文档介绍：中深孔高分段空场法开采急倾斜薄矿体

摘要
首云矿业股份有限公司铁矿是北京地区最大的金属矿山,采用露天开采已近50年,现正准备转入地下开采,然而400万吨的挂帮矿需要在正式转入地采前提前回收。挂帮矿主矿体是由一、二两层矿组成,其中位于上盘的一层矿仅有2~5m,为典型的急倾斜薄矿体,原采用浅孔留矿法开采,但在实际生产过程中不适合铁矿的生产要求,为此研究提出了中深孔高分段空场法的开采方案。分段空场法是一种采矿强度大、生产效率高、作业安全的采矿方法,适用于上下盘均稳固、急倾斜中厚以上的矿体,能否适用于开采此种薄矿体,尚无成功经验可借鉴。经过对薄矿体开采工程环境和开采方案的反复论证,又经一个采场的生产实践验证,表明应用中深孔高分段空场法开采一层薄矿体具有采场作业环境安全,平行矿体采矿方法一致,回采机械化程度高,实现了无间柱连续采矿,提高了采矿强度,缩短了采场的回采周期,采矿管理变得更加灵活、简单,对加速挂帮矿的开采有重要的意义。而首云股份有限公司铁矿的生产实践验证了中深孔高分段空场法开采急倾斜薄矿体的可行性。
关键词: 中深孔,高分段空场法,浅孔留矿法,薄矿体开采
目录
摘要 II
目录 III
绪论 1
一、工程地质概况 2
二、采矿方法及存在的主要问题 2
三、中深孔高分段空场法 3
1、矿块布置及采切工程布置 3
(1)矿块布置 3
(2)采切工程布置 3
2、凿岩爆破及出矿 4
(1)爆破参数的确定 4
(2)爆破落矿 5
(3)、空区处理 6
四、中深孔高分段空场法的应用效果 6
结论 8
参考文献 9
绪论
开采稳固矿岩急倾斜薄矿体,国内外过去多用浅孔留矿法或普通上向分层充填法,机械化程度低,劳动条件差,经济效益不佳。而在矿岩中等稳固到稳固的急倾斜厚矿体开采中,国内外广泛采用中深孔分段空场法,因为该法具有生产能力大、安全性好、生产成本低、机械化程度高等优点。那么,薄矿体是否也可以采用这种方法开采?通过对首云矿业股份有限公司铁矿先后采用浅孔留矿法、高分段空场法开采急倾斜薄矿体实际生产数据对比分析,高分段空场法比浅孔留矿法,,回采强度提高了3倍。而且采用高分段空场法还实现了不留间柱的连续回采。
一、工程地质概况
首云矿业股份有限公司铁矿年生产能力200万吨/年,其中露采130万吨/年,挂帮矿地采70万吨/年。露采2010年底结束,铁矿将全部转入地下开采。首云矿业股份有限公司挂帮矿约有400万吨。挂帮矿主矿体一层薄矿体向南倾伏,沿走向长260m,矿体倾角75~85o,厚度2~5m;主矿体二层矿厚矿体向南倾伏,沿走向长518m,矿体倾角75~80 o,厚度15~25m;一层薄矿体与二层厚矿体水平间距7~25m。矿石主要为磁铁石英岩,其次为磁铁片麻岩,块状,,硬度系数f=12~14,中等稳固,TFe含量一般为25~33%。上下盘围岩以黑云辉石长片麻岩、角闪斜长片麻岩为主,片麻状构造,岩性致密,/ m3,硬度系数f=12~14,稳固性较好。
二、采矿方法及存在的主要问题
首云矿业股份有限公司挂帮矿开采初步设计中使用了两种采矿方法,一层薄矿体采用浅孔留矿法,二层厚矿体采用分段空场法。上述两种方法中,浅孔留矿法并没有取得预期效果,存在的主要问题是:
(1).作业安全性差。在回采过程中,工人直接在爆破后的矿岩暴露面下作业,矿体和顶板围岩容易片落,安全威胁大。
(2).工人劳动强度大。局部放矿后,采场内需要对浮石进行处理,平整场地,并破碎大块。这些工作主要靠人力完成,致使工人的劳动强度大。
(3).采场生产能力低。浅孔留矿法机械化装备低,工人劳动强度大,因此采场采矿强度低,功效低,中段下降速度慢。而二层厚矿体采用分段空场法采矿强度高,其中段下降速度快。考虑到矿山生产的安全,一层薄矿体的回采必须超前于二层厚矿体,为平衡一、二层矿的中段下降速度,只能减缓二层厚矿体的回采,制约了矿山生产能力。
(4).经济效益低。大部分采下矿石暂留在采场内,积压了资金。
2007年以后,首云铁矿总结了生产中存在的问题,采用了金诚信矿业股份有限公司提出的中深孔高分段空场法,改进了落矿方式,取得了显著的效果。
三、中深孔高分段空场法
1、矿块布置及采切工程布置
(1)矿块布置
矿块布置与二层厚矿体布置应相一致,有以下两点原因: ①可以共用部分采准工程,降低采准成本;②便于一层薄矿体与二层厚矿体回采平衡管理。据此,布置方式如下:
矿房沿矿体走向布置,每50m为一矿房,不留间柱。阶段高60m,分段高20m,不留顶柱。不留底柱,底部采用堑沟平底结构。参见图3-1
(2)采切工程布置
如图3-1所示,采切工程有:阶段运输平巷、沿脉出矿巷道、分