浅谈洛阳矿区南矿段地下采矿方法的改进.pdf

S e r i e No 2 8 7 Ma y 2 0 0 0 金 属 矿 山 MET A L M I NE 总 第 2 8 7期 2 O 0 0 年 第 5期 ， t 一 c7 浅谈洛阳矿 区南矿段地下采矿方法的改进 王 盟 俑 再 铁矿 g 3 ， 弓 摘要潘 洛铁 矿从 实 际情 况出 发， 本 着 因矿生 珐 、 探 栗 结合 优 化 栗矿 方 案 的思 路 ， 找到适 合 于 洛 阳 矿区 南 糊词 兰 二 竺 竺， 锻 P r e l i mi n a r yDi s c u s s i o n o nt h eI mp r o v e me nt o ft h eUn d e r g r o u n dMi n i n gMe t h o d f o rt h eS o u t h S e c t i o n o fLu o y a n gM i n i n g A r e a W a n g Qi ． gf e n g P a n u oI r o n Mi n e Al t r a e t S t a r tin gf r o w n i t s r e a l o o n d i t i o a n d f o l l o wi n g a wa y o ft h eme t h o d g e l l e r a t J o l lfi x nt h e。 I x } d y。 t h e c o mb i n a t io n o f e x p to r a t i on wi t hmi n i n g a ndt h e o p t i mi z a t i o n o ft h e n a i n i ng s c h e me。 Pa r d u o I r o n Mi n e h a sf o u n d OU t a n 0 p t 珈 lm u n d e r 邑 u n d mi n i ng s e h a e f o r t h e s o u t h s e c t io n o f i ts [ a i o y a ng mi n i ng a r 曲 K w孵出 Un d e r g r o u n d mi n i ng ， Mi ning me t h o d， S c h e me o p ti mi z a ti on 1 洛阳矿区概况 洛阳矿区是福建 省潘洛铁矿 一个 重要 的生 产矿 区， 位于福建省漳平市东南部 2 0 k m 处。该矿 区为高 温热渡接触交代矽卡岩型铁矿床， 矿石类型以含硫磁 铁矿为主， 占整个矿 区 9 0 ％以上 ， 其次少部分 的高炉 富矿和褐铁矿 ， 伴生有黄铁矿 、 辉钼矿 、 闪锌矿等。 洛阳矿 区露 天开 采 于 1 9 5 8年投 产 经过 近 4 O 年的开采 露天 开采 已经结 束 ， 目前 已转 地下开 采。 洛阳矿区地下开采 从 1 9 8 5年开始 进行 可行性 研 究 工作 ， 并委托 马鞍山钢铁 设计 院进行“ 洛 阳矿 区南矿 段坑内开采初步设计” ， l 9 鹋 年基建开始施工 ， 历时 5年时间 ， 于 1 9 9 2年建成 ， l 9 9 3年正式试产运 营。 2 矿床开采技术 条件 主要矿体 多呈似层状 、 条 带状 、 豆 荚状 、 透镜 状 总体走 向北西 ， 倾 向北东 。揉 部矿体一般致密坚硬 ， ，1 5 裂隙不发育 ， 属稳固至很稳 固型矿体 。分 布 于地表或近地表 的褐 铁矿 和受 强烈 风化 的氧化 矿 ， 属 于不稳 固矿体 ， 占比例很 小。 矿 体直接 顶板 主要是 矽卡 岩 ， 近地表部 分 由于 受风化影 响 ， 稳 固性较差外 ， 未风化 的矽卡 岩一般致 密坚硬 ， 裂隙不甚发 育 ，f1 2 ， 属稳 固 型岩石 。大 理岩多为矿体的间接顶板 ， 有时也为直接顶板， f 8 ， 属中等至稳 固型岩石 。 ． 2 4 ． I 花岗斑岩 ， 因其蚀变 的类 型和蚀 变程度 的不同 ， 稳固性差异较 大。分布于地表或近地表矿体上下盘 的高岭土化花岗斑岩， 呈粘土状， 遇水膨胀， 属最不 稳 固的岩石类 型。绢 云母 化 、 硅化 花 岗斑岩 和未蚀 变的花岗斑岩 ， 一般均致密 坚硬 ， 节理发育 ， f5 ～ 1 5 ， 平均 为 1 O ， 属 中等稳固的岩石类型 。 从 目前坑 内矿岩揭露 情况看 ， 大 部分地 段 的岩 性是致密坚硬 ， 节理 裂隙不发 育 ， 属稳 固至很稳 固类 型 的 矿 床 。 3 地下开采初期生产存在的问置 洛阳矿 区南矿段地 下开采初期酋 采地段 为 1 3 1 矿体 1 0 0 I T I 中段 的 0 、 1 和 2 矿块 ， 按原推荐 的主 要采矿方法是 采用 分条分 段崩落采矿 方法 。该 方法 的主要特点 沿矿体走 向划分回采矿块， 在矿块内再 沿倾斜划分分条 ， 在每分条 内布置 电耙道 、 漏斗 、 凿岩 巷道 和切割拉底巷道等 底部 结构 ， 不 留间柱和顶柱 ； 用扇形 中深孔落矿， 电耙 出矿； 用强制放顶方法形成 覆盖岩层和充填采 空区。其结构参数 阶段高 3 0 I T I ， 矿块长 5 o I T I ， 宽等于矿体 的水平厚度 ； 分 条长 5 0 I T I 、 宽 1 0 I T I 、 高等于矿体的垂直 厚度； 电耙道 间匪 1 0 m、 王庆丰． 福建省潘洛俄矿生产科 ， 酎科 长． 3 6 4 4 0 5福建省瘴早市太 探。 维普资讯 王庆丰 浅谈洛 阳矿区南矿段地下采矿方法的改进 2 0 0 0年第 5 期 在电耙道两侧交错布置漏斗， 间距 5 m， 底柱高 1 0 ～ 1 2 m。每个矿块 上 中下分 为三条 ， 上部 为 3分条 ， 中 部为 2分条 ， 下部为 1分条。如 1 3 1矿体 1 0 0m 中段 1 矿块 白上往下分为 l 3 、 l 一2和 1 1 三个分条 。 通过 1 3 1矿体 1 0 0m 中段 l 和 2 矿块 的生产 实践 ， 分条分段崩 落采矿法存在如下主要缺点 。 1 采切 工程量大 ， 成本高。1 3 1矿体 1 0 0 m 中 段 1 矿 块 实 际 发 生 的 采 掘 比 为 1 7 9 ． 3 m历t ， 7 8 6 ． 7 mj 历t ，其中 采 准比 为8 7 ． 3 m／ 万t ， 4 3 7 ． 9 m3 ／ 万 t ， 采切 比为 ‰／ 万 t ， 3 4 8 _ 8 ／ 万 t 。而 且大部分巷道布置在岩石 中， 有的漏 斗和 电耙道也 布 置在下盘围岩 中。 2 矿石损失贫化大 。从 1 3 1矿体的赋存条 件 看 ， 其矿体形 态不 规则 ， 矿岩接触 面不很 明显 ， 矿厚 、 倾角、 倾 向和走向存在较大的变化。而分条分段崩 落法 的结构 和工艺 缺少必 要 的灵活性 ， 与复 杂多 变 的矿体不相适应 。譬如 ， 矿体走 向改变 ， 但 电耙道 则 不能转弯 ， 矿体倾 角变陡 ， 对 已设计施工 的电耙道 和 漏斗 的位置就无法随之改变 ； 矿体厚度局部变薄 ， 也 不能将 设计好的 中深孔 的深度 变短 ， 否 则后 面 的炮 孔无爆 破 自由 面。为此就 容 易造成工 程的浪 费 ， 并 增 加矿石的损失与贫化 。 3 采空区处理工程 量大 ， 增 加放顶 费用。根据 分条分段崩落法的工艺要求， 采空区是靠围岩崩落来 充填 ， 如果顶扳岩 石不能 自然崩 落 ， 则须 采用强制 放 顶措施来实现。从 1 3 1矿体 1 0 0m 中段 0 、 1 和 2 矿块的采空 区暴露情况看 ， 顶扳岩石不仅不能 自然崩 落 ， 而且显得很稳定。如果要按分条分段崩落法工 艺 实施 ， 则必须进行强制放顶 ， 每个采空 区都 要进行 ， 这 样就增加大量的放顶工程和放顶 费用 。 分 条分段 崩落法虽然具有生产能力大 、 工 效高 、 机械化程度 高和作业 安全等 优 点 ， 但是在 矿岩 稳 固 和矿体复杂多变 等条 件下 ， 这 些优 势不 能充分 得到 发挥 ． 反而 带来 一些 同题 。如采 掘 比大 ， 成本高 ， 矿 体产状变化大 ， 边 界难 于控 制 ， 矿石损 失 贫化大 ， 回 采工艺不能协调， 回采指标相比较差， 生产能力提高 不快 ， 拖延达产时 间 ， 给矿山生产 的发展和经济效益 的提 高带来不利 的影 响。 4 从实 际出发 ， 因矿 生法 ． 优化 采矿方案 根据洛 阳矿 区南 矿段 地下 开采初期生产存在的 问题 ， 在 1 9 9 6 ～ 1 9 9 8年 ， 我 矿与 马鞍 山矿山研 究 院 共同组织 地下开采 技术研 究 ， 对 洛 阳矿区南 矿段 地 下采矿方 法进行 技 术攻关 。从 实际情况 出发 ， 坚 持 理 论与实践相结 合 ， 本着 因 矿生法 ， 探 采结 合 ， 优化 采矿方案 的思路 ， 找 出适合 洛阳矿 区南矿 段 的采 矿 新方案 。 1 适合倾 斜原矿体 的方 案 点 柱浅孔 留矿 法 。其 主要特点 是 根据顶 板允 许暴露的面积 ， 将矿 段划分 为数个采场或 矿块 ． 在采场 间 留有 若干规 则 矿柱 ， 称之 为点 柱 ， 采场 回采按 设计顺 序逐 个 进行。 采场顶板 靠点 柱支承 ， 回采工 作由下 往上逐层进行 ， 直至顶柱或上部边界； 落矿用浅孔凿岩爆破 ， 放矿靠 矿 石 白重 ， 用 钢 木 漏 斗 进 行 ， 按 每 次 落 下 的 矿 石 4 0 ％放 矿 ， 余 下 的暂 留在 采场 内 ， 以做 工作平 台用 ， 待整个 采场 回采 到 顶板时 即进行 大 量放矿 。譬如 1 3 0 m 中段 的 2 3 矿体 ， 根 据其 形 态和大 小划 分 为 三个 回 采 矿 块 ， 其 中西 北 矿 块 长 宽 为 2 5 m 2 5m， 西南矿块长 宽 为 2 5m2 5m， 东 部矿 块 长 宽为 6 0 m1 5 m。在三 个矿块 中一共 留有 5个 点柱 ， 其 中西北 矿块 1个 点柱 ， 西南矿块 3个 点柱 ， 东南矿块 1个 点柱 。1 3 0 m 中段 2 3 矿 体 ， 西北 矿 块的主 要技 术 经 济指 标 见 表 1 。通 过 生产 实 践 表 明， 点 柱浅 孔留矿法与分条分段崩 落法相 比优点 有 a ． 采切工程量少 ， 矿块 准备周期 短 | b ． 大部 分采切工 程均 可市置在矿体 内 ， 回收部分副产矿石 ， 并且做到 探采结合 ， 使掘进成本降低| c l 回采工作面可随矿体 产状 的变化而变 化 ， 矿 石损 失 贫化少 ； d ． 工 艺简单 ， 操作容 易 可 调节 矿石 生产 。 2 适用 中厚 矿 体 的 方案 浅孔 留 矿 全 面 法 。譬如在 1 3 1 矿 体 1 o 0 m 中段 的 3 矿块 中采 用 浅孔 留矿全面法 ， 其 结构参数 阶段 高 3 0 r l l ， 矿块 走 向长 5 0 r l l ， 底柱高 6m， 间柱宽 6m， 放矿漏 斗间距 6 m。1 3 1矿体 1 0 0 m 中段 3 矿块 的主要技术 经济 指 标对 比见表 l 。通 过生产 实践表 明， 与 分条 分 段 崩 落法相 比， 浅孔 留矿全面法不仅具有采切工程量少 ， 回采工艺简单和矿石损失贫化低等优点 ， 而且应变 能力较强 ， 不论矿厚和倾角如何变化都能随之变化， 并 能保 持正 常的 回采工作 。 3 适用小矿体的方案浅孔留矿法或浅孔 留矿全面法。洛阳铁矿床系由大小不等的 1 7 9 个铁 矿体组成 ， 其 中储 量大于 l 0 0万 t的矿体 9个 ， 储 量 3 0 ～ 5 0万 t 的矿体 4个 ． 其余 皆小于 3 0万 t 的小矿 体。这些小 矿 体大小各 异 ． 相互 独立 ， 分布零 散 ， 产 状复杂 ， 形态一般 为似层状或 透镜 状 ， 矿岩一般均坚 硬稳 固 ， 开采条件 较好 。譬 如 1 2 1北 西小 矿体 采用 的浅孔 留矿法 ， 其尺 寸为长 2 0 m、 宽 2 0 m， 采高 l 5 2 5 维普资讯 总第 2 8 5期 金 属 矿 山 2 0 o 0年 第 5期 ～ 2 0 m， 底柱高 4 m。其主要技术经济指标见 表 l 。 通过生产实践表 明 ， 在 1 2 1 北 西小矿 体 中所 采 用的 浅孔 留矿法是合适 的 ， 效 果好 。 裹 1 几种采矿方法主要技术经济指标对 比 、 1 o 0m中段 1 3 0m中段 l o t m中段 1 3 0m中段 1 3 1矿体 1 3 1 矿俸 1 2 1 北 西 u ，．一 I 矿体 2 3 矿体 3 矿体 小矿体 ⋯ 分条 分段点柱浅孔汽孔留矿 浅孔 崩 落击 留矿法 垒面法 留矿击 原设计 改进 改进 改进J 5 主 耍技 术经 济指标对比 洛 阳矿 区南矿段地 下开采所实践的点柱浅孔 留 矿法 、 浅孔 留矿全 面法和 浅孔 留矿法 及分 条分段 崩 落法的主要技术经济指标对比见表 l 。 上接第 2 l页 6结论 1 从 实际情况 出发 ， 坚持理论 与实践 相结 合 ， 本着 因矿 生法 ， 探 采结 合 ， 优化 采 矿方案 的思 路 ， 找 到适 台于 洛阳矿 区南矿段地 下开采技 术条件的采矿 方法 。在倾 斜厚矿体 中适宜 采用 点柱 浅孔 留矿法方 案 ； 在 中厚矿体 中适宜采 用浅孔 留矿全 面法 方案 ； 在 小矿体 中适宜 采用浅孔留矿法和浅孔 留矿全面法方 案 。这对 洛阳矿 区南矿段 地下开采具有重要 的指导 意 义 。 2 根据 矿体情况 ， 因地 制宜 ， 把生产 勘探坑道 与采切巷 道灵活联系起来 ． 实现探 采结 台 。 对降低成 本 ， 提高开采效益起 了很好 的作 用。 3 生产实践表明 ． 通过 采矿 方法的改进 ， 洛 阳 矿 区南矿段 地采大 幅度提 高 了生产 能力 ， 提 高 了矿 石 回采率 ， 降低 了矿石损 失 贫化 ， 降低 了采掘 比 ， 开 采成本 下降 ， 提高 了经 济效 益 ， 取得 了较好 的技术经 济指标 ， 每年 可获 得经 济效 益达 2 6 0万元以上。 收稿 日期 l 9 9 9 ． 0 8 ． 1 0 裹 3 掘进中应用效累 从 表 中对 比可 以看 出， 每循环 炮孔 平均 减少 2 ～ 5个 ， 单位 炸 药单 耗 平均 降 低 0． 2 4 k g ／ m3 ， 周 边 半眼痕率 达 到 8 0 ％ 以上 ， 单位 支护量平均 减少 0 ． 5 ～ 0 ． 5 8 m3 ／ m， 同时 降低 了工人劳 动强 度 ， 提高 了生 产效率 ， 减 少了对 围岩 的破 坏 ， 增强 巷 道稳 定性 ， 应 用效果非常 明显 。 3结论 定 向断裂爆破技术 在西石 门铁 矿试验成功 ，为 2 6 井下掘进提供 了一种科 学 合理 、 实 用的新 型爆 破方 法 。该技术 简单 易行 ， 明显改 善和提 高 了巷 道掘进 的技术 水平 ， 巷道成型较好 ， 节省巷道掘进 支护直 接 费用 1 7 3 ． 2 8元 ／ m。若 在 全矿 掘 进 中使 用 ， 年 可节 约 2 4 2 ． 6万元 ， 并 且节省 出碴 、 运输 等 间接 费用 。 经 济效益非常显著。该技术适用范围广 。 在各类硬岩、 中硬 、 软弱破碎岩石及 各 种层 理岩石 中均可取 得较 好效果 ， 相信具有广泛的应用前 景。 收稿 日期 1 9 9 9 ． 1 0 ． 2 5 维普资讯