法。 采区 2 0 m水平以上开采， 阶段高度6 0 m， 分段高 度1 5 m， 进路间距1 5 m， 进路断面3 ． 6 m X 3 ． 8 m 按现有2 m3 铲运机规 格考虑 。 采区2 0 m水平以下开采， 阶段高度为1 2 0 m， 分段高度为 1 5 m， 进路间距2 0 m， 进路断面4 ． 2 m 4． 0 m 按下含铁带采区 1 4 0 m水平 以上采用浅孑 L 留矿法 ， 开采工艺落后 ， 生产效率低 。 根据采 4 m3 电动铲运机确定 。 当矿体厚度大于1 2 m时， 采用垂直走向布置 下含铁带采区与东南区彼此相邻， 目 前中央下含铁带开采深度 ⋯ ⋯ 下转第1 l 7 页 作者简介 杨明久 1 9 5 3 ． 9 男， 汉族 ， 辽宁辽阳人， 鞍钢集团矿业设计研究院采矿高级工程师， 主要从事矿山设计研究工作。 C h i n a S c i e n c e T e c h n o l o g y Ov e r v ie w 1 1 5 油 田 、矿 山 、 电 力 设 备 管 理 与 技 术 矿企业要逐步建立所有设备的检修、 保养档案制度， 细化和加强设 备的强制保养工作， 认真落实包机责任制。 煤矿机 电设备运行监控 图如图2 所示。 逐步推广使用设备状态监视和故障诊断技术， 积极开 发、 推广、 应用一些质优价廉的煤矿机电设备诊断监测仪器、 仪表。 借助先进的监测仪器对煤矿机电设备进行检查和维修， 不仅有利于 将煤矿机电设备的维修管理逐步从时间维修模式过渡到状态维修 模式， 更能为煤矿企业带来明显的经济效益， 促进煤矿企业的发展。 图 2 煤矿机电设 备运行监控图 3 ． 4 加 大机 电维护管理队伍培训力度 先进的技术装备需要高技能、 高技术、 高素质的管理人员、 维修 人员和操作人员， 否则再先进的技术装备也无法发挥其应有的效 率。 因此， 煤矿企业必须要立足本企业的实际， 抓好一切机会， 加大 对煤矿机电设备的维护管理人员的培训力度， 通过扎实有效的业务 培训， 增强员工的责任意识、 奉献意识， 不断提高机电技术队伍的素 质。 敢于突破旧框框， 在批评中继承， 在继承中创新， 在创新中发展。 要转变观念， 只有转变观念， 树立科学的管理理念， 掌握科学的管理 方法， 才能走出一条向机电管理要效益的路子。 ⋯上接第 1 1 5 页 进路， 矿体厚度小于1 2 m时， 沿走向布置进路。 每隔1 0 0 m布置一个矿 块， 溜井间距1 0 0 m， 规格2 m X 2 m， 人行通风天井每隔1 0 0 m设一条， 规格2 ． 5 mX 2 ． 5 m。 主要设备配置有 电动铲运机E S T一 3 ． 5 型 2 0 m 以上 ， 电动铲运机T OR O- 4 0 0 E 型， 掘进台车B o o me r 2 8 1 ， 采矿凿 岩台车S i mb a H1 2 5 3 型， 另配有柴油铲运机。 4 ． 5采 区通 风 系统 经验算， 中央区和下含铁带两个采区总需风量4 4 8 m ／ s ， 其中 中央区2 9 7 m ／ s ； 下含铁带采区1 5 l m ／ s 。 现有 中央 区三 风井最大进 风量3 5 5 ． 5 m ／ s ， 因此， 现有三风井不能做为两个采区专用人风井。 为满足下含铁带采区延深开采通风需求， 采区必须新建一条专用入 风井， 净直径4 ． Om ， 井深4 5 7 m， 回风竖井利用中央区现有东南回风 竖井。 下含铁带采区通风系统为单翼对角式3 级机站通风系统， I 机站 设在新建专用进风井的进风石门内； I I 机站设在回风竖井的回风石 门内， I I I 机站设在回风竖井地表。 采区通风系统路由为 地表新鲜空 气从新建专用人风井进入井下， 经由进风石门、 平盘运输巷道和采 区进风天井进入需风工作面， 新风洗刷工作面后变成污风， 经采场 分段巷道、 采区回风天井、 回风石门和现有的东南回风井排到地表。 4 ． 6采 区排 水系统 下含铁带采区1 4 0 m水平以上采用自流方式， 1 4 om 水平以下 采用泄水井流到 中央区现有排水泵站 ， 利用中央 区现有 排水系统 。 矿区水文地质条件属于简单类型， 经水文计算采区正常涌水量 3 ． 5加强机 电设备更新改造力度 煤矿机电设备运行环境恶劣， 机电设备故障率会明显上升， 因 此， 要进一步加大设备更新改造的力度 ， 力争在设备彻底失效前进 行设备的更新， 确保不发生任何安全事故。 通过采用技术上比较先 进、 使用操作规程上比较方便、 经济上比较合理、 管理上比较进步的 新型设备替代原来使用的老设备。 通过技术改造， 全面提升机 电设 备安 全运行 的水平 。 4、结 语 煤矿机电设备的保养， 尤其是维护和维修工作， 是煤矿企业的 一 项重要的技术和管理工作。 合理的维护和维修工作， 能够使煤矿 机电设备长期处于 良好的运行状态和技术状态， 从而为煤炭生产的 安全 、 有序 、 正常进行和煤矿企业生产成 本的降低 、 经济效益的提高 提供有力的保障和坚实的后盾。 做好机 电管理与维护工作， 一定要 从保障安全、 服务生产及技术创新的角度人手， 结合煤矿的具体实 际情况， 通过定期的检修工作， 强化井下电气设备及流动设备的管 理 ， 提高机 电设备管理人 员和机 电操作人员的责任意识 ， 把工作 的 重点放在提高设备的安全水平上， 引导生产力发展， 实施机电设备 投入与先进技术引进相结合， 落实管理与维护措施， 确保机电设备 的安全运行， 杜绝安全事故的发生。 参考文献 [ 1 ] 鄢玉华． 浅谈煤矿机电设备的维护与修理[ J ] ． 科技与企业， 2 0 1 2 ， 0 8 ． [ 2 ] 王磊． 煤矿机电设备的安全管理与维护探讨[ J ] ． 机电信息， 2 0 1 2 ， 0 6 ． [ 3 ] 吕春发． 煤矿机电设备的技术管理与检修改造[ J ] ． 经营管理者， 2 Ol 1 。 01 ． [ 4 ] 梁志刚． 浅谈煤矿机电设备的管理与维护措施[ J ] ． 科技创新导报。 2 01 2 ． O 4 ． [ 5 3 魏强． 故障诊断技术对综采机电维修的技术研究[ J ] ． 中小企业管 理与科技 下旬刊 ， 2 0 1 2 ， 0 1 ． [ 6 ]吕子明。 蔡英辉， 张瑞芹． 浅析煤矿机 电事故及预防措施[ J ] ． 科技 传播， 2 0 1 0 ， 2 1 ． [ 7 ] 张守军． 煤矿井下机电设备的维护与维修研究[ J ] ． 中小企业管理 与科技 下旬刊 ， 2 0 1 0 ， O 2 ． 1 5 1 0 In ／ d ， 最大涌水量 1 7 5 2 0 m ／ d 。 为满足两个采 区共用排水泵站 的需求， 现有中央区一 3 4 om 、 - 2 2 0 m、 一1 0 o m排水泵站必须改造， 为不 影响下含铁带采区延深开采排水需求 ， 现 阶段只能考虑-l D m水 泵站改造设计。 然后再根据下含铁带延深开采情况， 再做中央区一 3 4 om 、 一 2 2 om 水泵站改造设计。 该采区利用中央区现有排水系统 技术可行， 经济合理 。 4 ． 7技 术 经济 指标 优化开采研究圈定地质矿量3 6 0 0 万t ， 采区开采年限可达到4 0 年。 下含铁带延深开采， 可以充分利用中央采区现有提升系统和溜 破系统， 可节约投资3 5 o o 元。 采区井下排水及通风系统， 能充分利 用中央采区现有排水泵站及东南回风竖井， 可节约投资2 8 0 0 元。 采 区生产能力 由目前4 5 万t ／ a 提高到1 0 ff T f t ／ a 。 因此 ， 该采区延深开采 优化研究， 技术是可行的， 经济是合理的。 5、结 语 根据下含铁带采区开采现状及矿体赋存条件， 结合相邻中央采 区现有开拓运输系统现状及采区目前开采存在的问题， 对西北采区 延深开采范围、 开采规模、 开拓运输系统、 采矿方法， 采区通风系统、 排水系统等进行了优化研究。 通过合理利用中央采区现有开拓运输 系统， 改变采矿方法和增加开拓工程内容， 使采区生产能力由4 5 万 t ／ a 提高到1 0 0 7 f t ／ a ， 达到了采区延深开采规划目标， 给下含铁带采 区开采长远发展指出了方向。 C h i n a S c i e n c eT e c h n o l o g y Ov e r v i e w 1 1 7