符山铁矿残矿回收的实践与前景.pdf

Suppl. September2005 金属 METAL 增刊 2005年9 月 符山钦矿残矿 回收的实残与喻康 范 才兵 邯邢矿山 局符山 铁矿 摘 要 就符山铁矿残矿回收的实践， 分析了符山铁矿残留 矿石的成因， 确定了残留矿石的赋存部位和状态， 选择了 合理的采矿方法和工程布置形式， 实现了残留 矿石的安全回收， 通过现状分析， 对残矿回收的未来进行了展 望。 关键词残留铁矿石采矿方法安全生产效果前景 Practice and Prospect of Residual Ore Recovery in Ft i shan Iron Mine Fan Caibing Fushan Iron Mine, Hanxing MineAdministration Bureau AbstractIn light of the practice of the residual 二。 ver y in Fushan Iron Mine, the causes for the ore remnance in Fushan Iron M ine were analyzed. The occurrence location and status of the residual ore were determ ined and the rational mining and engineeringconfiguration mode were selected, thus real i zingasafety recover y of the residual ore. Based on the analysis of the present conditions, the future of the residual ， r e cover y is prospected. KeywordsResidual iron or e , Mining , Safety production, Ef fect, Prospect 符山铁矿包括一、 四、 六3 个矿体， 其中四矿体 为主矿体。一矿体 1969 年投产 1992 年结束;四矿 体1969 年投产2000 年结束;六矿体1971年投产 1988年 结 束。 1994年 提交 一、 六矿 体 储量闭 坑 总 结 报告， 2001年 提交四 矿体储量闭坑 总结报告。 符山 铁矿在开采后期， 为了充分回收国家矿产资源， 弥补 矿石总产量的不足， 对残留 矿石采取了多种形式进 行回采。特别是近几年， 随着一、 四、 六矿体相继一 次开采结束， 为保证选厂生产所需人选矿量， 进一步 加大了残矿回收管理力度， 狠抓残矿回收的技术、 安 全和生产组织管理， 回 收了大量残矿， 创造了很大的 经济效益， 延长了矿山服务年限。 1残留矿石 1.1 分析残矿成因 残留矿石是矿山一次开采结束后未采出的矿 石。 矿量损失包括设计损失和回 采损失。 符山铁矿一矿体为露天开采， 考虑到采剥比和 边坡角等采矿技术参数， 部分边角矿石未被设计利 用， 形成设计损失矿量。其中916 m水平以下向东 延伸部分简称东尾就是最明显的设计损失。 四、 六矿体均为地下开采， 平酮溜井开拓， 无底 柱分段崩落法采矿， 六矿体较薄的矿体采用房柱法 采矿。在四、 六矿体的上部水平， 矿体较厚大， 回 采 过程中因大型地压活动及当时回采技术条件等因素 的限制， 采场内冒 落损失了大量矿量， 特别是四矿体 在其上部水平剧烈地压活动造成顶板冒落损失近 400 万t， 残留矿量主要是这部分矿石。在下部水 平， 矿体变缓变薄， 很难选择合适的采矿方法和采矿 设备， 按照损失贫化的综合要求， 形成部分设计损失 矿量， 它们多以三角柱或矿柱形式存在。另有六矿 体房柱法采矿的 矿柱损失。 1.2 确定残矿部位 因残矿成因各不相同， 其残留部位也各不相同， 所以其如今赋存位置的 确定方法也不相同。 一矿体 设计损失的边角矿、 六矿体的矿柱， 其状态一般未发 生变化， 其部位可以直接根据设计图纸确定。四、 六 矿体下部水平的损失矿量， 因其大部分残留于靠近 矿体下盘的部位， 基本不随崩落区的移动而位移， 所 以这部分残矿的部位也可以直接根据设计图纸确 定。四、 六矿体上部水平崩落区内的残矿， 大部分已 形成崩落散体， 但有一定的密实性。这部分矿量部 范才兵1969 一 ， 男， 邯邢矿山局符山铁矿， 生产技术副矿长， 高级 工程师， 056 03 河北省涉县邯邢矿山局符山铁矿。 2 27 增刊金属矿山2005 年9 月 分由下部水平在一次开采时采出， 大部分仍存在于 崩落区内， 但其位置已随下部水平放矿向下移动， 且 部分已 矿岩混合。在塌陷区 地表渗水、 地压、 地热的 共同作用下已 二次胶结成为次生矿， 其结构为角砾 岩状， 稳固性和矽卡岩接近。通过收集、 整理各分段 水平的回 采技术资料， 详尽了解各水平采场在回采 过程中矿量的损失情况， 经过分析其移动规律， 结合 生产实践进行验证， 判断残矿现今的赋存位置， 从而 找到并回收了大量残矿， 掌握大量残矿回收经验， 为 确定更多种残留矿石的部位提供了 实践经验。 2采矿方法及工程布里 残留铁矿石回收属于二次开采。二次开采是增 加矿石产量， 充分回收国家矿产资源和延长矿山服 务年限的重要手段。二次开采的对象和技术条件不 同于一次开采， 其采矿方法的 选择， 除要满足一次开 采时采矿方法选择的要求外， 还要适应二次开采的 特点， 所以其工程及结构参数不受严格限制。由于 回 采条件不断变化， 正规设计的回采方法不适用于 残采， 但残采的局部又很大程度上符合正规的采矿 方法， 回采过程中还要随条件的变化调整采矿方法。 目 前符山铁矿的残采方法已逐步完善， 残采技术日 益提高。 2.1全面法 各矿体边角矿的位置和状态不随一次采矿活动 而变化， 而且矿岩稳固 性条件较好， 可以直接做工程 至矿体， 使用全面法采矿， 浅孔爆破落矿， 人工装矿。 2.2自 然崩落法 根据残矿回收条件的不同， 该采矿方法的工程 布置形式分为4 种。 1 平巷回 采。即在现存的开拓或采准工程的 基础上穿脉布置小断面拖拉机巷道。平巷一般布置 在无底柱采准进路的间柱上， 但通过矿柱几米至十 几米后要用木支护通过崩落区松散矿岩， 进人崩落 区的 深度要根据现场条件确定。到达一定位置后进 行回 采， 逐排拆除支架， 矿石自 然崩落， 但回采到矿 柱位置后， 要开帮、 挑顶， 这个过程又近似全面法， 当 矿柱回 采后上部又自 然崩落。这种工程布置形式应 用最为广泛， 可以大量回采崩落区冒落损失矿量， 而 且可以回 采本水平矿柱， 拖拉机可以直接到掌子面， 生产率高， 安全性好。 2 盲竖井转平巷回 采。即 掘进5 m左右盲竖 井至分段中间水平， 然后转平巷掘进。这种法适 用于本水平无法布置工程的采场， 同时又有利于残 22 8 采工程到达比较深人的位置。竖井下平巷一般为排 子车巷道， 断面小， 易维护。 3上山转平巷回 采。即掘进45“ 上山抬高5 m 左右然后转平巷， 到达回采位置。这种方法同样用 于解决本水平无法施工的问题， 但又适用于不同的 生产条件。 上部平巷一般为人工排子车出矿， 矿石 经上山溜至拖拉机运出。 4 上山回 采。矿体中部水平的下盘三角柱， 比 如四 矿体750 一770 m水平， 这些三角柱已经崩 落或者未完全崩落。 对这部分矿量的回收也采用自 然崩落法， 就是在分段水平沿矿柱掘45“ 左右上山 至三角矿柱， 矿石自 然崩落， 矿石崩落后， 上山起到 了放矿漏斗的作用。 前三种工程布置形式以回收崩落区内崩落矿石 为主要目 的， 同时可回收本水平矿柱。第四种工程 布置形式以回收下盘三角柱为主要目的， 同时可以 回收靠近下盘三角柱的矿石。 2.3全面一 崩落组合采矿法 主要用于回收四矿体下部三角矿柱和靠近三角 矿柱的 崩落矿石。 该采矿方法的工程布置形式为在 分段水平掘45“ 上山， 至三角柱矿柱。因矿柱位置 不发生变化， 状态未发生改变， 所以 在三角矿柱内 靠 近下盘位置沿脉布置巷道， 相当于增加了一个采矿 分段。当巷道到达一定位置后， 进行回采， 开帮挑 顶， 浅孔落矿、 人工装矿、 用排了车推至上山口经拖 拉机运出。这个采矿过程属于全面法。每一 m 为 一个回 采步距， 每退采一个步距， 形成一次崩落， 靠 近下盘三角柱的矿石同时被回收， 这属于自 然崩落 法。 所以整个回 采过程是全面法和自 然崩落法不断 交替的过程， 是一种组合采矿法。 2.4巷道工程布置要求 残采巷道根据断面大小一般有3 种拖拉机巷 道， 断面为2 mx2 m;排子车巷道， 断面为1.2 mx 1.8m;上山断面为1.2 mx1.2 m， 向 上逐步扩大。 因残采条件变化复杂， 残采工程的布置也多种多样。 从回收残矿的 方位上四矿体残采工程的布置可分为 3 种 1 750 m,760 m水平残采工程以回收靠近矿 体下盘残矿为目 的， 因此工程不会进人崩落区太深。 2 730 m,740 m水平残采工程以回收上部水 平靠近矿体上盘残留矿为目的。在横剖面上， 730 m,740 m水平处在“ 漏斗” 底部， 上部残矿随崩落区 下移， 最终将到达730 m,740 m水平汇集。在垂直 范才兵符山铁矿残犷回收的实践与前景 2005 年9 月 位置上730 m,740 m水平与上述部位对应， 具有较 好的地理位置和回 采条件， 而且这两个水平地压活 动小， 工程适合布置到较深的位置。 3 720 m水平以 下以 探采边缘矿及回 收本水 平三角柱或矿柱为主要目的， 部分采场亦可回收上 部水平残矿。 六矿体的工程布置要求与四 矿体一样。 3安全生产管理 3.1 生产技术管理 加强技术指导与服务。矿、 采区以技术工作为 基础， 通过所掌握的技术资料和残采经验， 运用技术 力量指导生产， 加强现场技术监督和技术服务， 技术 人员随时监测， 并根据生产实际情况采取相应措施 解决技术问题。 由于残采生产分布于多个分段水平， 生产战线 长、 人员多， 采场条件多样、 变化复杂， 因而管理难度 较大。经过十几年实践， 逐步形成了行之有效的残 采生产的管理模式。 1 矿统一指挥、 协调。矿将残采部位根据需 要划分为若干区域， 由残采回收队在所分配的区域 内组织生产。矿对每个采矿队制订年计划、 月计划 等， 规定各采矿队的职责和义务， 按期召开安全生产 例会， 组织炮工队负责爆破工作， 并对所有采矿队的 生产进行统一协调、 指挥。 2 残采施工队进行现场生产组织。残矿回收 以采矿队为基本生产单位， 采矿队承担部分生产管 理责任。生产用工由采矿队招收， 采矿队负责对所 用人员的日 常管理和生产管理， 对所用人员的安全 全面负责， 并接受矿及采区的监督管理。 3 激励机制。为了保证残矿回收的持续进 行， 促进采矿队的积极性， 符山铁矿对残矿回收采取 了多种激励措施， 多年来收到了很好的效果。①以 质论价矿石价格依品位递增， 优质优价， 不足下限 品位作废， 混有岩石扣吨等。以上措施保证了残矿 品位多年来稳定在30以上的较高水平。②以风 险定价即根据不同采场残矿回收的难易、 风险大 小、 投人成本大小、 回采紧迫程度等因素， 区分为几 种不同的矿石基价， 并根据回采条件的变化及时调 整， 部分采场还采用支付工程补助费等方法， 例如 四 矿体720 m以下水平， 残采以三角柱及矿柱为主， 工程风险小、 回 报稳定， 因此采用低矿价、 补助部分 工程费的 式;730 m水平以上， 经过多年的回采， 残矿位置及矿量不确定， 残采工程风险大、 投人大， 且回 报不稳定， 因而采用高矿价方法。以上方法保 证了高风险高回报， 有利地调动了采矿队的积极性， 促进了残采的 稳产高产。③奖罚措施除以上矿价 措施外， 矿对采矿队超年计划产量部分给予奖励， 并 在春节、 麦收、 秋收等生产淡季实行特殊奖励政策， 从而保证了 多年来残采任务均超计划完成。 3.2安全管理 由于绝大部分残采工程要经过破碎带， 进人崩 落区回 采， 地压较大， 巷道不易维护， 加之各分段水 平采场由多个施工队同时交叉回采， 极易造成相互 影响， 给安全工作带来极大的难度和挑战。 1对于交叉回采的问题， 主要采取加强现场 技术管理的方法。通过技术管理， 分析影响距离及 回 采松动影响范围， 能够及时预见并避免相互影响， 现场管理杜绝了盲目蛮干、 乱采乱挖现象， 再通过 “ 安全第一， 停下保上” 等一系列安全原则在生产中 的实施， 有效地解决了生产中交叉回采影响安全问 题， 确保生产的安全。 2 在解决地压影响及巷道通过破碎带安全问 题上， 我们主要采取了3 种支护形式①巷道梯形木 支护。适用于较破碎且地压活动较剧烈的采场， 根 据采场情况在巷道顶、 帮采用不同密度的木架结构 进行支护， 并根据需要进行维护及重支。②片石墙 木棚支护。片石墙用于维护巷道两壁， 顶棚用木板 支护顶部破碎带。 ③片石墙支护。 3在通风排水问题上， 大部分残采工程都能 利用原有的通风、 排水系统解决通风排水问题， 一些 独头较深进路及盲竖井下等因与崩落区相透， 采用 局部通风方法便能较好地解决通风安全问题。 4残矿回收实践与效果 符山铁矿一矿体从1989 年开始组织残矿回收， 截止1993 年回收残矿55.2 万t， 品 位40.42， 折合 地质矿量45.38 万t;1994 年至2003 年回收残矿 40.23 万t， 品位34.24， 折合地质矿量28.01万to 六矿体1988年开始组织残矿回收， 截止1993 年回 收残矿31.5 万t， 品位36.95， 折合地质矿量24.9 万t;1994 年至2004 年回收残矿64.44 万t， 品位 34.01， 折合地质矿量46.95 万t。四矿体从 1990 年开始组织， 2000 年前累计回收残矿249.88万t, 品位33.79， 折合地质矿量 188. 18 万t;2001至 2004 年回收残矿 107.232 2t， 品位30.63， 折 合地质矿量81.32t。符山铁矿各矿体历年残矿 回收量及品位见表10 229 增刊金属矿山2005 年9 月 表1符山铁矿各矿体历年残矿回收f 统计 矿体 一矿体四矿体六矿体 品位/ 矿量/ 万r品位/ 品位/ 36 . 95 37 . 6 37 . 67 3 1. 79 30 . 6 31. 62 34 . 74 34 . 75 34 . 34 备注 1993 年累计 33 . 79 31. 18 四矿体为2000 年前累计 4 2 3 7 7 6 5 4 3 2 6 2 6 4 3 4 4 0 3 9 3 8 3 6 3 3 3 3 3 2 3 2 3 7 6 5 8 1 9 9 Z q ︶ 2 4 内 j q ︶ 内 j 飞 ︼ 1993 年 1994 年 1995 年 1996 年 1997 年 1998 年 1999 年 2000 年 2001年 2002 年 2003 年 2004 年 累计 折合地质矿 量 矿量/ 万 z 55. 2 7 . 716 5 7 . 156 3 5. 949 7 6 . 093 9 5 . 670 2 3 . 0 11 0 2 . 679 6 1. 690 1 0 . 243 0 0 . 022 8 30 . 63 32 . 46 95 . 433 137 . 8 1 249 . 881 4 34 . 634 3 22. 567 9 24 . 931 9 25. 098 1 357 . 113 6 269 . 5 30 . 77 30. 75 29 . 63 32 . 84 73. 39 矿量/ 万 t 3 1. 500 0 6 . 531 3 6. 137 0 4 . 420 7 4 . 145 2 2 . 686 6 6 . 435 8 5 . 087 0 5. 518 2 6. 783 1 7 . 835 4 8 . 857 0 95 . 937 3 7 1. 85 符山 铁矿1988年至今已回 收残矿548.48万t, 创效1亿元以上。按目 前的成本和市场价格计算 上， 现在吨矿效益在150元以上， 年可创效4 000 万 元以上。残矿回收实现了资源的充分利用， 延长了 矿山的服务年限， 创造了巨大的经济效益。其残采 经验加以总结可适用于其它同类矿山， 具有较大的 推广价值。 5前景展望 符山铁矿经过十几年的残矿回收， 回收了大量 的残矿。由于各矿体残留矿量和回收条件的不同， 现状也不相同。一矿体的残矿回收工作已经结束， 四 矿体的年回收量稳定在20 余万t， 六矿体的年回 收量稳定在7 一8万to 2个矿体的总回收量保持在 30 万t 的水平， 相当于1座中小型矿山的生产能力。 通过统计历年开采数据并计算， 四矿体的剩余残留 矿石折合地质矿量178.17 万t， 六矿体的剩余残留 矿石折合地质矿量42.32 万t。四、 六矿体剩余残留 矿石情况见表20 表2四、 六矿体剩余残留矿石统计万t 累计探明 储量 一次开采出 地质矿量 累计回收 地质矿量 剩余残留矿 折合地质矿量 1 778 . 77 403. 3 1 331. 1 289. 2 269. 5 71. 85 178. 17 42 . 25 这部分矿石大多处在崩落区的中下部， 以矿岩 混合的贫化矿形式存在。对这部分矿石进一步回 收， 具有广阔的前景。 1 多年的残矿回收积累了丰富的技术， 安全， 生产管理经验。为残矿回收提供了技术上的保证。 2 符山铁矿四、 六矿体均为平铜开拓， 系统维 230 护费用很低， 同时通过计算， 在当 前的市场条件下出 矿截止品位仅为12， 使回收残留矿石的经济性得 到肯定。 3 符山铁矿选厂可以干选抛尾， 提高人磨矿 石品位， 降低人磨岩石量， 大大降低选矿成本， 进一 步提高经济效益。 对未来几年的残矿回收工作有以下设想。 1搞好崩落体移动规律的研究， 进一步搞好 贫化矿状况的调查， 确定目 前贫化矿分布的情况。 2强化安全生产管理， 加大安全投人， 确保在 安全的前提下搞好残矿回收。 3加强通过崩落松散体支护技术的研究和应 用， 大断面进人崩落区， 选择合适的放矿水平， 制定 科学的放矿方案， 实现大量放矿， 充分回收矿岩混 合的贫化矿， 利用当前好的市场机遇， 创造经济效 益， 进一步延长矿山服务年限， 安置职工就业， 实现 矿产资源的充分利用。 6结语 受开采技术经济条件的制约， 一次开采必然会 造成各种形式的矿量损失。十几年残留矿石回收的 实践证明， 采取有效的技术安全措施， 在结束的中段 或矿山 开采结束后， 利用原有系统及部分工程对在 一次开采过程中残留的矿石是可以充分回收的。铁 矿石回收可以实现资源的充分利用， 延长矿山服务 年限， 安排职工就业， 而且可以创造巨大的经济效 益。 在资源日 益紧缺的今天， 其意义更加深远。 收稿日 期 2005-06-18