分段鑿巖階段充填采礦法底部結(jié)構(gòu)的回收

李美富,王 旭

(1.安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司， 安徽 霍邱縣 237404；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012)

③

0 前 言

2011年4月由原安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)(李樓鐵礦)與諾普鐵礦(吳集鐵礦北段)合并組建安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)。李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)聯(lián)合建設(shè)規(guī)模為采選750萬(wàn)t/a，其中李摟鐵礦采礦規(guī)模530萬(wàn)t/a ,吳集鐵礦(北段) 采礦規(guī)模220萬(wàn)t/a。選礦廠處理能力750萬(wàn)t/a。首采中段為-400 m中段，中段高度100 m，采場(chǎng)寬度20 m。-400 m水平為主出礦水平，布置有采場(chǎng)出礦的底部結(jié)構(gòu)，底部結(jié)構(gòu)為三角礦柱，采場(chǎng)回采結(jié)束后，龐大的底部結(jié)構(gòu)若不回采，則會(huì)損失大量礦石，為此，對(duì)底部結(jié)構(gòu)回采方案進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

1 礦床地質(zhì)及開(kāi)采技術(shù)條件

李樓鐵礦和吳集鐵礦均為大型沉積變質(zhì)型鐵礦床，集中賦存于周集倒轉(zhuǎn)向斜兩翼中的新太古界霍邱群周集組、吳集組地層中，所在的范圍內(nèi)大部分被第四系覆蓋，由老至新分布有新太古界霍邱群吳集組(Ar4W)、周集組(Ar4Z)，新上元古界青白口系劉老碑組(Qnl)，中生界侏羅系毛坦廠組(J3m)、黒石渡組(J3hs)及第四系地層。

李樓鐵礦礦體厚度為32.68～130.03 m，平均厚度50 m，礦床主要為厚層第四系松散巖層所覆蓋。礦體頂板巖石主要為片麻巖、角閃巖、大理巖、片巖，裂隙基本不發(fā)育，整體完整性較好，穩(wěn)定性較好，但在受外力影響下易沿片理裂開(kāi)，其穩(wěn)定性相對(duì)較差。礦體底板巖石主要為大理巖，片麻巖，裂隙、巖溶基本不發(fā)育，巖石完整性較好。吳集鐵礦礦床分為5個(gè)工程地質(zhì)巖組，即松散巖組、古老變質(zhì)巖區(qū)風(fēng)化巖組、碎屑巖～火山巖巖組、古老變質(zhì)混合巖組、巖漿巖組。礦體頂?shù)装鍘r石主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含磁鐵礦角閃斜長(zhǎng)片麻巖、含磁鐵礦石榴石英片巖、磁鐵礦石榴石英鐵閃片巖，與礦體一般為漸變過(guò)渡，屬堅(jiān)硬巖石。地質(zhì)條件為簡(jiǎn)單類型。地表有村莊建筑、農(nóng)田、河道等，不允許塌陷，開(kāi)采要保證地表建筑物不發(fā)生采動(dòng)損害。

2 分段鑿巖階段充填采礦法[1-2]

(1) 礦塊構(gòu)成要素。礦體均屬于中厚型，礦塊垂直礦體走向布置，分一步驟和二步驟采場(chǎng)分步回采，一、二步驟采場(chǎng)寬度均為20 m，礦塊階段高度為100 m，礦塊長(zhǎng)度為礦體厚度，平均長(zhǎng)度50 m，鑿巖分段高度25 m，在脈外沿脈巷每隔120 m布置一條礦石溜井和通風(fēng)天井。

(2) 礦塊采準(zhǔn)切割。

采準(zhǔn)工程主要有鑿巖聯(lián)巷、出礦巷、出礦進(jìn)路、受礦巷、分段鑿巖進(jìn)路、切割巷、通風(fēng)天井、礦石溜井等。-400 mm水平為出礦水平，布置有底部結(jié)構(gòu)，出礦巷垂直礦體走向布置，兩個(gè)礦塊共用一條出礦巷，出礦巷間距40 m，出礦進(jìn)路與出礦巷成45°角、間距10 m布置。每個(gè)礦塊內(nèi)設(shè)3個(gè)鑿巖分段，鑿巖分段高度25 m。各分段鑿巖聯(lián)巷與采區(qū)斜坡道、電梯井相通。通風(fēng)天井 、礦石溜井布置在礦體下盤(pán)脈外，間距120 m。

(3) 鑿巖爆破。選用Simba1354型液壓采礦鑿巖臺(tái)車施工上向扇形中深孔，炮孔直徑為Φ80 mm，炮孔排距1.7 ～1.8 m，孔底距2.6～3.0 m，中深孔施工結(jié)束后，在鑿巖進(jìn)路及受礦巷內(nèi)自上而下呈階梯狀進(jìn)行爆破。采用Romec型裝藥車裝藥，采用乳化炸藥(或銨油炸藥)爆破，非電起爆系統(tǒng)雙路起爆，一次爆破1 ～ 2排炮孔，回采炸藥單耗量為0.45 kg/t。

(4) 采場(chǎng)出礦。出礦采用TORO1400E型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，斗容6 m3，每臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)負(fù)擔(dān)兩個(gè)礦塊出礦，采場(chǎng)內(nèi)礦石利用鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)往礦石溜井。采場(chǎng)溜井下部采用FZC4325型振動(dòng)給礦機(jī)放礦。

3 底部結(jié)構(gòu)回采

待一步驟采場(chǎng)回采結(jié)束并在空區(qū)充填前，利用一步驟采場(chǎng)出礦進(jìn)路進(jìn)行回采。在出礦進(jìn)路鉆鑿礦柱回采孔對(duì)礦柱進(jìn)行退采式爆破回采[2]。

(1) 礦塊布置及采準(zhǔn)切割。礦塊布置及采準(zhǔn)切割工程利用一步驟采場(chǎng)-400 m水平現(xiàn)已形成的工程，鑿巖進(jìn)路為原出礦進(jìn)路，切割拉槽工程為一步驟采場(chǎng)爆破空區(qū)。

(2) 鑿巖爆破。在原出礦進(jìn)路內(nèi)，自原鑿巖巷爆破空區(qū)開(kāi)始，采用YGZ-90型鑿巖機(jī)鑿上向扇型孔，每條進(jìn)路控制進(jìn)路左右兩邊各一半的礦柱。炮孔直徑Φ60 mm，孔底距2.0～2.2 m，排距1.4～1.6 m。用BQF-100型裝藥器裝藥，采用導(dǎo)爆索非電微差雷管起爆，采用端部擠壓爆破。崩礦步距為1～2排，必要時(shí)可為3～4排。采用大孔距小抵抗線爆破和小崩礦步距3；回采后兩排爆破時(shí)間隔裝藥或孔口段不裝藥，增大末排孔及其前排孔之間起爆微差時(shí)間，降低爆破震動(dòng)對(duì)出礦巷破壞。

(3)出礦。利用原有的6 m3電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)或是遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦。自每條進(jìn)路退采式端部出礦運(yùn)至采場(chǎng)附近溜井。

4 回采指標(biāo)分析

(1) 每條進(jìn)路回采礦石量為3712 t，需布置中孔1000 m，中孔爆破每米有效崩礦量為3.7 t/m。

(2) 回采底部結(jié)構(gòu)前，其礦量損失占采場(chǎng)損失的9%～10%，而回采量占原損失量的46%，即回采底部結(jié)構(gòu)后，采場(chǎng)的損失率減少了4%～5%。

(3)平均礦體厚為50 m，平均每個(gè)采場(chǎng)需對(duì)3條進(jìn)路進(jìn)行布孔回采，中孔施工3000 m，回采礦石量約1.2萬(wàn)t。中孔施工、爆破、出礦時(shí)間大概需2.5個(gè)月(如提前施工中孔，周期將會(huì)縮短)，在允許空區(qū)暴露時(shí)間之內(nèi)。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)底部結(jié)構(gòu)的回采，降低了采場(chǎng)損失率，給礦山帶來(lái)了直接效益。與其他回采方案對(duì)比，有效的利用原有工程，降低了回采成本；回采結(jié)束后一次性充填，提高了作業(yè)安全性，并解決了其他回采方案面臨空區(qū)充填接頂?shù)葐?wèn)題[4]，為以后礦山對(duì)礦柱回采提供了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中冶京城(秦皇島)工程技術(shù)有限公司．李樓鐵礦和吳集鐵礦(北段)聯(lián)合建設(shè)工程實(shí)施方案[R].秦皇島：中冶京誠(chéng)(秦皇島)工程技術(shù)有限公司，2007.

[2]張立新．李樓鐵礦采礦方法和充填工藝探討[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā), 2012,32(2)：1-3.

[3]韋華南，古德生．某礦分段鑿巖階段礦房嗣后聯(lián)合充填采礦法試驗(yàn)研究[J].黃金. 2010(6)：23-27.

[4]王喜兵，龐計(jì)來(lái)，李紅橋．新型全尾砂膠結(jié)充填采礦工藝技術(shù)[J].采礦技術(shù), 2010,10(3)：1-5.