破碎厚大矿体采矿方法试验研究.pdf

理论研究 411 Li Lun Yan Jiu 破碎厚大矿体采矿方法试验研究 ◎冀伟杰 申丽丽 沃杭帅 摘要某矿山矿体为缓倾斜极厚矿体，矿体的顶板主要为厚层灰岩，局 部出露带黄泥的风化灰岩；矿体的直接底板主要为矽卡岩，节理裂隙发 育，多呈碎块状，稳定性较差；局部出露蚀变闪长岩，硬度较小、遇水 泥化，不稳定；矿体节理裂隙发育，属于不稳定到中等稳定级别。就此 开采条件提出了一些回采方案，经比较选择了垂直走向布置的阶段矿房 法作为开采主要回采手段之一，并进行了现场试验，对试验结果和选择 过程进行了介绍。 关键词破碎厚大矿体；采矿方法试验；充填 1地质概况 某铁矿为一埋藏较深的隐伏矿体， 埋藏于地表250m以下， 赋存标 高-100 m以下， 主要矿体均赋存在岩浆岩与中奥陶系灰岩的接触带及其 附近灰岩接触带附近， 矿化范围在灰岩中一般距接触带不超过150m。 矿体 主要分布于3线～7线间， 勘探控制面积达1km2， 矿体走向总长2000 m， 宽 300m～1000m， 总体走向北东14， 倾向南东、 倾角一般在10～15， 局 部因岩体顶面形态变化影响， 倾角可达50～60， 矿体埋深具有北浅南 深及西浅东深特征， 已控制矿体深度m～800 m。 2开采技术条件 矿区地表为低缓的山丘及耕地， 地形平缓， 比高一般不大， 地表不允 许塌落。 矿体产于300m以下的中奥陶统灰岩与似斑状辉石闪长岩体接触 带上及其附近， 矿体上覆岩层厚300m～700m， 包括第四系松散沉积物、 石 炭系含煤碎屑沉积岩、 中奥陶统碳酸盐沉积岩。 矿区矿体分布较为集中。 矿体中矿石多属致密坚硬的块状矿石或条带状矿石， 仅在局部块段内出 现粉状氧化矿石或蜂窝状溶蚀矿石， 矿体节理裂隙发育， 属于不稳定到中 等稳定级别。 厚大矿体中所出现的结晶灰岩、 大理岩、 矽卡岩包体或夹石， 一般均具有程度不同的矿化， 其稳固程度稍次于矿石。 矿体顶板岩石主要 为厚层灰岩或大理岩， 局部出露带黄泥的风化灰岩、 矽卡岩、 角砾状灰岩。 底板岩石主要为矽卡岩及蚀变闪长岩， 节理裂隙发育， 多呈碎块状， 稳定 性较差； 局部出露蚀变闪长岩， 硬度较小、 遇水泥化， 不稳定。 矿石类型以 原生磁铁矿石为主， 局部见有氧化矿石。 矿石中TFe最高品位59.54， 平均 40.27， 为富铁矿床。 其TFe品位在垂向上有上富下贫的规律， 在平面上则 表现为矿体中部厚大部位品位较高， 边部薄矿体的品位较低。 3采矿方法选择 根据矿体赋存条件， 适合的采矿方法有上向水平分层充填法、 分段空 场嗣后充填法。（1） 上向水平分层充填采矿法。 上向水平分层充填采矿法 优点是分层回采， 分层充填， 能适应矿体的变化， 不容易丢边和超采， 有利 于选别回采， 损失贫化小。 缺点是回采过程中， 每层采、 出、 充循环作业周 期短， 工艺环节多， 互相干扰[1]。 矿块生产能力随着管理水平和机械化程 度而异， 人在采场内作业， 直接顶板需要进行护顶加固， 安全性差。（2） 分 段空场嗣后充填采矿法。 分段空场嗣后充填采矿法优点是凿岩、 爆破作 业均在巷道中进行， 采用铲运机出矿， 作业安全性好[2]。 分段采矿， 灵活性 强， 能较好适应矿体形态变化； 缺点是分段工程施工组织复杂， 采切工程 量较大， 支护工作量大， 作业周期长， 平底结构出矿效率低， 底部结构内残 矿损失较多。 4采矿试验方案 （1） 试验采场的选择。 试验采场布置在108穿脉上盘位置， 该区域矿 体厚度约100m， 矿体上盘倾角45， 该区域开拓工程已施工完毕， 便于进 行采矿试验。 （2） 采场结构参数。 阶段空场嗣后充填法采用中深孔凿岩， 矿块垂直 矿体走向布置， 矿块宽度10m， 矿块长度50m， 分段高度为15m。 为减少矿房 侧帮的暴露面积， 保障试验采场的安全， 设副中段， 中段高度30m， 进行阶 段高度为30m的试验。 采矿方法示意图如图1所示。 （3） 采准切割工程。 阶段空场嗣后充填法的采准工程主要有通风天 井、 矿石溜井、 出矿联络道、 出矿进路、 堑沟拉底巷、 分段凿岩巷道、 切割 井、 切割巷等。 出矿进路与出矿联络道夹角为45， 在出矿联络道布置4条 出矿进路， 出矿进路规格为3.8m3.8m； 在出矿进路端部开掘堑沟拉底巷 道， 堑沟拉底巷规格为3.9m4.3m； 切割天井布置在堑沟拉底巷下盘端 部， 切割天井规格为2m2m。 图1 采矿方法示意图 1切割天井 2堑沟拉低巷 3出矿进路 4出矿联络道 5凿岩巷道 6中深孔 （4） 回采。 中深孔凿岩在堑沟拉底巷道中和分段凿岩巷中进行， 采用 YGZ-90型凿岩机凿上向扇形中深孔， 炮孔直径60 mm， 炮孔排距1.6m， 孔底 距1.8m。 炮孔采用装药器装药， 乳化炸药爆破， 非电起爆系统双路起爆， 一 次爆破1 2排孔。 前期装药爆破时采用炮孔全长装药， 致使炸药单耗较 高且对后排炮孔冲击较大， 后排炮孔出现塌孔现象， 经调整使用间隔装药 减少单排炮孔装药量后对后排炮孔影响较小， 后续爆破效果达到预期水 平。 采场控制放矿块度为600 mm， 不合格大块在出矿进路中进行二次破碎 处理。 采用铲运机出矿， 倒入采区溜井中集中出矿。 （5） 主要技术经济指标。 主要技术经济指标如表1所示。 表1 主要经济技术指标 项目单位试验指标 矿块生产能力万 t/a7.9 矿房采切比m/kt3.27 炸药单耗Kg/t0.34 延米炮孔崩矿量t/m7 矿石回采率88.17 矿石贫化率10.21 5结语 （1） 破碎矿体回采时应强掘强采， 减少矿房的生产周期， 可减少中深 孔塌孔堵孔等问题， 同时有利于矿块生产能力的提高。 （2） 对于赋存条件复杂的矿体应因地制宜采用采用多种采矿方法进 行开采， 对于边角矿及单独小矿体可采用分层充填采矿法进行开采， 对于 特别破碎矿体可采用预控顶上向分层采矿法开采。 （作者单位 河北金元矿业有限公司） 作者简介 冀伟杰 （1986～） ， 男， 本科， 地质工程师， 现为河北金元矿 业有限公司生产技术部地质工程师。 通讯作者 申丽丽 （1985～） ， 女， 硕士研究生， 矿业工程师， 现为河北 金元矿业有限公司生产技术部统计， 邮箱shenliliabc。 参考文献 [1]李庆倩,郭景柱.高阳铁矿采矿方法优化研究[J].采矿技 术,20082. [2]柳志森.苍山铁矿缓倾斜中厚矿体采矿方法试验研究[J].现代矿 业,20098.