某鐵礦采礦方法的選擇研究

丁 一

(沈陽宇坤工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110000)

0 引言

某鐵礦礦區(qū)位于遼寧省本溪市西北部，是本溪鋼鐵公司的重要儲備礦山。礦區(qū)地質(zhì)資源/儲量4 239.35×104t，為充分利用礦產(chǎn)資源，解決本鋼鐵礦石資源接續(xù)問題，需尋求經(jīng)濟(jì)合理的開采技術(shù)方案。

1 礦山地表環(huán)境及開采技術(shù)條件

1.1 礦山地表環(huán)境

礦山地表情況復(fù)雜，小銀匠堡村和前堡村位于礦體上方，地表還有小尾礦庫和私人選廠，選廠已停產(chǎn)，地表有農(nóng)地、林地、魚塘等。

礦區(qū)水系較發(fā)育，有兩條季節(jié)性河流，為柳河上游支流，常年有流水，流向自東向西，于棉花堡子村西南部匯合后流向柳河，其中北側(cè)銀匠河在礦區(qū)北部流過。

1.2 礦山開采技術(shù)條件

礦區(qū)礦體賦存于太古界鞍山群茨溝組含鐵層中，屬典型的鞍山式沉積變質(zhì)型鐵礦床。

礦體呈厚層狀走向28°，傾向NW，傾角46°～85°?？刂蒲娱L1 500 m，延深大于500 m，礦量主要賦存于-10 m～-630 m，埋深約150 m。平均厚度12～19 m。

礦體上下盤圍巖主要為透閃陽起巖、石英巖及片麻狀花崗巖。

礦床工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件屬簡單類型，環(huán)境地質(zhì)條件屬中等類型。

2 采礦方法選擇

2.1 方案一：全充填法開采

全部采用充填法開采，地表河流不改道。

1)采礦方法

選擇空場嗣后充填法[1，2]。采場垂直礦體走向布置，間隔分為一步采場和二步采場。一步采場寬度為15 m，二步采場寬度為35 m，采場長度為礦體厚度，一步采場充填養(yǎng)護(hù)好后作為其相鄰二步采場回采時的礦柱。采礦階段高度60 m，分段高度15 m。每10個采場劃為一個盤區(qū)，作為采場回采單元。

2)開拓排水系統(tǒng)

開拓系統(tǒng)采用豎井開拓，布置1條主井(箕斗井)、1條副井(罐籠井)和2條回風(fēng)井(南、北風(fēng)井)。

排水系統(tǒng)采用單段排水方式。在-635 m水平設(shè)置水倉、水泵房等排水設(shè)施。

3)開采順序

上下兩個階段同時生產(chǎn)，開采順序由下而上開采。

2.2 方案二：全崩落法開采

全部采用崩落法開采，地表河流改道。

1)采礦方法

選擇無底柱分段崩落法。礦體水平厚度在25 m以上，進(jìn)路垂直礦體走向布置，分段高度為15 m，進(jìn)路間距15 m，沿礦體走向每75 m劃分為一個礦塊。礦體水平厚度在25 m以下，進(jìn)路沿礦體走向布置，采場長度50 m，分段高度為15 m。

2)開拓排水系統(tǒng)

開拓系統(tǒng)與方案一相同，采用豎井開拓，布置1條主井(箕斗井)、1條副井(罐籠井)和2條回風(fēng)井(南、北風(fēng)井)。不同的是，2條回風(fēng)井基建長度不同。南風(fēng)井基建至-155 m，比方案一短480 m；北風(fēng)井基建至-155 m，比方案一短120 m。

排水系統(tǒng)采用倒段排水。在-275 m(基建)、-635 m水平設(shè)置水倉、水泵房等排水設(shè)施。

3)開采順序

開采順序由上而下開采。

2.3 方案三：南崩落北充填開采

以北側(cè)銀匠河為界，礦區(qū)南部采用崩落法開采，北部采用充填法開采，地表河流不改道。

1)采礦方法

南部采用無底柱分段崩落法開采，其采礦方法構(gòu)成要素、開采工藝與方案二相同。

北部采用空場嗣后充填法，其采礦方法構(gòu)成要素、開采工藝與方案一相同。

2)開拓排水系統(tǒng)

開拓系統(tǒng)與方案二相同，采用豎井開拓，布置1條主井(箕斗井)、1條副井(罐籠井)和2條回風(fēng)井(南、北風(fēng)井)。

排水系統(tǒng)也與方案二相同，采用倒段排水。

3)開采順序

崩落法為主要回采方式，開采順序由上而下開采；充填法設(shè)置人工假頂，開采順序亦為由上而下開采。

采礦方法選擇方案比較見表1。

表1 采礦方法選擇方案比較表

方案一礦山規(guī)模大、征地范圍小、對地表影響小、綜合收益好，綜合考慮，推薦方案一，即采用全充填法開采方式。

3 其他地表保護(hù)措施

采用空場嗣后充填法是可以保證地表及河流安全的，礦體開采的最高開采標(biāo)高為-30 m，距地表180 m，下部采用充填采礦方法是可以保護(hù)地表不受破壞的，并且，上部礦體厚度不大，經(jīng)過膠結(jié)充填后，不會導(dǎo)致地表發(fā)生大的變形。

建議礦山在實際生產(chǎn)中采取以下技術(shù)措施：

1)對可能變形與沉降區(qū)域進(jìn)行變形監(jiān)測；

2)對村莊下面的礦體，開采時采取加大水泥比例的膠結(jié)充填；

3)優(yōu)化充填技術(shù)，確保良好的充填接頂；

4)留設(shè)部分采場間柱，作為采場的有效支撐。

4 結(jié)語

地下礦山開采采礦方法選擇是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其影響因素復(fù)雜，涉及地質(zhì)因素、技術(shù)因素、經(jīng)濟(jì)因素、社會因素。隨著國家對環(huán)境保護(hù)、社會穩(wěn)定等社會因素的日益重視，地表環(huán)境是礦山采礦方法選擇越來越重要的因素，甚至可以決定礦山的生存發(fā)展。