大紅山鐵礦西翼采區(qū)下盤分支難采礦體資源綜合回收方案優(yōu)化

劉曉軍，孫 衛(wèi)，陳 平，畢忠偉

（玉溪大紅山礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653100）

大紅山鐵礦西翼采區(qū)主要由Ⅱ1-4、Ⅱ1-3兩條礦體組成。其中Ⅱ1-4礦體連續(xù)性較好，地質(zhì)品位較高；下盤的Ⅱ1-3礦體由多層分支礦體組成，礦體間有多層夾石，礦體連續(xù)性差且礦體形態(tài)變化較大，屬難采礦體。

Ⅱ1-4礦體355m～460m標(biāo)高已回采結(jié)束，但前期鐵精礦價(jià)格相對(duì)低迷，一直未對(duì)Ⅱ1-3礦體開展回采。隨著近兩年鐵精礦價(jià)格不斷攀升，Ⅱ1-3礦體所蘊(yùn)藏的經(jīng)濟(jì)價(jià)值變得不可忽視。本著充分回收礦石資源的原則，有必要對(duì)下盤的Ⅱ1-3難采礦體開展回采方案研究與優(yōu)化。

1 工程背景

大紅山鐵礦西翼采區(qū)位于A32～A34E勘探線間、S8線以南、標(biāo)高300m～460m間，走向長度220m，采區(qū)內(nèi)主要有Ⅱ1-4、Ⅱ1-3兩條礦體，大體呈東西走向，主要礦石為赤磁鐵礦、磁鐵礦、磁赤鐵礦、少量赤鐵礦。Ⅱ1-4礦體連續(xù)性較好，地質(zhì)品位較高，礦體傾角40°～55°，平均水平厚度約70m，采用無底柱分段崩落法。Ⅱ1-3礦體位于下盤，礦體傾角25°～50°，由多層分支礦體組成，各分支礦體平均水平厚度約18m，連續(xù)性差且礦體形態(tài)變化較大，地質(zhì)品位較低，礦體間夾石厚度5m～16m，夾石平均品位TFe16.10%。Ⅱ1-4礦體355m水平以上已回采結(jié)束，Ⅱ1-3礦體回采設(shè)計(jì)尚未開展。

為充分回收利用礦石資源，計(jì)劃對(duì)下盤的Ⅱ1-3難采礦體開展回采規(guī)劃，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

表1 方案一技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

2 初步回采方案

大紅山鐵礦確定的深部鐵礦體邊界品位為TFe≥20%，TFe＜20%的全部圈定為廢石不納入設(shè)計(jì)回采范圍。根據(jù)礦體賦存狀況，宜選擇分段空?qǐng)霾傻V法，但經(jīng)初步規(guī)劃后明顯存在采切工程量大、礦石損失率高、回收率低、供礦能力低的問題，整體經(jīng)濟(jì)效益較差。

根據(jù)大紅山鐵礦出礦截止品位分析報(bào)告，單體設(shè)計(jì)回采低品位礦石條件下，當(dāng)成品礦售價(jià)（含稅）為795元時(shí)，推算的回采截止品位為TFe≥18.4%，即采出品位≥18.4%時(shí)可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。為減少礦石資源損失，根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料對(duì)礦體重新圈定，將17%＜TFe＜20%的資源圈定為超低品位礦納入設(shè)計(jì)回采范圍，采礦方法沿用Ⅱ1-4貧礦體所用的無底柱分段崩落法，回采進(jìn)路沿礦體走向布置（稱為方案一）。

該方案對(duì)下盤Ⅱ1-3分支難采礦體設(shè)計(jì)有300m～370m共5個(gè)分段，分段高度15m～20m。根據(jù)礦體賦存情況，方案一340m及以上分段廢石夾層較厚大，具備留置剔廢條件，在工程布置時(shí)鑿巖巷盡量沿礦體走向布置，避開廢石區(qū)域以降低貧化率；340m以下分段廢石夾層較薄，難以進(jìn)行剔廢，鑿巖巷垂直礦體走向布置并予以整體崩落。

經(jīng)計(jì)算，低品位礦出礦品位24.03%，滿足供礦截止品位要求。

表2 優(yōu)化方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 回采方案優(yōu)化

根據(jù)方案一不難看出，340m標(biāo)高以上回采結(jié)束后會(huì)在南北兩個(gè)小采區(qū)之間形成東西走向長度近200m的折線形礦柱，340m標(biāo)高以下回采后該礦柱懸空，失穩(wěn)垮落誘發(fā)沖擊地壓災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)較高，并且該方案340m標(biāo)高以上有部分礦石并未能回收，礦石回采率偏低。

圖1 優(yōu)化方案西翼采區(qū)365m分段回采設(shè)計(jì)平面圖

圖2 優(yōu)化方案C15線剖面圖

因此對(duì)方案一進(jìn)一步優(yōu)化，提出新增365m分段回采下盤低品位礦，取消355m、370m分段新增采切工程，充分利用已有工程和下分段巷道作為鑿巖落礦巷道，所有鑿巖巷均調(diào)整為垂直礦體走向布置，將340m及以上分段厚大廢石夾層一同崩落回采。因廢石夾層平均品位TFe16.10%，初步推斷綜合出礦品位不會(huì)出現(xiàn)大幅下降。

優(yōu)化方案在回采順序上先回采370m沿脈干線，再回采355m沿脈干線，365m分段回采時(shí)直接以370m、355m沿脈干線爆破后形成的空區(qū)作為自由面。

4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

與方案一對(duì)比，采出總礦量增加了183萬t，低品位礦品位受廢石夾層混入貧化影響僅降低了1.4%，依然完全滿足回采截止品位TFe≥18.4%的要求；采切工程量節(jié)省5175m3，采切工程費(fèi)用節(jié)省167.8萬元；無論是采出礦量還是采切工程費(fèi)用投入均得到大幅優(yōu)化。

此外，優(yōu)化方案新增365m分段采切工程，取消355m、370m分段采切工程，所有鑿巖巷均調(diào)整為垂直礦體走向布置，貧礦回收與低品位礦回收相對(duì)連續(xù)和集中，大大有利于采切工程施工和采礦生產(chǎn)組織，同時(shí)避免了方案一礦柱懸吊后期可能帶來的沖擊地壓災(zāi)害，為礦石資源綜合回收利用創(chuàng)造了有利條件。

5 結(jié)論

對(duì)于大紅山鐵礦西翼采區(qū)下盤分支難采礦體，在滿足入選品位的前提下適當(dāng)降低回采截止品位、重新圈定礦體資料更有利于采礦工程設(shè)計(jì)和提高礦石資源綜合利用率；整體選用鑿巖巷垂直礦體走向布置的無底柱分段崩落法有效保證了礦石回采率，利于采切工程施工組織，同時(shí)避免了后期可能帶來的沖擊地壓危害；貧礦回收與低品位礦回收區(qū)域相對(duì)連續(xù)和集中，為后期采礦生產(chǎn)組織帶來很大便利。