浅析露天转井下时挂帮矿体开采的技术问题.pdf

收稿日期 2007 - 10 - 25 作者简介韩 波1970 - ,男汉族 , 辽宁岫岩人,中冶北方 工程技术有限公司高级工程师。 矿物开采 浅析露天转井下时挂帮矿体开采的技术问题 韩 波 中冶北方工程技术有限公司,辽宁 鞍山114002 摘要介绍了露天转井下开采时,挂帮矿体开采的特点、开拓系统及开采方法的选择。 关键词露天转井下;挂帮矿体;开拓系统;开采方法选择 中图分类号 TD 802 文献标识码 A 文章编号 1671 - 8550 2008 01 - 0026 - 02 0 引言 国内露天矿山经过多年开采,其中不少已经或 即将转入地下开采。由露天转入井下开采是一项极 其复杂的系统工程,从某种意义上说,比新建一个 井下矿山要复杂的多。这是因为既要兼顾露天开采 的正常生产,又要进行井下开采的大量工程施工。 因此,必须从全局出发,统筹考虑,合理安排,确 保露天开采顺利过渡到地下开采。 露天转井下开采,首先需要解决的主要技术问 题就是挂帮矿体的开采。 1 挂帮矿体赋存特征 挂帮矿体是指露天底以上,露天境界内开采矿 体在境界外延伸的部分矿体。露天开采的矿山一般 均存在挂帮矿体,根据其赋存部位分为端部和上、 下盘挂帮矿体3种。根据国内露天转井下开采矿山 的设计、施工和生产实践,挂帮矿体具有如下特征 挂帮矿体的多样性。由于矿体赋存条件和 露天开采境界的不同,导致挂帮矿体具有多样性 有的只有端部挂帮矿体,如新疆八一钢铁集团的蒙 库和山西香玉铁矿等;有的只有上、下盘挂帮矿 体,如海南铁矿只有上盘挂帮矿体;有的既有端 部、又有上、下盘挂帮矿体,如鞍钢眼前山铁矿露 天采场两端和上、下盘均有挂帮矿体。 挂帮矿体矿量不等。不同露天开采的矿山 挂帮矿量的多少是不同的蒙库铁矿2 355万t、眼 前山铁矿达6 332万t、首钢杏山铁矿则只有400万t 左右。各矿山挂帮矿量差别如此之大,主要与矿体 的赋存状态及露天境界的圈定有直接关系。 挂帮矿体开采过渡期的差异。国内外露天 转井下开采的过渡期,即挂帮矿体的开采时间,主 要受其赋存状况、开采方案、开拓形式、采矿方法 及开采规模所决定,一般3～5年,多则8～10年。 通钢上青铁矿的过渡期4年、杏山铁矿4年、眼前 山铁矿设计过渡期则为8年。 挂帮矿体分层矿量的递增性。露天境界外 的挂帮矿体分层矿量一般是从上向下逐段递增,因 为挂帮矿体呈阶梯形,从上向下各开采分层的矿体 长度是逐渐加大,矿量随之递增,致使各分层的生 产能力也在递增。 2 挂帮矿体开采的必要性 露天开采结束后的挂帮矿体,是露天境界内开 采矿体在境界外的延伸部分,均赋存在露天底标高 以上,不回收将造成矿产资源的损失,因此应视资 源量的多少予以回收。眼前山铁矿露天境界外的挂 帮矿体资源量达6 332万t ,设计过渡期间矿山生产 规模300万t/ a ,平均TFe品位29153 ,每年可 生产铁精矿100万t ,创利润3亿元。通过开采挂 帮矿体,即回收了矿产资源,缓解了矿石紧缺局 面,而且还可获得较好的经济效益。 3 挂帮矿体开拓系统的选择 露天转井下开采的矿山,挂帮矿体的开拓系统 主要有 1 开凿单独开采挂帮矿体的开拓系统, 如杏山铁矿采用平硐溜井 ; 2 充分利用露天转井 下开采的开拓系统回采挂帮矿体,如眼前山铁矿先 施工一条主井和一条副井,解决挂帮矿体回采时的 矿石提升 ; 3 挂帮矿体的开拓系统和露天转井下 开拓系统统筹考虑,互相配合,如蒙库铁矿 ; 4 在露天开采的同时处理挂帮矿体,如香玉铁矿前 提必须是端部挂帮矿体,露天采场运输采用上、下 62 矿 业 工 程 Mining Engineering 第6卷 第1期 2008年2月 盘折返布置运输干线 ; 5采用坑内回采露天运输 方式回采挂帮矿体。 开拓方式的选择应根据挂帮矿体赋存状态、 露天 采场的开拓运输系统和挂帮矿量多少等条件,具体问 题具体分析,从而选择挂帮矿体回采的合理开拓方式。 4 挂帮矿体开采规模的确定 根据挂帮矿体的特征,一般随着开采深度的增 加,可布矿块数、分段矿量随之增加,生产能力随 着开采深度的下降而逐渐加大,一般呈正函数关 系,这是因为挂帮矿体一般呈阶梯形所致。 鉴于挂帮矿体开采规模是一个变数,但提升、 供电、供气、供水、通风和排水系统又不能随规模 变化而不断变化,这就要求确定合理的开采规模 1 技术可行 ; 2 具有相对稳定的服务年限 ; 3 所形成的生产设施,待后期矿山全部转入井下开采 时可利用。 为此,在确定挂帮矿体合理开采规模时,必须 考虑 1 用户需要,技术可行 ; 2 尽快投产、达 产 ; 3 为露天底以下矿体全面转入井下大规模开 采创造条件 ; 4 满足选择提升设备的要求。 以鞍钢眼前山铁矿设计为例,用户要求露天转 井下开采过渡期规模300万t/ a ,而西端挂帮矿体 经验证可达150～240万t/ a ,东端60～180万t/ a , 南、北帮50～220万t/ a。挂帮矿体开采规模是变 化的,在确定合理可行的开采规模时,按东、西端 挂帮矿体和南、北端挂帮矿体的开采规模可互相调 剂,年下降速度要互相协调的原则,确定西端开采 规模150万t/ a ,东端115万t/ a ,南、北端35万 t/ a ,总规模300万t/ a。既满足了用户要求,技术 上又可行,并确保挂帮矿体开采同时在露天底结 束,为露天底以下矿体的全面井下开采创造条件。 5 采矿方法的选择 选择适合挂帮矿体赋存和开采技术条件的采矿 方法,是确保挂帮矿体的开采强度和规模、缩短过 渡期限、尽快实现露天底以下矿体全面转入井下开 采的基本要求。 选择采矿方法必须考虑 1 采矿强度高,以 确保挂帮矿体开采年下降速度 ; 2 选取的采矿方 法要适应采矿设备机械化和高效化的要求,确保挂 帮矿体开采规模的实现 ; 3 选择的采矿方法要利 于提前采准、出矿 ; 4 作业安全。 挂帮矿体开采的方法,除局部矿体因厚度较薄 采用分段空场法外,主要是采用无底柱分段崩落 法,如杏山、眼前山及蒙库铁矿等,主要原因 挂帮矿体是露天境界内开采矿体的外延部 分、适合露天开采的矿体,一般比较厚大,从开采 技术条件看,适合采用无底柱分段崩落法; 无底柱分段崩落法开采强度大,年下降速 度快,有利于缩短过渡期; 可以提前进行采准,利用露天边坡适宜台 阶,提前进入采准工作,为挂帮矿体回采创造条 件,一旦挂帮矿体的开拓系统形成提升能力,则可 进行大量回采作业,这是其它采矿方法不具备的; 作业安全,挂帮矿体的开采有可能引起露 天边坡滑落和塌陷,而无底柱分段崩落法是在回采 进路中作业,不受外界影响,作业相对安全。 总之,挂帮矿体采矿方法的选择,应因矿而 宜,要与矿体开采技术条件相适应。 6 结语 随着国内越来越多露天转地下的开采,如何更 好地解决挂帮矿体的回采成为尤为重要的技术课 题,通过认真分析、研究,掌握挂帮矿体开采设 计、施工及生产实践中的规律和特点,可为今后露 天转井下开采的设计及生产提供重要依据和宝贵经 验。 Mining technology of pit wall2connected ore body in the case open2pit mine turns into underground mine HAN Bo Northern Engineering pit wall2connected ore body; development system; selection of mining s 722008年第1期 韩 波 浅析露天转井下时挂帮矿体开采的技术问题