关于良山铁矿太平矿区深部矿体开采的几点思考.pdf

第3 O 卷第 2期 2 0 1 0年 4 月 江 西 冶 金 J I ANGXI ME TA L L URG Y Vo 1 ． 3 0 ， No ． 2 A p ri l 2 0 1 0 文章编号 1 0 0 6 - 2 7 7 7 2 0 1 0 0 2 - 0 0 1 1 - 0 4 关于 良山铁矿太 平矿 区深部矿体开采的几点思考 唐 鹏 善 新余良山矿业有限责任公司， 江西 新余3 3 8 0 0 1 摘 要 为使良山铁矿当前采矿工程与太平矿区深部工程在技术上、 开采上实现顺利对接， 就采矿 工程与太平矿区深部开采工程进行了剖析， 指出了开采方法等诸多不 同点， 并就今后深部开采工程提 出了建设性 意见 。 关键词 深部矿体； 竖井开采 ； 工程部署 中图分类号 T D 2 文献标识码 C Th i n ki ng a b o ut De e p Or e Bod y M i n i ng o f Ta i pi ng M i ni ng Ar e a a t Li a ng s ha n I r o n M i n e TANG Pe n g s h a n X i n y u L i a n g s h a n Mi n i n g L i m i t e d C o m p a n y ， X i n y u 3 3 8 0 0 1 J i a n g x i ， C h i n a Abs t r a c tI n o r d e r t o a c hie v e s u c c e s s f u l d o c k i n g i n t e c h n o l o g y a n d mi n i n g b e t we e n t h e c u r r e n t mi n i n g e n g i n e e r i n g a n d d e e p o r e b o d y m i n i n g o f T a i p i n g mi n i n g a r e a a t L i a n g s h a n i r o n mi n e ， t h e m i n i n g e n gin e e ri n g a n d d e e p o r e b ody mi n i n g o f T a i p i n g m i n i n g a r e a a r e a n a l y s e d， s o me d i ffe r e n t o p i n i o n s o f mi n i n g me t h o d an d s u g g e s t i o n s o f d e e p o r e b o d y mi nin g i n t h e f u t u r e are p u t f o r ,ard ． Ke y W o r d sd e e p o r e b o d y； s h a f t mi n i n g； e n g i ne e r i n g d e p l o y me n t 0 前言 新余 良山矿业有 限责任公司太平矿区深部开采 工程 ， 是矿 山持续发展的重大接替工程 ， 也是与新余 钢铁有限责任公 司的生产经 营密切相关 的重 大工 程。从 2 0 0 4年开始酝酿 ， 到 2 0 0 8年末 ， 项 目可行性 研究报告和初步设计方案先后通过 了专家评 审， 前 期技术工作准备完毕。 本着“ 及时全面开发利用 ， 早 日为公司做贡献’ ’ 宗 旨， 2 0 0 9年 5月 1 4日新 钢公司召开矿 山工作专 题会 ， 就太平深部矿体开采给出了具体时间表 两年 内必须建成投产并达产达标， 投资控制在2～ 2 ． 5亿 元以内。目前 良山矿业公司正紧锣密鼓积极有序推 进各项建设工作 ， 方案的进一步细化、 投资全面再测 算等 ， 两年时间如 白驹过隙 ， 如何 提前行动 ， 沉着应 对 ， 科学实施 ， 确实需要思考。 1 目前 的开 采 工程 与太 平深部 开 采工 程诸 多不 同点 1 ． 1 开采范围、 方式、 开采能力不同 目前开采 的 良山、 太平 山两矿 区是在 地面 1 1 4 m侵蚀基准面 以上， 资源储量 1 1 1 b1 2 2 b约 3 0 0 0 万 t 。开拓方式为平窿溜井 ， 良山矿 区于 1 9 7 7年建 成投产 ， 初期采用露天开采 ， 地下采矿工程 1 9 8 1年 完成设计后动工 ， 1 9 9 0年部分投产 ， 到 1 9 9 5年主体 工程基本建成。1 9 9 8年 良山矿区露采结束全面转 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 ． 3 1 作者简介 唐鹏善 1 9 6 3 一 ， 男 ， 江西宜 春人 ， 高级工程师 ， 从事矿 山生产技术管理工作。 1 2 江西冶金 2 0 1 0年 4月 入地下开采 ， 设计 能力 为 4 5万 t ／ a 。太 平 山矿 区 1 9 7 9 年建成投产， 初期同为露采， 1 9 9 5年太平山矿 区露采结束全面转人地下开采 ， 设计地采能力为 1 5 万t ／ a 。经过多年开采 ， 至 2 0 0 9年底 良山加太平现 有采区共保有 1 l 1 b1 2 2 b储量约 5 0 0万 t 。 太平山深部开采工程在标高 1 1 4 i n侵蚀基准以 下至 一4 0 0 i n水平 以上。i I I b1 2 2 b基 础储 量 4 1 4 1 ． 5 6万 t ， 开采范围广 ， 开采深度大， 采用竖井提 升 辅助斜坡道开拓方式 ， 设计年产原矿 1 0 0万 t ， 服务年限 3 8 a 。 开掘 1 条箕斗主竖井和 1条罐笼副竖井 ， 主竖 井为混合井 ， 井 口标高为 1 8 5 m地面 ， 采用塔式提升 系统 ， 井筒净直径 ． 6 m， 在井筒内配置 1套双箕 斗多绳提升系统 ， 担负 4 0 0 0 t ／ d矿石提升任务 ， 1 套单箕斗带平衡锤多绳提升系统 ， 担负 1 0 0 0 t ／ d废 石提升任务。 副竖井井 口标高为 1 8 5 i n ， 采 用落地式提升 系 统 ， 提升机房设在 1 8 5 m地面， 井筒净直径 q b 5 ． 5 i n ， 在井筒内配置 1套单罐笼带平衡锤多绳提升系统 ， 共有 1 8 5 m 井 口 、 1 1 4 m、 7 0 m、 2 5 1T I 、 一2 0 I n 、 一6 5 i n 一1 1 0 i n、一 1 5 5 1 T I 、一2 0 0 1T I 一2 4 5 埘 一2 9 0 i n、 一 3 2 0 i n 、 一 3 5 0 I n 、 一3 9 0 1T I 后期 主竖井井底粉矿 回收水平 1 4个服务水平 ， 井底标高为 一 4 1 5 I T I 。 1 ． 2采矿方法不同 矿 山地下开采 目前采用的是浅眼房柱法 ， 电扒 扒矿 ， 电机车运输 。依据太平 山深部矿体的稳 固性 和产状经过技术经济 比较 ， 深部开采工程将采用分 段空场爆力运矿嗣后充填采矿法和盘区机械化房柱 嗣后充填采矿法。铲运设备直接进入采场提升采场 生产能力， 采场回采结束后 ， 空区进行尾矿充填。分 段空场爆力运矿嗣后充填采矿法， 矿块构成要素， 沿 走向按 8 O一1 2 0 i n划分 为一个盘 区， 盘 区垂高 4 5 n l ， 设 3 个分段进行回采， 矿块分段高度依据矿体实 际产状划分为 1 11 5 1T I ， 矿房沿走向方 向划分， 矿 房宽 1 5 IT I ， 保留底柱及盘区两侧间柱， 底柱宽 5 IT I ， 间柱宽 7 ． 5 I n 。回采 工艺， 先在最上分段 以切割上 山为 自由面进行扩槽 ， 形成 自由面及爆破空间后再 沿堑沟平巷用 S i m b a H 1 2 5 4型单臂凿岩台车凿上向 扇形炮孔， 对于较厚矿体， 再沿凿岩平巷打垂直矿体 的平行孔， 炮孔直径 8 0 mil l ， 孔底距 3 ． 0 4 ． 0 13 3 ， 排 距 1 ． 3～ 1 ． 6 in 。采用装药器装药， 导爆索一非电微 差雷管起爆 ， 采区全阶段端部挤压爆 破。崩矿步距 1 3排， 约 1 ． 3～ 3 ． 9 m。以同样方式爆破以下各分 段 ， 但必须保证上一分段开采超前至少一个矿房 ， 由 上往下形成台阶式开采面。分段爆落矿石部分由所 在分段堑沟用铲运机铲至分段溜井 ， 对 于爆破抛掷 到下一分段 及底 部的矿石， 再 由 1 0 t 电机车牵 引 2 ． 5 m。 侧卸式矿车运至主矿石溜井。盘区机械化 房柱嗣后充填采矿法 ， 区内设 1 4个分层进行 回采。 房间矿柱随分层 回采逐步形成 3 ． 5 m 3 ． 5 m方形 点柱 ， 点柱间隔延走 向 1 O～1 2 m， 延倾 向 81 0 m， 顶部每隔 3 ． 5 n l 保留 2 ． 5 i n 3 ． 5 IT I 矿柱 ， 盘区间柱 宽 6 ． 0 m， 底柱宽 5 I I 1 。回采工艺 ， 首先在采场上部 以场内斜坡道为切入面 ， 用 R o c k e t B o o m e r 2 8 2双臂 凿岩台车打炮孔 ， 以斜坡道为 自由面进行挤压爆破 ， 先采 矿房 ， 后采矿 柱， 矿柱 为间 隔回采 ， 最 终保 留 3 ． 5 i n3 ． 5 I T I 方形矿柱。由铲运机将矿石铲人溜 井 ， 放至中段运输平巷， 再由电机车牵引矿车运至主 矿石溜井 。 1 ． 3 提升、 运输、 通风、 排水、 供电、 破碎等系统不同 1 提升、 运输 采用平隆溜井开拓， 没有提升系统 ； 矿石 、 废石 运输是从各中段各作业面由自重放矿斗或装岩机将 矿碴装入矿车由电机车牵引矿车排人中段分支溜井 或运 出窿 口。 太平深部采下的矿石或废石均采用箕斗提升排 往地表。 主竖井双箕 斗系统 担负矿 石 提升任 务 ， 选 用 J K M 2 ． 8 4型多绳提升机 ， 双箕斗提升系统提升能 力 可达 4 7 6 3 t ／ d 。 主竖井单箕 斗系统担 负废 石提 升任 务 ， 选 用 J K M 2 ． 2 5 4型多绳提升机 ， 单箕斗提升系统提升废 石能力可达 1 5 4 9 t ／ d 。 副竖井罐笼提升系统担负所有生产人员、 部分 材料及设备等提升任务。它与每一个 中段联通 ， 采 用 J K M D 2 ． 8 4多绳提升机， 所有马头门均为双面 马头 门。 深部矿体开采工程投产后 ， 太平 山矿区 1 1 4 m 以下矿石由主井箕斗提升至 1 1 4 n l 储矿仓后 ， 仍用 原轻轨运输系统运往选厂。 2 通风 通风采用的是各中段相对独立的分区通风， 风 路短、 阻力小， 网络简单， 使用的风机功率低于 3 7 k W， 费用也低。 太平 深部将 采用地面 主扇集 中抽 出式通风方 式 ， 形成中央进风、 两翼 风井 回风的对角式通风系 第 3 O卷第 2期 唐鹏善 关于良山铁矿太平矿区深部矿体开采的几点思考 l 3 统 。 东部回风竖井采用 1台 D K一 6一N o 2 1 对旋轴 流通风机 2 x 2 0 0 k W， 3 8 0 V ， 机房建在地 面； 西部 回风竖井采用 1 台D K一 8 一 N o 2 7 B 对旋轴流通风 机 23 5 5 k W， 6 k V ， 机房建在地表。所有风机都 可通过 电机反转实现反风。 3 排水 所有井下废水都是采用平窿自流排水 ， 水量较 小 。深 部 井 下 正 常 涌 水 量 及 生 产 废 水 量 2 3 8 1 m ／ d ， 最大涌水量及生产废水量 3 9 3 1 m ／ d 。前期 排水泵房设在 一1 1 0 m中段副井车场内， 排至 2 1 0 m 充填站水池 ， 排水扬程 3 2 0 m， 采用 3台 D 1 5 56 7 6水泵 、 排水管为 q 2 1 96 m m无缝钢管 ， 共 2条 ， 沿副井敷设至地表 2 1 0 m充填站水池 。 主井井底设排水系统设在 一2 4 5 m 中段 ， 其井 底排水选用 2台 一用 一备 D 4 63 06水泵 Q 5 5 m ／ h ， H 1 6 2 I n ， 3 7 k W， 3 8 0 V ， 将水扬至 一1 1 0 m 排水泵房。排水管 2根 ， 选 用 8 96 r n l n无 缝钢 管， 沿副井敷设至 一1 1 0 m中段。 副井井底水窝设 2台 一用一备 6 6 9 91 0潜 水 电泵 ， 将副井井底水 窝水排 至主井井底排水系统 内 从 一4 1 5 m至 一2 4 5 m ， 单台功率 3 0 k W， Q 3 0 m ／ h ， H 1 8 0 m， 3 8 0 V。排水 管 2根 ， 选用 挪 9 x6 n l r n无缝钢管， 沿副井敷设至 一2 4 5 m中段。 4 坑内破碎 井下平窿一溜井开拓系统不设 破碎系统 ； 深部 开采设有规模 4 0 0 0 t／ d 坑内破碎站， 破碎后的块度 不大于 2 5 0 mm。采用 Cl 1 0进 口颚式破碎机 1台， 功 率 为 1 6 0 k W。 在 上 部 矿 仓 下 口 配1 台 Z Z F 3 ． 5 X 1 ． 21 4 。 ／ 5 ． 5振 动 放 矿 机 5 ． 5 k W向 G Z T 1 5 6 0棒条式振 动给料 机 2 2 k W 给矿 ， 筛上产 品进人破碎机破 碎 ， 筛 下产 品直接 进入下部 矿仓。 为了安装 、 检修方便 ， 硐室 内设 2 0 ／ 5 t 吊钩桥式起重 机 1台。为解决硐室 内的通风防尘问题 ， 硐室除大 件道与副井相通外 ， 另还有联络道与回风天井相通。 5 充填站 深部开采的采空区嗣后采用尾砂充填。其工艺 流程 从选厂泵送 2 8 ％浓度 的尾砂进入 立式砂仓仓 顶通过旋流器分级后 ， 进入砂仓沉淀储存 ， 旋流器溢 流和含少量细砂的砂仓溢流水排往尾矿库。沉淀砂 由砂仓底部喷嘴高压水造浆后， 经 放砂 管进 入 q b 3 0 0 0 mm高浓度搅拌槽 ， 搅拌后经充填料管进入 缓冲漏斗 ， 将充填料注入钻孔到井下采场充填 。 6 供 电系统 良山 I号变 电站主变 为 l1 6 0 0 0 k V A l 1 0 ／ 6 ． 3 k V ， 由珠珊站 1 1 0 k V单线供电。从选厂中心变 电所架设有 2回路 6 k v L G J 一1 2 0 ／ 4 k m 线路向矿 山采场现有负荷供电。 深部开采 由于矿 山副井 载人提升机、 井下主排 水泵为一级负荷 ， 一级 负荷工 作容量约 1 2 0 0 k W， 占总负荷的 2 5 ％。 为确保一类负荷的供 电 ， 必须采用双电源双回 路供 电。 新建 1 座 3 5 k V变电所向采场新、 老系统供电， 从 白沙变电站 3 5 k V两段母线各引 1回专线作为 3 5 k V变 电所 的供 电 电源 ， 变 电所 内设 2台 S 1 0 1 0 0 0 0 k V A 3 5 k V ／ 6 ． 3 k V主变压器 ， 3 5 k V、 6 k V系 统均采用单母线分段接线。 将选厂 中心变 电所至采场 的 2回路 6 k V架空 线路 距选厂约 3 k m处 断开接入 3 5 k V变电所 6 k V母线 ， 该线路将作为 2个变 电所之 间的联络线 ， 3 5 k V变电所向选厂提供 4 0 0 0 k V A备用电源 ， 选厂 中心变 电所作为采场一级负荷的备用 电源 。 2 深部开采需要做的准备工作 2 ． 1 全面落实工程建设规章制度 ， 强化项 目建设措 施 深部基建工程量 比较大 ， 前期基建期工程 总量 为 2 6 9 6 9 I n ， 2 9 2 3 3 9 r l l ； 其 中开拓工程量 1 4 8 7 6 m， 1 7 7 3 0 2 I n ； 基建探矿工程量 1 5 0 0 I n ， 6 0 0 0 I n ； 采 切工程量 1 0 5 9 3 m， 1 0 9 0 3 7 m 。 后期基建期工程量 3 2 5 6 6 r l l 均为开拓工程 。 以及总容量 8 4 7 5 k Wh的设备安装 。工程施工进度 安排主井 、 副井、 东部 回风井、 辅助斜坡道和 1 1 4 m 主平硐的开拓工程 同时开始施工。必须遵循公司建 设的有关制度和作业文件。强化项 目建设措施 ， 积 极消除影响项 目建设 的因素 ， 有效控制影响工程进 度的因素， 结合采矿工程特点， 合理划分各阶段工作 内容、 持续时间、 衔接关联， 积极实施 ， 加强现场管 理 ， 实现计划要求。 2 ． 2 对接非煤矿山安全生产标准化工作 国家标准化管理委员会会同国家安全生产监督 管理总局组织编制了 全国安全生产2 0 0 7～ 2 0 1 0年 标准化发展规划 ， 江西省安全生产监督局于 2 0 0 9 年 7月 2 1日下发了 关于加强我省金属非金属矿山 安全标准化建设 的指导意 见 的通知 ， 要求 2 0 1 0年 l 4 江西冶金 2 0 1 0年 4月 底 以后换发安全生产许可证的矿山必须达到安全标 准化最低等级 ， 到 2 0 1 2年底全省所有金属非金属矿 山达到安全标准化一级水平 。同年 8月 3日江西省 安监局又下发 了 关 于推进我省非煤矿山强基固本 “ 五个一百” 示范单位创建活动的通知 ， 良山铁矿 列为全国 1 0 0家中小型金属非金属地下矿山安全基 础建设示范单位之一 。 深部开采工艺与 目前开采工艺区别很大， 装备 水平更高， 工艺要求 、 安全生产管理更加复杂 ， 要求 更严谨。这就要求矿山在设计消化、 施工建设实施 过程中按技术要求控制好每一个环节。 2 ． 3 回采阶段的承包方式问题 基建工程完成 ， 主体开拓工程竣工后 ， 将进人 中 段开拓、 采切、 回采工作 。作业 的承包方式也要提前 酝酿。根据矿山工程特点， 提升 、 通风、 排水、 供电、 破碎等主要公共设施应该 由甲方统一协 调管理 ， 其 他供风、 采切、 中段运输应承包作业 。承包方式包工 部分包料 部分料是指直接使用 于穿孑 L 、 爆破、 铲装 作业的设备和材料如 移动式压风机 、 钻机 、 装载机 钎头钎杆用电等 。 2 ． 4 实施深部开采。 人员储备、 培训 良山铁矿具有 5 O多年的开采历史 ， 一直是从事 露天开采和平隆开拓方式的地下开采 ， 对于竖井开 拓的开采还是新 的开始。所 以， 随着深部开采 的前 期工作有序推进 ， 工程技术人员、 特殊 工种操作人 员、 安全管理人员等都必须加强培训 。尤其是复杂 岗位操作人员和大型设备维修人员， 在投产前接受 上接第 l O页 3 结论 必要的培训 ， 达到规定的技术水平和业务能力 。 深部开采最大的区别在于竖井 的提升和统一安 全通风以及排水和尾砂充填 ， 设计中主、 副井提升机 操作工、 付井中段信号工、 通风机房操作工、 井下水 泵排水工、 尾砂充填工等， 这些工艺和工种对目前良 山铁矿来说都是新工艺、 新设备、 新技术 。属于急缺 的技术断层岗位 ， 提前准备十分必要。同时培训应 坚持全员培训、 突出重点， 实施上岗培训与人才引进 结合 ， 内部培训与到类似矿 山学 习相 结合的办法。 以深部开采的基建和建设矿山安全标准化工作为契 机 ， 抓好安全生产标准专业人员队伍建设 ， 培养一批 适应新工艺、 新任务要求的， 懂安规、 有责任心的安 全生产标准化人员。 3 结语 太平深部开采工程是 良山铁矿重大 的接替工 程 ， 工艺要求 、 安全生产管理更加复杂、 要求更严谨 ， 正确及时分析工艺过程与 目前开采的区别 ， 准确筹 划各种费用的投人 ， 客观把握设备设施水平的安排， 是十分重要的。在设计、 技术准备、 人才储备、 施工 组织等建设过程中， 按安全可靠、 技术可行、 经济可 观等要求控制好每一个环节， 确保工程的顺利展开 和按期投产 ， 早 日为新钢大发展服务、 为矿山可持续 发展做出新的贡献。 该尾矿库现有下游坝坡在各种计算工况下是稳 定的， 但加高至 9 9 ． 0 m时安全系数不满足规范要 求。对坝体采用片石反压和放缓边坡进行加固后， 抗滑稳定性可满足规范安全要求。同时加设垂直一 水平联合排渗体、 在使用中掀开排洪斜槽盖板以紧 急降低库内洪水位 ， 使浸润线明显下降， 稳定系数还 可进一步增加 ， 表明采取的加固措施具有较好效果。 英文翻译卢宏 [ 参 考 文 献 ] [ 1 ] 中华人民共和国建设部． 选矿厂尾矿设施设计规范 z B J l 一 9 o [ M ] ． 北京 中国建筑工业出版社， 1 9 9 0 [ 2 ] 国家安全生产监督管理总局． 尾矿库安全技术规程 A Q 2 0 0 6 2 0 0 5 [ S ] ． 2 0 0 5 [ 3 ] 陆惠娣， 曾永熊． 某钨矿一号尾矿库的渗流稳定分析及其治理 方案[ J ] ． 中国西部科技， 2 0 0 8 ， 3 2 2 2 4 [ 4 ] 杨进新． 密云水库加固工程九松山副坝上游坝坡稳定分析 [ J ] ． 北京水利， 1 9 9 9 ， 6 3 0