南Ming河河床下矿体采矿方法初探.pdf

} ．7 ／ ， 7 南沼 河河床下矿体采矿方法初探 中国 华冶设计院采矿室 刘艳军 一 南 i 名河铁 矿 位 于河 北 省 武安 市 庄 晏 乡 杨 二庄 村 境 内 该 矿 床 为 隐伏 矿 体 ， 由 6个 矿体 组成 。 6号 矿体为 主 矿体 ， 占全矿 储量 的 9 9 ． 8 1 ， 是矿山开采的主要对象。矿床地质 储 量 3 9 7 8 ． 2 2万 t ， 平 均 铁 品 位 4 8 ． 9 6 ， 矿 石 主要 为原 生磁 铁矿 ， 浅部 有少 量氧 化矿石 。 开采该矿床的一个 关键问题， 是在矿床 西 端 上 部 即 1 ～ 5勘 探线 之 间 有 南 沼 河 河 床通过。南 } 名 河为季节性河流 ， 河床下压矿 约 4 7 0万 t ， 占矿 床地 质储 量的 1 2 。 为 开采 河 床下 的矿 体 ， 1 9 7 4年 曾拟采 取 改河 方案 ， 采 矿方法 选用 有底 柱崩 落法 。 此方 案 的实施 主要 弊端是 投 资 巨大 ， 不 可取 。 1 9 9 3年在恢 复建 设 南 i 名 河 铁 矿 的 设 计 中， 华冶设计院采取保护河床底板不被崩落 的方案 ， 采矿方法选用了长锚索预控顶房柱 法。该方案特点是 ， 留矿柱支撑顶板 ， 吊长锚 索进行矿房顶板管理 。 其缺点是矿柱不回采 ， 造成 大量 矿产 资 潦 的浪 费 ， 河 床下 矿 体 损失 率达 4 0 ， 约为 1 8 8万 t 矿石。笔者认为， 南 } 河 河 床 下 矿体 现 阶 段 用房 柱 嗣后 充 填 采 矿法开采有着十分现实的意义。本文初步探 讨 了应用 房 柱嗣后 充填 采矿 法的 可行性 和台 理性 。 1 矿 床开 采技 术条 件 该矿体形态简单 ， 为一西高东低 ， 由西向 东延深长条状援倾斜似层状矿体 ， 矿体走向 北东 ， 倾向南东 ， 倾角 2 0 。 左右。 矿体赋存于闪长岩侵人体与灰岩接触带 上 ， 属 接触 交代矽 卡岩 型磁铁 矿 床 ， 矿体 直接 顶 板 为结 晶灰 岩 ， 底 板为 矽 卡 岩或 透 辉 石 闪 1p秀 s ／ 长岩 。矿石 硬度 系数 f 一7 ～ 1 7 ， 矿体 稳 固。 2 房 柱嗣后 分级 尾砂胶 结 充填 法 房 柱 嗣后 分 级尾 砂胶 结 充 填 法 下 简 称 房柱嗣后充填法 特点是 ， 用房柱法 进行 回 采， 分级尾砂胶结充填进行地压管理 ， 采空区 顶板不 被破 坏 ， 河 床不塌 落 。 河床下矿体为缓倾斜 中厚矿体， 矿块 既 有沿走 向布 置的 ， 也有垂 直走 向布 置 的 。 矿块 划 分 为 矿 房、 问 柱 ， 矿 块 宽 2 3 m， 矿 房 宽 1 5 m， 闻拄 竟 8 m 矿块 内先采 矿房 ， 矿房 采完 后 进行充 填 ， 再 采 间柱 ， 再 进行 充填 。矿 房和 问柱实际上为条带式矿房 回采， 其 回采工艺 与房柱 法 完 全相 同， 嗣后充 填 的 目的 是为 支 撑顶板 围岩 和有利 于问 柱 回采 。 采 准切害 4 选 用Yr P 2 6 和YS P 4 5 型 凿岩 机 凿 岩 ， 孔 径 为 3 2 mm 4 0 ra m， 浅 孔 爆 破 。 凿 岩 台班 效率 为 3 O m， 每 米 爆破 量 为 1 _ 2 m。 回采选 用 Y GZ 9 0型 凿 岩 机 进 行 中深 孔 凿岩， 孔径 6 0 m m 6 5 m m， 凿岩 台班教率 3 0 m， 每米崩矿量 6 t 。矿石运搬采用 5 5 k w 电 耙 ， 利用 重力 放矿 。 电耙 台年效率 达到4 ～ 5 ． 5万 t ， 采出矿石块度为 O 5 0 0 m m。 3 充填 系统的建立 3 ． 1 尾 砂来 潦 充填 尾砂 的来 潦有两 个方 面 。 1 由于南 i 名河铁矿是新建 矿山， 投产 初期无现成尾砂 ， 尚须待矿 山投产 5 ～6年， 尾 矿库能堆积到一定量尾砂后． 可开采河床 下矿体 。其缺点在 于 ① 韧期基 建工程量大 些 ， 主要是增加了非河床下矿体的开拓平巷 7‘ 维普资讯 1 9 9 7年 第 2期 高 窖矿 与 毒害促 畚 工程 约 3 0 0 m ； ② 只采河床下矿体， 按阶段 矿 块排 产 达 到 的 生产 能 力有 限 ， 据 估 箅 0米 水 平仅达 到 2 0万 t 。 2 在投产初期无现成尾砂条件下， 河床 下矿体和非河床下矿体可按一定比例搭配开 采 出矿 因 为原矿 量 与选 厂产 出的尾 砂量 的 比例为 4 t 1 ， 所以可将河床下矿体与非河床 下 矿体 开采 量 的 比例定 为 1 t 4 ． 也就 是 说 ， 5 个体积原矿产 出的尾砂量可满足充填 1个体 积河床下采出的矿量。 其主要的优点是 ① 生 产 开始 ， 充填 系统 即可投 人运 行 ． 可减少 尾砂 向尾矿库 的排放量， 从而减少了尾矿库的初 期投资； ②由于采用搭鼠开采， 阶段矿块可多 方 面布 置 。 据 阶段排产 统计 ， 0米 水平 生产 能 力可达到 3 0万 t ， 生产规模较大 其缺点是 ， 初期投资较大， 主要是增加充填 系统投资和 非河床下矿体的平巷工程费。 考虑到矿 山生 产规模 和矿产 资源的利 用 { 整体的经济效益和社会效益 } 地压的有效 管理和安全生产。笔者认为 南 i 名 河铁矿的 床床下矿体采用房柱嗣后充填法和河床下矿 体与非河床下矿体按 比例搭配开采的方案 ， 是该矿床优化开采 的最佳途径。 3 2 分级尾矿胶结充填工艺系统的组成 南 溜河铁矿采用地 面制各充填料， 管道 输送的充填系统。本充填系统仅承担河床下 矿体采空区的充填， 日充填能力为 1 5 0 m3 。 系 统主要 由砂仓、 水泥仓、 搅拌檀等组成。制成 的充填 料用 1 5 0 mm钢管输送， 到采 区后 用 1 5 0 r a t a聚 乙烯 管进 至 各采 场 ， 砂浆 浓 度控 制 在 6 0 ～7 0 。 3 3 充填系统基建及设备 投资 充填 系统基建及设备投资列于表 1 。 从表 1 可见 ， 与原预控顶房柱法相比， 采 用房柱嗣后充填法 主要增加 了充填系统的投 资 ， 即增加投资费 1 3 0万元。 4 主要经济指标与分析 4 ． 1 充 填成 本计 算 ‘ 8 ‘ 表 l 充填 着 I 统基建爰 设鲁投资 4 ． 1 _ 1 计 箅依据 均按 照现 行价 格计 1 选 用 4 2 5 水 泥 ， 售 价 2 5 0元 ／ t ； 2 职工年人均工资 5 0 0 0元计 ， 工资附 加费按工资总额的 1 4 计； 3 充填系统 固定资产折旧按 1 5年计 ； 4 修理费按固定资产原值 5 提取 ； 5 平均每天充填量按 1 5 0 H 计。 4 1 ． 2 充填成本计算 充填 成本 计算 结果 列于表 2 。 裹 2 充填成本计算结果 项 目 单耗 单 木扼 1 5 o 1, m3 m 2 5 元／ k g 3 7 ． 5 丰材 o ． o o o 2 ml ／ m 7 o o元／ 一 o 1 4 电费 6 ， 抽1w h n 4 5元／ k W h 2 ． 8 1 5 ．7 e 2 ． 管 理费 元／ m 1 ． 5 1 其它 元／ 2 ． 0 合计 5 1 ． 7 4 7 2 ． 4 8 0． 27 5 ． 43 1 1 ． 1 3 3 ． 90 2． 92 3． 8 7 1 O 0 注 ； 工 资盈工资 附加 费按 5 0人 计| 固定 资产折 旧按 l 5年 计 ． 由表 2可知 ， 充 填成 本 为 5 1 ． 7 4元 ／ 。 矿石 密度 为 4 ． 1 5 t ／ m ， 则 矿石 充 填 费 用为 维普资讯 香岔 矿 山与 自窖谊 啬 1 9 9 7年 第 2期 5 1 ． 7 4 ／ 4 ． 1 5 1 2 ． 4 7元／ t o 。 4 ． 2 两 种 采矿 方 法 的 综 台成 本 及经 济 指 标 对 比 4 ． 2 ． 1吨矿 成本 比较 预 控顶 房柱 法与房 柱 嗣后充 填法 吨矿 成 本对 比结 果列 于表 3 。 表 3 两种采矿方法成本 比较元， I 4 ． 2 ． 2主要技 术经 济指 标对 比 两种 采矿 方法 主要经 济指 标对 比结 果列 于表 4 。 表 4 两种采矿方法经 济指标 比较元， I { ． 2 ． 3开 采 河 束下 d 7 0万 t矿 百 舶 盈 利 比 较 1 用 预 控 顶 房 柱 法 开 采 损 失 率 为 4 0 ， 贫 化率为 1 5 盈 利 ； 6 4 ． 3 3 2 1 2 3 7 9万 元 _7 2 1 1 5 1 ．u 一 一’ 一 ⋯ 2 用 房 柱 嗣 后 充 填 法 开 采 损 失 率 5 ， 贫化 牢为 1 5 盈 利 ； t 2 ． 81 ] 3 0 5 2万 元 ．7 2 4 1 1 5 1 ． 一 1 ⋯ 从 以上计算结果可见 ， 采用房柱嗣后充 填 法 开采 河 床下 矿体 比预控 顶房 柱法 可多盈 利 6 7 3万元 。 5结语 1 采用 房 柱嗣 后 充填 法 开采 南 i 名 河铁 矿 河床下 矿 体 比预 控顶 房柱 法可 多 回收矿石 4 7 O万 ， 多 盈 利 6 7 3万元 ， 而 且前 者技 术先 进 ， 工艺 简单 。 2 由于 对采 空 区进 行充 填 ， 南 } 河河 床可受到保护 ， 而且不会发生溃水现象， 使坑 内矿 体 开采有 安全 保障 。 3 由于可 采矿 量 的增 加 ， 相应 地延 长 了 矿 山服务 年 限； 采用尾 砂作 为 充填 骨料 ， 可减 小 尾 矿库 弈量 ， 减少尾 矿库 的 基建投 资 。 7 0 - 1 5 4 t 矿用自卸车车梯 大 山铁矿 扩建 生产需 要从 美 国尤克里德公司引进 l 6台 Rl 7 0 l 5 4 t 矿用 自卸 卡 车 ． 现 已投 产使 用 8台。但 这 类大 型 设备车架高 ， 柴油机又位于车架之上的附架 上 ， 检查 、 维护 极不 方便 ， 既不利 于安 全 ． 又浪 费 人力 ． 而且 加机油 时 ． 容 易洒 在外边 。为 了 克服上述问题， 齐矿汽运车间决定 自制更适 用 的车 梯。 此 类大 型设 备是从 美 国进 口 的。我 矿根 据进 口自卸卡车前桥、 车架、 前轮 的结构特点 及 前 轮转 动极 限位 置 ， 确 定 最 佳 的安 装 位 置 与 方 法 ， 采 用卡 具 安装 工 艺 ， 避 开 焊 接 ， 使 自 制 的车 梯达 到 了进 口设 备 的使用 要求 。 自 制的车梯投入使用， 效果很好3磐 多 踟 晴i 疆 百黼 浑蒂稚 轴 使用 方蓓 作业， 鋈 如 期 荔外 洒。 至 今 已改制 4酋牢 陇 过， 每年可节约机油费用 睃同 时 9 燕 麓 ～ 一 P 一 ～ 一 。‘’ ‘ 选塑至垄当 墼兰 孙秀华 毛国 瑞 立 D 一 ≥ ● ， L 维普资讯