分段凿岩阶段矿房法底部结构的改良.pdf

1 1 7 幕工案 捉术 能 源 技 术 分段凿岩阶段矿房法底部结构的改良 杨龙 承德龙 兴矿 业工程设计有 限公司 ， 河北 承德 0 6 7 0 0 0 摘要本文介绍如何使 阶段矿房法形成平底结构 ，以适于铲运机 直接 出矿 ；并提 出了当矿块垂直走向布置时 ，需要 采取相应 的安全对策措施 。 关键 词采矿 方法；平底 结构 ；铲运机 ；安全技术对策措施 O引言 承德某铁矿原来 以开 采小矿脉居多 ，大部分采用平底结 构浅 孔留 矿法。目前该矿深部探明倾斜厚矿体，采用留矿方式回采厚矿体开采 时 ，出矿能力小 ，效率低 。对于 本矿山赋存于中等稳 固以上 围岩之 中 的倾斜厚矿体，常用的采矿方法有分段凿岩分段出矿和分段凿岩阶段 矿房法 ，上述 方法传 统上多采用底部漏斗结构 出矿 ；但 随着近年无轨 设备应用 的普 及 ，如何改 良底部结构 以利于铲运机 出矿成 为该矿 思考 的问题 。 1 承德某铁矿采矿方法改良需求的原因 1 ． 1 承德 某铁矿矿体赋存状态 承德某铁矿矿体赋存于太古界双山子群茨榆山组角闪斜长片麻岩 中，矿 石主 要成分 以磁铁矿、石英为主 ，含 少量长 石及角闪石、黑云 母、 绿泥石等。 矿石呈细一 中粒粒状变晶结构， 条纹状或细条带状构造。 矿石矿物成分主要为磁铁矿，少量褐铁矿和假象赤铁矿；脉石矿物以 石英为主，少量的斜长石、绿泥石、角闪石、黑云母等。矿区内磁铁 石英岩矿体围岩均为角闪斜长片麻岩。矿体与围岩界限清晰，开采时 易于分离。矿体产状 倾向N W，倾角 8 0 。 - 8 4 。，厚度 1 0 m- 2 5 m。 1 ． 2采矿 方法现状 由于矿 山浅部以小矿脉 开采居 多，以前采用平 底结 构浅孔 留矿法 。 多年来 ，技术人 员接触 的也是这 种方法。留矿法要求必须留矿石于矿 房内，以供作业人员凿岩爆破 ，一般采用浅孔落矿。留矿法矿块有效 出矿时间受到限制。很明显在厚矿体开采时，这种方法的凿岩和出矿 效率低下，出矿能力小。目前，矿山考虑赋存矿体的优越条件 ，力求 扩大生产能力 ，但扩 能的主要 问题 是如何 让工人和技术人员从传统 的 浅孔留矿工 艺转化为分 段凿 岩阶段矿房法工艺 。矿 山从提高 出矿 的效 率出发，研究将浅孔改为中深孔，同时保留以往的平底出矿方式。 根据矿山实际情况和矿体赋存特征，本次向矿方推荐采用分段凿 岩阶段矿房法， 将该方法的底部结构进行改良， 以适应无轨设备的应用。 2 分 段凿岩 阶段矿房 法 2 ． 1 传统典型的采矿方式 分段凿岩阶段矿房法是将矿块划分成矿房和矿柱。本方法适用 于矿石和围岩均稳 固的急倾斜厚矿体 ，矿体的几何形状较规整，以 防引起很大的矿石损失和贫化。目前阶段高度多为 5 0 - 6 0 m，沿走 向布置 为 2 0 - 5 0 m，宽 为矿 体 的水 平厚 度 ；垂直 走 向布 置的 矿房 宽 度为 1 0 - 2 5 m，长度为矿体 的厚度，间柱宽度 1 0 - 1 5 m，顶柱厚度为 6 - 8 m。底柱 高度 当用漏斗直接 出矿 时，一般 为 5 -8 m；用 电耙漏斗 结构 出矿 时，为 8 - 1 3 m。 2 ． 2 平底结构 的采矿方式 本次研究方案是在传统矿块结构布置上， 对底部结构进行变更和 改进 ，其 目的是适应于铲运机 出矿 。将传统 的底部漏斗结构改成平底 结构；矿块底部不形成漏斗而形成平底堑沟，铲运机可直接出矿。 2 ． 2 ． 1 矿块布置 倾斜 中厚矿体 4 - 1 0 m 开采 时， 矿块 沿走 向布置 厚矿体 1 0 ～ 2 5 m 开采时 ，矿块 垂直走向布置 。 2 ． 2 ． 2 构成要素 阶段矿房法的矿块结构要素取 决于矿岩的稳 固性 ，地压大 小和 使 1 形成了一套适用胜利油田特征的储层保护、提高钻井速度、 提高勘探开发效率的配套的工艺方法，初步形成了气体钻井配套技 术 ，成 为开发 低压 、低渗 、低丰度 、低产 的 “ 四低 油 气 田的重要 技 术之一 。 2 通过对气体钻井钻头冷却机理、钻头破岩机理、钻头寿命 分析研究，形成了钻头选型的理论基础，结合现场试验结果优选出 了气体钻井钻头 。 3 建 立了地层 出水、井眼稳 定性综合 评价、天然 气钻井注入 参数数学模型，并形成了计算软件。 4 现场应用不仅最大限度的保护了储层，而且大幅度提高了 机械钻速 ，创造了全国气体钻井连续进尺 1 0 9 1 ． 9 1 m最高记录。 5 形成了防塌雾化液／泡沫液及优质压井液体系，对井壁稳 定起 到了 良好作用 。 6 形 成了适 合天 然气 欠平 衡钻 井、空 气钻井 的 HS E文件 及 钻井操作 规程 。 主要 技术创新点 1 首次以天然气为循环介质钻开储层，实现了正确评价储层 物性及真实产能 ，达到了保护储层的目的。 2 首次全井段应用天然气钻井技术提高钻井速度 ， 创造了气 体钻井连续进尺 1 0 9 1 ． 9 1 m的全国记录，机械钻速提高 3 ～ 9 倍。 3 首次系统地对地层出水预测、气体钻井井眼稳定性评价、 注气参数计算进行了研究 ，并建立了数学模型。 4 几点认 识 1 应用天然气钻井技术能够最大限度地保护储层，真实的反 应储层物性，正确评价储层的真实产能，探明储量，为部署勘探开 发方案提供决策依据。 2 应用气体欠平衡钻井技术可有效降低油气 田勘探开发综合 成本 。 3 应用气体钻井技术取得的成功，为高效开发油气田提供了 技术 支撑 ，也 为 国内 “ 低压 、低渗 、低产 ”油气 田的勘探 开发开 辟 了新的途径 。 4 实践证明，采用气体钻井技术既可以达到保护储层，又可 以提高钻井速度降低综合开发成本 ，其经济效益、社会效益都是巨 大的 ，具有 良好的推广应 用前 景 。 参考 文献 [ 1 】王京龙 ．气体钻井安全监控 系统在胜利油田的应用 [ J ] ．中小企 业管理与科技 ， 2 0 1 1{ 0 6 ． [ 2 ] 刘合 ， 杨智光 ， 张书瑞 ，孔几军 ， 姜玉芳 ， 刘志焕 ．大庆油田 气体 钻井技术研 究与应用 【 J ] ．大庆石油地质 与开发 ， 2 0 0 9 0 5 ．