李楼铁矿南部矿体采矿方法探讨与研究.pdf

第 3 5 卷第 5 期 2 0 1 5年 1 O月 矿 冶 工 程 M I NI NG AND M ETALLURGI CAL ENGI NEERI NG V0 1 ． 3 5 № 5 0c t o b e r 2 0 1 5 李楼铁矿南部矿体采矿方法探讨与研究① 石 磊 五矿邯邢矿业安徽开发矿业有 限公司 ， 安徽 霍邱 2 7 3 4 6 2 摘要 为优化李楼铁矿南部矿体采矿经济指标， 降低工程投入， 提高采矿强度 ， 对现用的空场嗣后充填采矿方法和垂直深孔球形 药包落矿阶段矿房法 V C R法 进行了对比。研究结果表明， V C R法是更适合李楼铁矿南部矿体的采矿方法。 关键词采矿方法； 空场嗣后充填采矿法； 垂直深孔球形药包落矿阶段矿房法 ； 矿石类型 中图分类号 T D 8 5 3 文献标 识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 0 2 5 3 - 6 0 9 9 ． 2 0 1 5 ． 0 5 ． 0 0 8 文章编号 0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 5 0 5 - 0 0 2 8 - 0 2 M i n i n g M e t h o d Di s c u s s i o n f o r t h e S o u t h e r n Or e - bo d y o f Li l o u I r o n M i n e S HI L e i A n h u i D e v e l o p m e n t Mi n i n g C o L t d ， Mi n m e t a l s H a n x i n g Mi n i n g C o L t d ， Hu o q i u 2 7 3 4 6 2 ， A n h u i ，C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o r e d u c e e n g i n e e r i n g c o s t wh i l e i mp r o v i n g mi n i n g i n t e n s i t y ，t h e c o mp a r i s o n b e t we e n t h e e x i s t e d g o b b a c k f i l l i n g me t h o d a n d VC R me t h o d wa s p r e s e n t e d f o r g e t t i n g a n o p t i mi z e d e c o n o mi c i n d e x for mi n i n g t h e s o u t h e r n o r e b o d y i n Li l o u I r o n Mi n e．I t i s fina l l y r e c o mme n d e d t h a t VCR me t h o d be mo r e s ui t a b l e for t h e s o u t h e r n o r e b o d y o f Li l o u I r o n Mi n e ． Ke y wo r d s mi n i n g me t h o d ；g o b b a c k fi l l i n g me t h o d；VC R me t h o d；o r e t y p e 安徽李楼铁矿矿体为沉积变质矿床， 矿带长 3 ． 4 k m， 宽 0 ． 2 5 ～ 0 ． 0 4 k m。据现有勘探工程揭露 ， 共有 6 个矿体， 按赋存位置不同， 由上而下矿体编号为 I 、 Ⅱ、 Ⅱ， 、 Ⅲ、 Ⅲ 、 Ⅳ。本文对李楼铁 矿- 4 2 5 m 中段南 部矿体 3 O ～ 4 4 勘探线 进行研究， 勘探工程显示 目 前该区域仅有 I 号矿体。 I 号矿体为主矿体 ， 主要产于新太古界霍邱群周 集组中段白云石大理岩中， 矿体顶板 主要为 白云石大 理岩、 黑云斜长 片麻岩 和石 英二云 片岩 ， 局部 为辉绿 岩 、 黑云石英片岩、 角闪斜长片麻岩 、 二云石英片岩石 ； 矿体底板主要为白云石大理岩、 绿泥石片岩 ， 局部为硅 化岩 、 绿泥石英片岩 。 矿体近南北走 向， 倾角 7 5 。 ～ 9 O 。 ， 属急倾斜矿体 。 矿石品位较均匀 ， 矿体 内基本 没有夹层。3 0 一 4 O 勘 探线， I 号矿体厚度平均为 3 0 m左右， 属厚矿体， 4 0 勘探线以南 ， 逐渐尖灭 。 I 号矿体绝大部分为石英镜铁矿， 普氏硬度系数 ．厂 1 2 ～ 1 6 ； 仅见少量石英磁铁矿石。矿石结构主要为 变晶结构 ， 次为交代结构、 压碎结构、 再结晶结构以及 胶状结构 。构造 以条带状 、 浸染状 为主， 次 为斑点状 、 片状、 块状构造 。 矿体顶板主要为片岩、 片麻岩 、 角闪岩 、 大理岩 ， 裂 隙不发育 ， 又多被绿泥石及碳酸盐矿物充填 ， 完整性较 好 ， 但受力易沿片理裂开， 其稳定性较差。矿体底板岩 石主要为 白云石大理岩 ， 裂隙 、 岩溶均不发育 ， 岩石完 整性 、 稳定性较好。含矿带上部岩性主要为片岩 、 片麻 岩、 大理岩及石英磁铁矿石 ， 裂 隙不发育且被充填 ， 矿 物蚀变普遍 ， 岩石完整性较好、 稳定性差 ； 在靠 近矿体 底板及矿层顶部附近挤压破碎带发育， 矿体的完整性、 稳定性较差。 1 工程概况及生产现状 1 ． 1 工 程概 况 一 4 2 5 m中段基建工程基本完成， 于 2 0 1 2 年 1 1 月 成功通过 了国家安全设施竣工验收 ， 并开始转入生产 阶段 。 该 中段将- 4 2 5 m水平设为运输水平 ， 其中 0 穿以 南的上下盘运输巷基本形成， 穿脉及相应的天溜井按 生产计划逐步完成 ， 0 穿 以南很快形成大规模的环形 运输条件 ， 为实现 5 0 0万吨／ 年的目标奠定了基础。 ①收稿 日期 2 0 1 5 0 3 2 8 作者简介 石磊 1 9 8 6 一 ， 男， 甘肃庆阳人， 工程师， 主要从事矿山采矿生产及技术管理工作。 第 5 期 石磊 李楼铁矿南部矿体采矿方法探讨与研究 首采 区共 分 为 5个 分段 ， 分 段 高 度 2 5 m， 其 中 一 3 0 0 m水平为充填分层， - 4 0 0 m水平为底部出矿分层， 其余为凿岩爆破分层 ， 并在各分层适当部位布置风溜井。 各分层下盘沿脉巷从首采部位 向南北两翼延 伸 ， 北至 1 6 勘探线 ， 南至 3 O 勘探线 ， 相应的采场 、 风溜井 基本形成 ， 目前能达到 3 0 0万吨／ 年的生产能力。 辅助斜坡道从地表通往- 4 2 5 m水平 ， 人 员、 无轨 设备、 材料和新鲜风流均可通往各分层工作面。 1 ． 2 生产现状 针对首采区和北部厚大矿体， 目 前选用的是空场嗣 后充填采矿方法 ， 即 分别在- 3 2 5 m、 一 3 5 0 m、 一 3 7 5 m水 平布置凿岩巷 ， 并在凿岩巷内布置上向扇形孔 ， 在一 4 0 0 1 2 1 水平布置底部 出矿结构和拉底巷 ， 并在拉底巷 内布置 上向扇形孔， 通过在孔内装药爆破实现崩落矿石， 最终 形成宽 2 0 m、 高 1 0 0 I I1 、 长约为矿体厚度的采空区， 采 矿工序完成后 ， 在 - 3 0 0 m水平打孔充填 。 2 国内外同类型矿床采矿方法概述 国内外针对厚大急倾斜矿体和极厚矿体采用的采 矿方法逐渐趋 向垂直深孔球形药包落 矿阶段 矿房法 V C R法 ， 而对于地表是建筑物 、 村庄农 田等需要严 格保护的情况， 则结合充填工艺， 形成 V C R法嗣后充 填的采矿方法 1 - 5 ] 。V C R法已国内外许多矿 山推广应 用。国内 V C R法应用情况见表 1 。 表 1 国内 V C R法应用的主要技术经济指标 V C R法是一种新型采矿方法， 在厚大急倾斜矿体 和极厚矿体中的应用将逐渐取代其它采矿方法， 并与 充填工艺有效结合 ， 形成 VC R法嗣后充填的新型采矿 方法 ， 在今后发展过程中有着不可预测 的潜力 。 3 采矿方法对 比 李楼铁矿南部矿体采矿工程有以下几个特点 ① 工程量大 ， 备采矿量形成周期长 。完整采场的 采准工程 包括 - 4 0 0 m水平底 部结构 ， 一 3 2 5 m 水平 、 - 3 5 0 m水平、 一3 7 5 IT I 水平 凿岩巷 及切割 工程 ， 合计 4 0 0 m； 采场 的回采工程包括 四个分层 的中深孔 ， 合计 1 7 0 0 0 m 。受采矿工艺施工顺序制约， 形成一个具备 回采条件 的采场需要 5 ～ 6个月 。 ② 受地质条件影 响， 爆破事故率高。 目前所采用 的采矿工艺通过 中深孔装药爆破， 将 四个分层依 次贯 通 ， 最后通过- 4 0 0 m水平底部结构集中出矿。然而 ， 中 深孔受断层和裂 隙的影响 ， 会发生不同程度 的变形 ， 最 终影响装药质量 ， 造成悬顶事故， 处理困难 ， 影响生产。 ③ 生产组织困难 ， 爆破工劳动强度大。受采矿工 艺影响 ， 退采应遵循由上而下的阶梯式退采顺序 ， 但底 部结构 的拉底巷没有与上水平的凿岩巷贯通 之前 ， 在 凿岩分层上作业 的柴油铲运机担负的出矿 量太 大 ， 而 电动铲运机没有得到有效发挥 ， 生产组织会 出现失衡 状态。爆破作业过程中 ， 装药全部 由人工完成 ， 且上 向 扇形孔装药困难 ， 返药对人体伤害较大。 ④ 边角挂矿严重， 矿石损失率高。据统计， 矿石 损失率可达 1 2 ％～1 8 ％。 ⑤ 投入的采准工程量较大， 采掘比大， 采矿成本 高。据统计， 采掘比可达 4 8 ． 6 2 m ／ k t 。 李楼铁矿南部矿体的屙 f生基本符合 V C R法应用的 条件 ， 可尝试采用该方法进行开采。采场垂直矿体走 向布置 ， 长 3 0 m左右 ， 矿房宽度 2 0 m， 矿柱宽度 2 0 m， 阶段高度 1 0 0 m。由于一 3 0 0 m水 平沿脉巷施工进度 滞后 ， 可将 采场 分 为两 个 阶段 ， 第 一 阶段 为 一4 0 0一 一 3 2 5 m， 高 7 5 m， 第二 阶段为- 3 2 5～ - 3 0 0 m， 高 2 5 m， 先采第 一阶段 ， 后采第二 阶段 ， 其 中可省去 一 3 5 0 1 T I 、 一 3 7 5 m水平南沿采准工程。在- 3 2 5 1 1 1 水平布置凿岩 巷和凿岩硐室 ， 并采用 S i mb a - 2 6 1钻机在凿岩硐室 内 钻凿下向深孔， 炮孔直径 1 6 5 m m， 间距和排拒 3 ～ 3 ． 5 m； 在- 4 0 0 m水平布置漏斗式底部结构及切割工程 ， 并在 拉底巷中施工控制高度为 1 0 m的中深孔。- 4 0 0 m水 平拉底满足要求后 ， 再按爆破设计对大孔进行装药爆 破 ， 逐层落矿， 最后在- 4 0 0 m水平集 中出矿。第二阶 段是一 3 0 0 m水平布置凿岩巷和凿岩硐室， 并施工 1 6 5 m m大孔 ， 第一阶段爆破 的空间已能满足第二阶段 的拉底空间， 可直接对大孔装药 ， 实施爆破作业 ， 最后 在- 4 0 0 m水平集中出矿， 待回采结束后， 封堵采空区， 进行充填。 下转第3 4 页 矿冶工程 第 3 5卷 下， 使用 C Y 一 1 2 作捕收剂， 只需适当调整浮选药剂制 度 ， 即可保证浮选分选指标 ， 且浮选流程稳定顺行 。常 温状态下按年平均浮选温度 2 5℃计算 ， 则每年节约煤 耗约 2 1 0万元 ， 因铁 回收率 的提高每年可多产出铁精 矿 3 7 0 0 t 以上 ， 创综合经济效益约 5 0 0万元／ 年。 4 常温浮选提铁技术符合我国工业经济的环保 发展需求 ， 该技术一旦推广应用于全 国各矿山企业 ， 将 产生巨大的经济与社会效益。可以预见， 常温浮选技 术将掀起反浮选提铁降硅技术发展的新高潮。 参考文献 [ 1 ] 余永富， 陈雯， 麦笑宇． 提高铁精矿质量实现高炉节能减排增效 [ J ] ． 矿产保护与利用， 2 0 0 9 1 1 3 - 1 6 ． [ 2 ] 余永富， 祁超英， 麦笑宇， 等． 铁矿石选矿技术进步对炼铁节能减 排增效的显著影响[ J ] ． 矿冶工程， 2 0 1 0 4 2 7 - 3 2 ． [ 3 ] 张泾生， 邓克， 李维兵． 磁选一 阴离子反浮选工艺应用现状及展 望[ J ] ． 金属矿山， 2 0 0 4 5 2 4 - 2 8 ． [ 4 ] 刘兴华， 廖振鸿 ， 严小虎， 等． 磁铁矿与磁黄铁矿综合回收试验研 究[ J ] ． 矿冶工程， 2 0 1 4 4 4 7 - 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8 ． 受 关于检测学术不端的公告 ； 为弘扬良好学术风气， 保护知识产权， 防止抄袭、 伪造、 篡改、 不当署名、 一稿多投、 一个学术成果多 茎 篇发表 等学 术不 端 行为， 本刊 与中 国 学 术期刊 光盘版 电 子杂志 社合作， 由中国 学术 期刊 光盘 版 电 子杂志社学术不端文献检测中 心对本刊网络版刊登的文章进行系统检测， 并按照“ 中国学术期刊网络 2 出版总库 删除学术不端文献暂行办法” ， 对出现以上学术不端行为的 文章作出 严肃处理。 l ； 特此公告 矿冶工程 杂志编辑部 ；；；；； ； ； ； ；；；；；；；；；