金川F17以东矿山开采技术探讨.pdf

2 0 0 5 年 1 0月 第 3 4卷第 5期 中国矿山工程 C h i n a Mi n e En g i n e e r i n g Oc t ． ． 2 0 0 5 Vo 1 ． 3 4 No ． 5 金J I I F 1 7 以东矿山开采技术探讨 Di s c u s s i o n o n Mi n i n g T e c h n o l o g y i n t h e Ea s t o f F1 7 i n J i n c h u a n 伏建明， 王孝义， 李志敏 金 川 集 团 有 限 公 司 ， 甘 肃金 昌7 3 7 1 0 0 关键词 采矿方法 ； 开采技术条件 ； 探讨 摘 要 介绍 了 F ， 以东矿 山开采技 术方案优化的主要 内容 ， 提 出开采过程 中应研 究解决的技 术问题 ， 阐述 了提前投产的意义及 需要采取的技 术措施 。 Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d； mi n i n g t e c h n i c c o n d i t i o n； d i s c u s s i o n Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e d t h e ma i n c o n t e n t o f o p t i mi z e d s c h e me o f mi n i n g t e c h n o l o g y i n t h e e a s t o f F l 7 ． S o me t e c h n i c a l p r o b l e ms w h i c h n e e d e d t o b e r e s e a r c h e d a n d s o l v e d d u ri n g mi n i n g p roc e s s we r e p u t f o r w a r d ， a n d t h e i mp o r t a n c e o f p u t t i n g i n t o p r o d u c t i o n a h e a d o f S C h e d u l e a n d t e c h n i c a l me a s u r e we r e e l a b o r a t e d ． 1 前言 F 。 以东矿山采矿方法， 初步设计为机械化水平分层下向 胶结充填法． 采用下盘竖井一斜坡道联合开拓方式和上盘采 准方案 ， 基建工期 5年 。 针对基建和开采技术 问题 ， 工程技术 人员经分析论证 ， 进行 了设计和基建进度网络的优化。F 。 以 东基建工程较基建探矿工程提前 3个 月开工 ， 目前 已完成基 建工程量 7 9 ％． 开拓工程的施工全部结束 采准工程 、 坑内安 装工程 的施工全面展开 ，地表工业设施的建设基本完成 ， F 。 以东矿山开采的各大系统将陆续建成 。F 。 以东矿 山比计划 提前 1 年建成。建成后第一年产量将达到设计能力的 8 0 ％． 第二年达产 。 2 开采技术 条件 矿体赋存于 区域性大构造褶皱断裂带的次级断裂构造 中， 断裂为矿 区的主要构造形式 。该矿 区最大 的断裂构造是 F ． 断 层 ， F 。 断层 宽 2 - 6 m， 呈 张 扭性 ， 水平 断距 1 3 0 ～ 2 6 0 m， 垂 直断距 为 9 0 ～ 1 5 0 m 在 4 0行附近将整个矿体截为两段 ， 以西 属于一期工程 ， 以东是 F 。 以东矿山开采 的对象 。 从工程揭露 情况看， F 。 断层对巷道掘进和采矿的影响不大 ， 也未构成地 下水的通路。地表 5 4 ～ 5 6行有一条名为“ 大沙沟” 的河道 ， 汇 水面积达百余平方千米 ， 雨季水深达数米 ， 平时干涸 。地表 、 地下水对充填法影响不大。矿体顶板主要为二辉橄榄岩， 底 板围岩以大理岩为主。 矿岩节理裂隙发育 ， 整体稳定性差 、 极 易冒落 。围岩顶板相对稳固， 而底板稳固性较差 。 3 采矿方法 金川矿山生产经过多年改进和创新，充填采矿方法有了 维普资讯 8 中国矿 山工 程 2 0 0 5 年 第 3 4卷 发展 ， 采矿工艺产生 了很 大变化 。采矿方法 的变革 过程是 留矿嗣后充填法一上 向分层充填法一下 向 分层充填法。而采矿方法的变革实际上是采矿工艺 技术 不断创新 的过程 ， 采矿工艺过程是 留矿法采 矿一上 向分层采矿一下 向分层采 矿一下 向分 层高 进路采矿 一下 向分层六角形进路采 矿一下 向六角 形高 进路无轨设备采矿 一下 向水 平分层机械化盘 区采矿 ； 充填工艺 技术创新过程是 粗骨料胶结充 填 一 高浓 度 细砂胶 结充 填 料浆 管 道 自溜输 送 充 填一尾砂膏体泵送充填。多年生产实践证 明， 下 向 六 角形高进路无轨设备采矿高浓 度细砂胶结充填 料浆管道 自溜输送充填采矿法 以下简称下 向机械 化六角形高进路充填法 和下 向水平分层机械化盘 区高浓度细砂胶结充填料 浆管道 自溜输送充填采 矿法 以下简称下 向机械化盘区充填法 ， 适合金川 矿 区工 程地质条件 ， 能够很好控 制矿山地压 ， 是应 用 较 为成 功 的采矿 方法 。 下 向机械化盘区充填法 主要优点是 采场安全 性好 ， 采矿效率高 ， 劳动强度小 ， 回采施 工灵活 。实 际生产 中存在的主要问题是 充填溢 流造成采场泥 水 污染 严 重 ；采 准 巷道 断 面大 巷道 净 断 面 为 1 7 ． 5 - ， 掘进和支护 费用高 ； 采矿成本较高 ； 基建采 准量 大 ， 巷道维护 困难。下 向六角形高进路充填法 能够 从根 本 上解 决采 场 泥 水 污染 问题 ； 采用 小 型 采 矿设备 如 2 m 铲运机 ， 所需巷道断面小 巷道净断 面 1 0 ． 0 9 m ， 基建采准量少 ， 巷道维护容易 ； 采空 区 充填体呈蜂窝状镶嵌结构 ，提高 了采场 的稳定性 ， 能有效控制地应力， 采矿成本较低 。 F 以东初步设计 的采矿方法是下 向机械化盘 区胶结充填法。基建工程施工之初 ， 经 比较论证 ． 改 变 了原设 计 的采 矿方 法 ， 确 定 采 用 下 向六 角形 充 填 法， 人工凿岩， 2 m。 铲运机出矿 。采矿方法 的改变考 虑了以下主要 因素 采空区地压控制与采场作业环 境的安全性 、 生产规 模和采矿效率 、 采场泥水污染 的治理 、 基建工程量及工期 、 生产成本。 尽管六角形采矿法 已在龙首矿成功应用 ， 由于 F ． 以东矿山与龙首矿相 比，开采技术 条件不尽相 同， 开拓方式不 同， 基建工期要求不同。因此 ， 要把 这种采矿方法成功应用于 F ． 以东矿 山，应研究解 决 以下技术问题 六角形采矿法在厚大矿体中应用 问题 六角形进路 的形成方式 、 后期地压控制 、 分层 道服务时间及稳定性等 ；提前投产进行首层采矿 而采 切工程相 对滞 后 ， 采场 出矿 、 通风及充填 系统 还未完全形成的问题等。 结合 龙首矿六角形高进路 采矿方法的成功经 验 、 F 以东开采技术条件 和提前投产的实际情况 ， 对六角形高进路采矿方法进行改进 ， 主要改进 内容 包括 ①六角形高进路的形 成过程 不设 预备层 ， 第 一 分层间隔回采 ； 转层后 ， 第 二分层间隔回采 第三 分层形成正规的六角形高进路 见图 1 。②采场长度 即矿体 厚度 大 于 1 5 0 m 时 ， 布 置两条脉 内溜井 。 ③第一分层进路断面为直墙三心拱并且留底角 f 见 图 2 。 ④从第一分层开始 ， 按照六角形高进路钢筋 吊 挂要 求进行施工 图 1 六角形高进路形成过 程示意图 4 采准工程 采准工程布置应根据矿岩稳 固性 、 采矿方法及 设备 、 开拓方式 、 基建工期等因素确定。初步设计采 用上 盘采准方案 见图 3 ， 主要考虑 因素是 ①矿体 上盘 围岩较下盘稳 固， 巷道布置在上盘较下盘容易 施 工和维护 ； ②F ． 以东主斜坡 道 约 6 0 O re 布置在 矿体上盘并与二矿 区主斜坡道 1 1 5 0水平石 门 相 通 。开拓工程 东主井和 4 6行副井 位于矿体 的下 盘 ，分段工程及 F ． 主斜坡道等采准工程位于矿体 上盘 。 存在以下缺点 ①开拓工程与采准工程经过石 门运输道相连通 ， 石门运输道工程量 大并且穿过矿 体段 约 1 5 0 m ， 受采动影响难 以维护。类似情况如 二矿区 1 1 5 0水平粉矿 回收道 ， 穿过矿体 ， 尽管留有 3 0 m 1 2 m 宽 高 的矿柱 ， 还是 因采动影 响维护 困 难 ， 最终不得不重新设计施工粉矿 回收道。 ②矿石运 输存在反 向运输 ， 增加了出矿成本 。③基建工期长 ， 不能满足“ 提速建矿” 要求。 对矿 山采准方案优化 目的是选择最 优的采准 工程布置方 案 ， 为 提前投 产 、 达产以及矿山持续高 产稳产从技术上提供保障。 F ． 以东矿山采准方案优 化的主要 内容是将 上盘采准改 为下盘采准 ； 利用东 部分斜坡道布置 F ， 以东主斜坡道 ， 使开拓 、 采准工 程都位于 矿体的下盘 ； 基 建工程量减少 。 而且基建 工程 施工 能 以东 主井 、 4 6行 副井 、 F ， 以东 主斜坡 道 、 1 2 0 0水平等四条关键线路 同时展开， 缩 短了基 维普资讯 第5 期 伏建明等 金川F ． 以东矿山开采技术探讨 9 图 2第一分层进路及分层道断面图 4 9 5 3 ／ 36 37＼ 39 誊 46 47 ＼ ＼ ≥ ／ ，， 1 ＼ 。＼ ＼ ／ ／ ， 、 _ ● ／ 4 ＼ ／ 【一 ＼ ／ ． ／ 图 3 F 。 ， 以东上盘采准工程布置示意 图 l l 1 5 0水平石门运输道 ； 2 一l 2 0 0充填回风水平 ； 3 一 l 1 5 0分段 采准丁程； 4 一 l 1 5 0 ～ 1 0 5 0斜坡道 ； 5 一 二矿区 1 1 5 0水平石门 建工期。下盘采准方案也存在一些缺点f 见图 4 ． 只 有 在 基 建和 生 产 中克 服 影 响 下 盘采 准 的不 利 因 素． 才能更好的体现下盘采准的合理性 ， 需要研究解决 的技术 问题有 下盘采准 巷道采用普通 支护方式 即喷锚网支护 能否达到生产要求 。 采取哪些技术 措施来减少围岩稳固性差对生产的影响 ； 东部分斜 坡道原作为一期工程的采准斜坡道服务 时问已达 1 2年 ，其服务时问能否再延长而被 F ． 以东矿 山开 采利用 ， 分斜坡道 的稳定性 、 可靠性必须进行调查 研究 ， 并采取有效措施 如周 围采空 区充填 、 局部加 固、 围岩位移监测等 ， 以确保斜坡道的长期安全使 用 5 存在 问题及采取措施 矿 山提前投产意味着缩短基建工期 、 提前完成 基建任务 、 提前进行生产 。提前投产可以实现早 出 矿 、 早见效 ， 减少了矿山建设 的还贷期 ． 有 利于增强 企业 的经济效益，有利于矿 山在短期内形成生产规 模 、 实现生产能力 的最优化。F ． 以东矿山计划提前 一 年 投 产 ， 提 前 投 产 将 产 生 一 些 问 题 ， 解 决 好这 些 问题 ， 有 利于 基建 和生 产 的顺 利衔接 1 基建之前 ， 根据矿I J I 建设 的总体要求 ． 优化 设计 、 编制基建进度计划 及进度 网络 、 确 定最优的 施工关键线路。如 建设方案 南一期建设改为分期 建设 ，减少了前期建设的工程量 ；高位溜井 1 2 0 m 深 改为短溜井 3 0 m和 7 0 m ， 施工容易 。采准方案 优化 后 ．减 少 了 1 1 5 0水平 石 门 的工 程量 和 施 工工 期 ，为尽早开始多点全面施工创造了条件 ； F ． 以东 主斜坡道从上下两个工作 面同时施工 ． 工期缩 短一 年 。 使分段采准工程能够提前施工 ． 同时废石大部 分经 南4 6行副井提升 ．缓解 了二矿 区西副井出毛 压力。 确定了 4 6行副井 、 东主井 、 F ． 以东主斜坡道 、 1 2 0 0水平 基建探矿工程 四条关键施工线路 ．实践 证明关键施工线路是合理的 维普资讯 1 0 中国矿 山工 程 2 0 0 5 年 第 3 4 卷 图 4 F 以东下盘 采准工程布置示意 图 1 1 1 5 0主运输水平 2 一l 2 0 0充填 回风水平 ； 3 1 1 7 2分段采准T程 ； 4 一 l 2 0 0 1 1 5 0斜坡道 2 结合基建施工 ， 合理设计 和组织首层 采矿 。 一 方面生产中要充分利用基建施工的措施工程 ， 另 一 方面要调整基建施工 的重点 ， 减少基建与生产 的 影响。如 具备条件 的采场先开始采矿 ； 加快脉外溜 井 的施工， 先期形成两个溜井， 废石和矿石分出。 3 采取必要措施 ， 形成临时系统 ， 解决采切工 程滞后 、 系统 尚不完善与提前投 产的矛盾。如 在 1 1 5 0运输水平增设 一条钢轨 ，解决基建废石与矿 石同时运输 问题。在 F 。 以东系统 尚未完全形成 的 条件下， 敷设部分临时管缆线路 ， 利用 F 。 以西供风 、 供水 、 供电系统等。 4 生产中系统完善尤其重要 。首层采矿同时 要加快采切工程施工进度 ， 逐步形成 系统 ， 短期 内 形成良好 的采场作业环境 。 6 结束语 矿 山投产之前 ， 对基建和生产中可能遇到的技 术 问题 ， 有预见性进行设计优 化 ， 提 出并采取技术 保证措施 ， 可 以缩短基建期 和达产期 ， 消除生产 中 的不利因素 ， 使矿 山生产能力 最优化 ， 达到科 学合 理的扩大生产规模 、 提高企业经济效益。 【 参考文献】 【 1 】 于润仓 ． 矿 山设 计 与企 业经 济 效 益【 J J ． 有 色矿 山 ， 2 0 0 3 ， 1 1 - 3 ． 【 2 】 北京有 色冶金设计研 究总院． 金川有色金 属公 司矿 山改 扩建 _T程初步设计【 Rl ， 2 0 0 1 ． 露天采矿技术 杂志 2 0 0 6年征订启事 露天采矿技术 杂志是 由国家安全生产监督管理总局 主管 ， 南煤炭科学研究总 院抚顺 分院 、 平 朔煤炭工业公 司安太堡露 天煤矿 和平朔安家岭露天煤炭有限公 司共 同主办的面 向国内外发行 的综合性科技刊物 。 主要报道国 内外露天矿山行业在科研 、 设计 、 生产 、 管理 、 信 息等方面的先进 技术及经验。 本刊设有采矿工程 、 边坡工程 、 爆 破工程 、 选矿工程 、 地 质与测量 、 机电与 自动化 、 路桥 与建筑工程 、 安 全与环保 、 经济与管 理 、 信息与文摘 、 材料 与加工 等栏 目。 本刊为双月刊 ． 大 1 6开 ， 从 2 0 0 6年开始内页扩 大为 6 4页 ， 刊号 为 I S S N 1 6 7 1 9 8 1 6 ， C N 2 1 1 4 7 7 ／ T D 。每期定价 1 0 ． 0 o元 ， 全年价 6 0 ． 0 o元 。国内邮发 代号 8 3 3 ， 真诚欢迎新 老订户向全 国各地 邮局订阅本刊 ； 也可直接汇款 向编辑部订 阅 邮局 和银行 汇款请注明“ 定刊款 ” 字样 。 通讯地址 辽宁省抚顺市望花 区丹东路西段 1 0号 露 天采矿技术 编辑部 邮 编 l 1 3 0 o 1 电话 - 0 4 1 3 6 8 8 3 2 8 5 传真 04 1 3 6 8 8 3 2 8 5 电子邮件 h e m j s 1 6 3 ． t o m 维普资讯