尹峪鐵礦礦體井下開采方案探討

連宏強(qiáng)（河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司,河北唐山063700）

尹峪鐵礦礦體井下開采方案探討

連宏強(qiáng)
（河北鋼鐵集團(tuán)礦山設(shè)計(jì)有限公司,河北唐山063700）

摘要：針對尹峪鐵礦資源賦存條件，結(jié)合研山鐵礦現(xiàn)有生產(chǎn)實(shí)際，主要就尹峪鐵礦的采礦方法和開拓方案等技術(shù)方面進(jìn)行了必要性和可行性分析。該開采技術(shù)方案對決策者具有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：分段空場嗣后充填采礦法;豎井開拓;斜坡道開拓;平硐開拓

1概述

1.1項(xiàng)目建設(shè)條件

尹峪鐵礦位于司家營研山鐵礦的西北部。依托研山鐵礦，充分利用已有公用水電管網(wǎng)生產(chǎn)輔助設(shè)施，可減少部分基建投資，并且可以借鑒研山鐵礦礦山建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，加速礦山建設(shè)。

1.2地質(zhì)資源概況

尹峪礦區(qū)含礦巖系為一單斜構(gòu)造，其產(chǎn)狀為走向305°~325°，傾向南西西，傾角50°左右。第四系地層在礦區(qū)分布較廣，礦體上部均被其覆蓋，礦體圍巖主要為黑云變粒巖。礦體圍巖與礦體界線較為清晰。尹峪礦礦體走向控制長度1100m，主要賦存于-80m～-530m之間。礦體平均真厚度23m，傾角45°左右。可采地質(zhì)儲(chǔ)量3200萬t，平均品位29%。

1.3開采技術(shù)條件

礦石近地表疏松破碎，深部堅(jiān)硬致密，其頂、底板圍巖堅(jiān)固，穩(wěn)定性好。區(qū)內(nèi)局部斷層構(gòu)造發(fā)育，該礦床工程地質(zhì)屬中等礦床。該礦床主要地表水體是礦體以東500m外的新河，礦體上部含水層主要是第四系含水層和基巖裂隙水，地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降雨補(bǔ)給。黑云變粒巖構(gòu)成礦體的直接頂?shù)装?，其為隔水層。該礦床屬水文地質(zhì)條件中等的礦床。

2開采范圍和開采順序

礦體上部和下部礦體分枝較大，夾石較多，以及為保證上部風(fēng)化巖層穩(wěn)定性，本次開采范圍為-140m～-440m之間的礦體，可開采的儲(chǔ)量為2900萬t，剩余礦體待開采結(jié)束后再進(jìn)行設(shè)計(jì)回采。采用充填方法開采，礦體開采順序宜自下而上，從而保證生產(chǎn)安全。

3采礦方法選擇

尹峪礦區(qū)周邊環(huán)境復(fù)雜，礦區(qū)西部有平青大公路通過，東部為研山鐵礦選礦廠，東南部為研山鐵礦采場（露天開采），地表不允許塌陷。因此，采礦方法必須選擇充填采礦方法，保護(hù)地表安全。

主要礦體厚度在3~60m之間，傾角45°左右，屬于較難采礦體，采礦方法選擇分段空場嗣后充填法，采用2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦。在生產(chǎn)中為增加出礦效率，減小分段高度，切割礦體下盤巖石，形成50°左右的溜礦斜面。預(yù)計(jì)礦石回采率83%，礦石貧化率10%。

中段高度60m，分段高度15m。沿礦體走向每50m設(shè)一條通風(fēng)天井和充填井，每100m設(shè)一條礦石溜井。采用YGZ90穿鑿中深孔，銨油炸藥爆破，非電起爆系統(tǒng)雙路起爆。

4礦床開拓方案選擇

根據(jù)尹峪礦區(qū)地形地質(zhì)條件和礦體賦存條件，結(jié)合研山鐵礦露天生產(chǎn)情況，本次就尹峪鐵礦體開拓提出了三個(gè)可能適用的方案。

方案一：豎井開拓方案。此方案包括主井、副井和回風(fēng)井3條井。主井為箕斗井，負(fù)擔(dān)礦石提升任務(wù)。位于研山鐵礦礦石粗破碎站西側(cè)，井口標(biāo)高42m，井底標(biāo)高-440m，井筒凈直徑4.5m。副井采用3號(hào)雙層罐籠帶平衡錘提升，負(fù)擔(dān)人員、材料和廢石提升任務(wù)。副井位于研山鐵礦浮尾再選車間西側(cè)。井口標(biāo)高45m，井筒凈直徑5m，井底標(biāo)高-400m?；仫L(fēng)井布置在礦體下盤巖石移動(dòng)界線30m以外。副井和回風(fēng)井構(gòu)成對角式通風(fēng)系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單，效率高；運(yùn)營費(fèi)用低；基建工程量少，基建工期短。缺點(diǎn)是采用箕斗提升，對礦石粒度有嚴(yán)格要求，地下須建設(shè)礦石破碎站，投資較大。

方案二：斜坡道開拓方案。此方案包括斜坡道、副井和回風(fēng)井。斜坡道負(fù)擔(dān)礦石運(yùn)輸任務(wù)。硐口位于研山鐵礦露天采場邊幫，標(biāo)高6m，凈斷面16.8m2，斜坡道坡度平均為12.7%，斜坡道長3200m，最低服務(wù)水平-380m。采用5臺(tái)25t井下自卸卡車運(yùn)輸?shù)V石，礦石供給研山破碎站。副井：同方案一。回風(fēng)井：同方案一。

優(yōu)點(diǎn)：斜坡道直通地表，材料設(shè)備下放方便；對礦石粒度要求不高，礦石運(yùn)輸能力較大，并且可減少地下破碎站，節(jié)省建設(shè)投資和工期；生產(chǎn)組織管理靈活方便。缺點(diǎn)：斜坡道掘進(jìn)工程量較大，建設(shè)工期長，投資大；通風(fēng)效果不好。

方案三：平硐開拓方案。此方案只需建設(shè)一條主平硐（礦石運(yùn)輸）和一條回風(fēng)井。平硐主要負(fù)責(zé)礦石運(yùn)輸任務(wù)，同時(shí)還擔(dān)負(fù)材料、人員和設(shè)備等出入?；仫L(fēng)井不僅擔(dān)負(fù)通風(fēng)需要，而且還作為安全出口的任務(wù)。硐口位于研山鐵礦露天采場北部邊幫。研山鐵礦最低生產(chǎn)臺(tái)階為-562m水平，平硐布置在-440m水平，硐口直通研山鐵礦采場。采用25t井下卡車出礦，礦石直接供給研山采場破碎站，經(jīng)皮帶運(yùn)輸至選礦廠。

優(yōu)點(diǎn)：礦山基建工程量少，建設(shè)工期短，基建投資?。缓笃谏a(chǎn)運(yùn)營費(fèi)用少，礦石成本低；工藝簡單可靠有保障。缺點(diǎn)：礦山建設(shè)時(shí)間受研山鐵礦露天采場開采深度限制，需等到露天采場降深到-440m以下水平臺(tái)階時(shí)，才能進(jìn)行尹峪礦山建設(shè)。根據(jù)研山鐵礦露天采場中長遠(yuǎn)采剝規(guī)劃，10年后采場降至-440m以下，屆時(shí)方可進(jìn)行尹峪鐵礦平硐開拓方案建設(shè)。

這三個(gè)方案主要指標(biāo)對比如下：

方案一：工程量37219m3，投資8128萬元，運(yùn)營費(fèi)592萬元/年，建設(shè)工期3.5年；

方案二：工程量81258m3，投資8799萬元，運(yùn)營費(fèi)693萬元/年，建設(shè)工期4年；

方案三：工程量22885m3，投資4042萬元，運(yùn)營費(fèi)410萬元/年，建設(shè)工期2年；

綜合這三個(gè)方案所述，均可滿足礦山生產(chǎn)要求，前兩個(gè)方案礦山當(dāng)前就可實(shí)施，而平硐方案需等到研山鐵礦生產(chǎn)約十年后方可實(shí)施。當(dāng)前建設(shè)尹峪鐵礦可選擇豎井開拓方案，此方案基建工程量少，建設(shè)工期短，投資低。

5結(jié)論

（1）該工程項(xiàng)目的建設(shè)，依靠研山鐵礦現(xiàn)有生產(chǎn)條件，既節(jié)約建設(shè)場地征地費(fèi)用，又可充分利用研山鐵礦現(xiàn)有輔助設(shè)施，降低工程投資和建設(shè)工期。

（2）由于礦體傾角45°左右，屬于難采礦體，在生產(chǎn)中損失貧化較大，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對采礦方法參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

（3）礦床開拓方案的選擇基于當(dāng)前礦山建設(shè)的情況下選擇了豎井開拓方案，可盡快進(jìn)行礦山建設(shè)，盡早投產(chǎn)出礦。

參考文獻(xiàn):

[1]河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì).河北省灤縣尹峪—杜峪鐵礦區(qū)詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告[R].灤縣:司家營北區(qū),1984.

[2]解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1979.