云浮硫鐵礦尖山區(qū)段開(kāi)發(fā)利用方案初探

黃鐵平,韓仕權(quán),謝世強(qiáng)

(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院, 廣東廣州 510080)

云浮硫鐵礦尖山區(qū)段開(kāi)發(fā)利用方案初探

黃鐵平,韓仕權(quán),謝世強(qiáng)

(廣東省冶金建筑設(shè)計(jì)研究院, 廣東廣州 510080)

根據(jù)云浮硫鐵礦尖山區(qū)段礦體賦存條件,對(duì)尖山區(qū)段地下開(kāi)拓系統(tǒng)、采礦方法、生產(chǎn)規(guī)模等進(jìn)行了初步探討,為今后尖山區(qū)段礦體開(kāi)采提供參考。

開(kāi)拓系統(tǒng);采礦方法;生產(chǎn)規(guī)模;服務(wù)年限

1 礦體特征及開(kāi)采技術(shù)條件

廣東云浮硫鐵礦是一特大型硫鐵礦床,礦區(qū)分為大降坪區(qū)段、長(zhǎng)排嶺區(qū)段和尖山區(qū)段。大降坪區(qū)段已采用露天方式進(jìn)行開(kāi)采,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為300萬(wàn)t。尖山區(qū)段位于大降坪區(qū)段南部,地形標(biāo)高502～180m。尖山區(qū)段礦體賦存標(biāo)高325～-250 m,主礦體賦存標(biāo)高300～-100m。礦體南北走向長(zhǎng)1350m,東西斜寬600m,厚度2.01～73.65m,平均傾角35°。尖山區(qū)段硫鐵礦保有資源儲(chǔ)量3465.89萬(wàn)t,平均品位24.42%。

尖山區(qū)段內(nèi)有4個(gè)礦體,其中Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體為主礦體,Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體為小礦體。4個(gè)礦體皆屬盲礦,埋藏于風(fēng)化帶以下的基巖中。礦石組分單一,有用工業(yè)礦物主要是黃鐵礦,磁黃鐵礦次之。礦體主要賦存于堅(jiān)硬、局部半堅(jiān)硬的層狀沉積變質(zhì)巖中,地層巖性較復(fù)雜,礦體埋藏深,局部上覆的風(fēng)化層厚度大。礦體及其頂?shù)装鍑鷰r完整性中等,局部完整性差;礦巖穩(wěn)固性較好,局部較差。

2 開(kāi)拓方案

根據(jù)尖山區(qū)段礦體賦存條件,有上盤(pán)開(kāi)拓、下盤(pán)開(kāi)拓兩個(gè)方案可供選擇。

(1)方案Ⅰ,下盤(pán)盲主副井方案。盲箕斗井設(shè)在礦體下盤(pán)22線,盲罐籠副井設(shè)在22～24線之間,主副井距離約50m。主井井筒直徑Φ5m,井深500 m;副井井筒直徑Φ5.5m,井深450m。主副井負(fù)責(zé)+250m中段至-100m中段的提升任務(wù)。另設(shè)一條平硐與盲主、副井相聯(lián),平硐口標(biāo)高+250m。井下礦石破碎系統(tǒng)設(shè)在+130m水平,礦石由箕斗主井提升至地下礦倉(cāng),再由膠帶平硐轉(zhuǎn)運(yùn)至地表礦倉(cāng),然后用汽車(chē)運(yùn)至選礦廠。

(2)方案Ⅱ,上盤(pán)明主副井方案。在礦體上盤(pán)22線設(shè)箕斗主井,井口標(biāo)高+210m,井徑Φ5m,井深410m。罐籠副井位于22～24線之間,距離主井約60m,井口標(biāo)高+200m,井徑Φ5.5m,井深350 m。+200m以上礦體采用平硐開(kāi)拓,平硐口位于礦體上盤(pán)22線附近,硐口標(biāo)高+200m。+150m中段至-100m中段的礦石經(jīng)破碎后由箕斗井直接提出地表,用汽車(chē)運(yùn)至選礦廠。

方案Ⅰ與方案Ⅱ比較,方案Ⅰ具有石門(mén)短、井巷基建工程量小等優(yōu)點(diǎn)。但方案Ⅰ井口遠(yuǎn)離大降坪礦區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)生活設(shè)施,需修建3km的礦山公路和酸性水處理系統(tǒng),井口工業(yè)場(chǎng)地需占用大量農(nóng)用地,對(duì)周邊環(huán)境影響較大。Ⅱ方案雖石門(mén)長(zhǎng),但豎井井筒及平硐工程量相對(duì)較少,井口工業(yè)場(chǎng)地位于大降坪礦區(qū)內(nèi),距離選礦廠近,外部運(yùn)輸條件好,不需新建礦山公路和酸性水處理系統(tǒng),不存在征地問(wèn)題,對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境影響較小,生產(chǎn)管理方便。由此可見(jiàn),方案Ⅱ優(yōu)于方案Ⅰ,故推薦優(yōu)選上盤(pán)主副井開(kāi)拓方案。

3 采礦方法選擇

尖山區(qū)段黃鐵礦床為致密狀黃鐵礦和磁黃鐵礦,含S平均品位24.42%,為高硫高溫礦床,存在自燃發(fā)火的可能性。國(guó)內(nèi)高硫高溫硫鐵礦礦山,如新橋硫鐵礦、張家莊硫鐵礦、英德硫鐵礦等,均采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法。因此,結(jié)合該礦實(shí)際,同比類似礦山,推薦采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法。

分段采礦嗣后充填采礦法,將階段礦塊劃分為一步礦房和二步礦房,先用分段鑿巖回采一步礦房并嗣后一次膠結(jié)充填,再回采二步礦房并用松散充填料充填采空區(qū)。一步礦房和二步礦房構(gòu)成統(tǒng)一的回采單元,可以實(shí)現(xiàn)階段連續(xù)開(kāi)采,具有回采工藝簡(jiǎn)單、損失貧化率小、回采安全高效、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。礦塊垂直走向布置,礦塊長(zhǎng)度等于礦體厚度,一步礦房寬8m,二步礦房寬16m。階段高50m,分段高8～10m,頂柱高4～6m,底柱高10～12m。分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法見(jiàn)圖1。

圖1 分段采礦嗣后充填采礦法

4 礦山生產(chǎn)規(guī)模及服務(wù)年限

按各中段可布礦塊數(shù)計(jì)算各中段生產(chǎn)能力,計(jì)算公式如下:

式中:A——礦山年產(chǎn)量,t/a;

N——同時(shí)回采可布礦塊數(shù);

q——礦塊生產(chǎn)能力,240t/d;

k——礦塊利用系數(shù),0.33;

E——地質(zhì)影響系數(shù),0.9;

t——年作業(yè)天數(shù),330d/a;

Z——附產(chǎn)礦石率,10%。

從表1中可以看出,150,100,50,0,-50,-100 m等主要回采中段,計(jì)入附產(chǎn)礦后單中段產(chǎn)量可達(dá)到100萬(wàn)t/a左右。按開(kāi)采年下降速度、新水平準(zhǔn)備時(shí)間和用經(jīng)濟(jì)合理服務(wù)年限驗(yàn)證,均能達(dá)到100萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力,因此推薦礦山生產(chǎn)規(guī)模為100萬(wàn)t/a。

礦山服務(wù)年限計(jì)算如下:

式中:T——礦山服務(wù)年限,a;

A——礦山年產(chǎn)量,100萬(wàn)t/a;

Q——地質(zhì)資源儲(chǔ)量,3465.89萬(wàn)t;

α——礦石損失率,15%;

β——廢石混入率,15%;

E——地質(zhì)影響系數(shù),0.9。

表1 按可布礦塊數(shù)計(jì)算的中段生產(chǎn)能力

5 結(jié) 語(yǔ)

本開(kāi)發(fā)利用方案對(duì)云浮硫鐵礦尖山區(qū)段礦體地下開(kāi)采的方案進(jìn)行了初步探討,有待在今后的初步設(shè)計(jì)中作進(jìn)一步深入的研究與論證,以確保礦山安全、經(jīng)濟(jì)、高效地開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源。

[1]郭金峰.分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V方法的試驗(yàn)研究[J].江西有色金屬,2000,14(3):8～10.

[2]劉仁勤,鄭榮祥.階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法在銅山銅礦的應(yīng)用[J].采礦技術(shù),2007,7(3):6～7.

[3]采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)(礦床開(kāi)采卷下)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1987.

2009-08-07)

黃鐵平(1973-),男,湖北仙桃人,碩士,采礦工程師,主要從事礦山設(shè)計(jì)與復(fù)墾工作,Email:htp1973@126.com。