龍橋鐵礦采礦方法及其優(yōu)化

林景尚 朱明海 徐和平(.安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司；.五礦礦業(yè)(安徽)工程設(shè)計(jì)有限公司；.安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司)

龍橋鐵礦采礦方法及其優(yōu)化

林景尚1朱明海2徐和平3(1.安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司；2.五礦礦業(yè)(安徽)工程設(shè)計(jì)有限公司；3.安徽馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司)

龍橋鐵礦目前采用無(wú)底柱分段崩落采礦法。分析了該采礦方法切割天井與平行炮孔聯(lián)合拉槽工藝存在的不足，根據(jù)該礦采場(chǎng)實(shí)際布置，設(shè)計(jì)了無(wú)切割井深孔拉槽法，解決了礦山回采進(jìn)入新水平或新盤(pán)區(qū)的切割拉槽問(wèn)題。

無(wú)底柱分段崩落法 無(wú)切割井深孔拉槽法 優(yōu)化

龍橋鐵礦位于安徽省廬江縣城東南方向的龍橋村，隸屬于安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司，屬大規(guī)模、高品位、埋藏較深的大型鐵礦。

礦床成因類(lèi)型屬層控沉積—熱液迭加改造型鐵礦，工業(yè)類(lèi)型屬隱伏的大型含銅高硫磁鐵礦床。礦區(qū)范圍內(nèi)共有13個(gè)礦體，其中1#礦體是主礦體，儲(chǔ)量占全礦床儲(chǔ)量的99%，其余的礦體多為零星小礦體，規(guī)模很小。1#主礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，呈層狀、似層狀，局部分支復(fù)合特征。礦體水平投影為不規(guī)則矩形，走向長(zhǎng)2 km，寬平均500 m。礦體厚度一般為20～40 m，總的變化特征是橫向上由北向南逐漸增厚，縱向上由西向東逐漸增厚，厚度變化均勻。礦體總體走向略呈弧形變化，傾角15°～20°，縱向上礦體近似水平，略有起伏，中部微有隆起。礦區(qū)工程地質(zhì)條件較好，水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，頂?shù)装鍑鷰r屬層狀結(jié)構(gòu)巖體，巖性主要為綠泥石化、矽卡巖化、硅化、磁鐵礦化、角巖化泥質(zhì)、鈣質(zhì)粉砂巖巖體，質(zhì)量總體屬良好類(lèi)型。頂板巖石普氏系數(shù)均值11，底板巖石13，礦石均值7。

龍橋鐵礦始建于2002年10月，2006年初投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為100萬(wàn)t/a。目前開(kāi)采范圍為-370 m 水平以上的東采區(qū)礦體，采用下盤(pán)豎井開(kāi)拓，對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)由混合豎井與東風(fēng)井構(gòu)成。混合豎井位于礦體下盤(pán)，井筒凈直徑5.5 m，井深610 m，內(nèi)配3 600 mm×1 600 mm雙層罐籠和11.5 m3底卸式箕斗互相平衡，承擔(dān)礦石、廢石、人員、材料和設(shè)備的提升任務(wù)。-370 m中段水平采用環(huán)形運(yùn)輸方式，礦、廢石由溜井分別裝入4 m3底卸式礦車(chē)和2 m3單側(cè)曲軌側(cè)卸式礦車(chē)，經(jīng)ZK-10電機(jī)車(chē)牽引至卸礦硐室，分別卸入礦石、廢石溜井。

1 采礦方法現(xiàn)狀

礦山主要采礦方法為無(wú)底柱分段崩落采礦法，礦體頭部與邊角礦體采用留礦法和房柱法。近年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，所選用的采礦方法適合該礦的開(kāi)采條件，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，出礦效率高，全機(jī)械化開(kāi)采，生產(chǎn)成本較低[1]。

1.1 礦塊布置及構(gòu)成要素

礦塊沿礦體走向布置，長(zhǎng)100 m(中間設(shè)一條通風(fēng)聯(lián)絡(luò)道)，寬為礦體的水平厚度，回采進(jìn)路沿礦體走向布置，進(jìn)路間距15 m，分段高度12.5 m，每4～5個(gè)進(jìn)路組成一個(gè)礦塊，上、下相鄰分層回采進(jìn)路呈菱形布置[2]。

1.2 采準(zhǔn)切割工作

上、下盤(pán)階段水平沿脈運(yùn)輸巷與穿脈運(yùn)輸巷構(gòu)成環(huán)形運(yùn)輸系統(tǒng)。溜礦井布置在穿脈運(yùn)輸巷道(直溜井)，間距75 m，兩個(gè)礦塊共用一條溜礦井。人行、進(jìn)風(fēng)井布置在礦體上盤(pán)圍巖中，作為行人和新鮮風(fēng)流的通道?；仫L(fēng)井位于礦體下盤(pán)圍巖中，污風(fēng)由回風(fēng)井排至回風(fēng)水平。

兩個(gè)礦塊共用一條切割巷道。以切割天井為自由面爆破形成切割槽。采切工程量見(jiàn)表1。

1.3 回采工作

在回采進(jìn)路中采用鑿巖臺(tái)車(chē)SimbaH254鉆鑿上向扇形炮孔，邊界炮孔傾角50°。采用乳化粒狀銨油炸藥，BQF-100裝藥器裝藥。起爆后進(jìn)行回采工作面通風(fēng)，EST-3.5電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)裝運(yùn)礦石。

表1 采切工程量

從切割槽向后退采，分段回采順序從上向下進(jìn)行，各進(jìn)路回采在同一分層內(nèi)盡量保持在同一直線(xiàn)上。上、下兩個(gè)分段同時(shí)進(jìn)行回采時(shí)，上分段回采工作面超前下分段回采工作面不小于20 m[3]。

1.4 頂板管理

隨著回采工作的進(jìn)行上盤(pán)巖石冒落，并形成覆蓋巖層。如果上盤(pán)巖石不能主動(dòng)冒落或冒落的巖石量達(dá)不到要求，形不成覆蓋層，就要采取措施進(jìn)行強(qiáng)制放頂。無(wú)底柱分段崩落法規(guī)定，覆蓋巖層厚度要達(dá)到分段高度的2倍左右[3]。

1.5 采場(chǎng)通風(fēng)

由于回采工作面是獨(dú)頭巷道，無(wú)法形成貫穿巷道的風(fēng)流，采用壓入式局部通風(fēng)，風(fēng)機(jī)安裝在回采進(jìn)路的上風(fēng)側(cè)，新風(fēng)由風(fēng)扇壓入工作面，污風(fēng)由回采進(jìn)路排出,被分段聯(lián)絡(luò)道中的主風(fēng)流帶走。

1.6 采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表2。采礦方法見(jiàn)圖1。

表2 采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

圖1 采礦方法

2 采礦方法優(yōu)化

目前，龍橋鐵礦使用崩落法采礦生產(chǎn)中常用拉槽工藝,即切割天井與平行炮孔聯(lián)合切割拉槽法。其特點(diǎn)是：兩個(gè)礦塊共用一條切割平巷，在各分層切割平巷中間位置首先向上施工切割天井，然后在切割平巷內(nèi)布置平行上向炮孔，并在切割天井的兩側(cè)按順序逐排爆破炮孔形成切割槽[5]。

該切割天井加平行炮孔拉槽法工藝存在流程長(zhǎng)、管理復(fù)雜；天井掘進(jìn)效率低、施工條件及安全性較差，尤其巖層比較破碎的地點(diǎn)施工在安全上得不到保障；拉槽效率低，限制了礦山生產(chǎn)能力提高；易出現(xiàn)懸頂，且難以處理；施工成本高等問(wèn)題。

2.1 無(wú)切割井深孔拉槽法

為避免傳統(tǒng)切割方法帶來(lái)的弊端，保證切割拉槽效果，考慮采用“無(wú)切割井強(qiáng)制拉槽”技術(shù)，對(duì)每個(gè)進(jìn)路形成獨(dú)立的切割面和爆破自由面，避免切割巷道施工和以往天井施工中的種種不安全因素，改善勞動(dòng)環(huán)境，提高了生產(chǎn)可靠性。

2.2 炮孔布置方式

(1)橫向布置。切割橫巷拉槽采用扇形炮孔布置，以巷道為自由面，根據(jù)巷道的寬度和爆破自由面的擴(kuò)大，分別布置5～13個(gè)孔依次進(jìn)行爆破，直至滿(mǎn)足每炮排面爆破的需要。

(2)縱向布置。以巷道頂盤(pán)為基準(zhǔn)，以水平向上扇形孔布置，從40°～88°逐層逐步向上爆破形成自由面。

2.3 拉槽起爆順序

采用微差擠壓爆破、非電復(fù)式起爆(導(dǎo)爆索加塑料導(dǎo)爆管)。拉槽工程分為兩次爆破：第一次爆破第1～第6排炮孔，每排均為5個(gè)炮孔，然后用鏟運(yùn)機(jī)出礦，為第二次爆破提供補(bǔ)償空間；第二次順序地爆破第7～第9排的炮孔。第二次爆破后要盡可能多出礦，為后續(xù)正?；夭蓜?chuàng)造條件。

圖2為無(wú)切割井深孔拉槽法示意圖。

圖2 無(wú)切割井深孔拉槽法示意

3 結(jié) 語(yǔ)

無(wú)切割井深孔拉槽法適合無(wú)底柱分段崩落采

礦，在拉槽效率、成本以及采礦安全方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。龍橋鐵礦下一步將進(jìn)行該拉槽的工藝試驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)爆破參數(shù)，取得更好的開(kāi)采指標(biāo)。

[1] 《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)委員會(huì).采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)：礦床開(kāi)采卷[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開(kāi)采[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1986.

[3] 《采礦手冊(cè)》編輯委員會(huì).采礦手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1988.

[4] 徐新汶，李雨林.無(wú)底柱分段崩落法進(jìn)路通風(fēng)方法研究綜述[J].金屬礦山，1996，241(7):40-44.

[5] 范慶霞.中深孔切割拉槽工藝在梅山鐵礦采礦生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009，478(2):89-91.

[6] 黎多慶.松軟礦巖中無(wú)切割井中深孔一次拉槽法[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2010，491(3):105-106.

2014-07-14)

林景尚(1987—)，男，隊(duì)長(zhǎng)，助理工程師，231500 安徽省合肥市廬江縣龍橋鎮(zhèn)。