云浮硫鐵礦尖山區段開發利用方案初探

黃鐵平,韓仕權,謝世強

(廣東省冶金建筑設計研究院, 廣東廣州 510080)

云浮硫鐵礦尖山區段開發利用方案初探

黃鐵平,韓仕權,謝世強

(廣東省冶金建筑設計研究院, 廣東廣州 510080)

根據云浮硫鐵礦尖山區段礦體賦存條件,對尖山區段地下開拓系統、采礦方法、生產規模等進行了初步探討,為今后尖山區段礦體開采提供參考。

開拓系統;采礦方法;生產規模;服務年限

1 礦體特征及開采技術條件

廣東云浮硫鐵礦是一特大型硫鐵礦床,礦區分為大降坪區段、長排嶺區段和尖山區段。大降坪區段已采用露天方式進行開采,設計年生產規模為300萬t。尖山區段位于大降坪區段南部,地形標高502～180m。尖山區段礦體賦存標高325～-250 m,主礦體賦存標高300～-100m。礦體南北走向長1350m,東西斜寬600m,厚度2.01～73.65m,平均傾角35°。尖山區段硫鐵礦保有資源儲量3465.89萬t,平均品位24.42%。

尖山區段內有4個礦體,其中Ⅲ、Ⅳ號礦體為主礦體,Ⅰ、Ⅱ號礦體為小礦體。4個礦體皆屬盲礦,埋藏于風化帶以下的基巖中。礦石組分單一,有用工業礦物主要是黃鐵礦,磁黃鐵礦次之。礦體主要賦存于堅硬、局部半堅硬的層狀沉積變質巖中,地層巖性較復雜,礦體埋藏深,局部上覆的風化層厚度大。礦體及其頂底板圍巖完整性中等,局部完整性差;礦巖穩固性較好,局部較差。

2 開拓方案

根據尖山區段礦體賦存條件,有上盤開拓、下盤開拓兩個方案可供選擇。

(1)方案Ⅰ,下盤盲主副井方案。盲箕斗井設在礦體下盤22線,盲罐籠副井設在22～24線之間,主副井距離約50m。主井井筒直徑Φ5m,井深500 m;副井井筒直徑Φ5.5m,井深450m。主副井負責+250m中段至-100m中段的提升任務。另設一條平硐與盲主、副井相聯,平硐口標高+250m。井下礦石破碎系統設在+130m水平,礦石由箕斗主井提升至地下礦倉,再由膠帶平硐轉運至地表礦倉,然后用汽車運至選礦廠。

(2)方案Ⅱ,上盤明主副井方案。在礦體上盤22線設箕斗主井,井口標高+210m,井徑Φ5m,井深410m。罐籠副井位于22～24線之間,距離主井約60m,井口標高+200m,井徑Φ5.5m,井深350 m。+200m以上礦體采用平硐開拓,平硐口位于礦體上盤22線附近,硐口標高+200m。+150m中段至-100m中段的礦石經破碎后由箕斗井直接提出地表,用汽車運至選礦廠。

方案Ⅰ與方案Ⅱ比較,方案Ⅰ具有石門短、井巷基建工程量小等優點。但方案Ⅰ井口遠離大降坪礦區現有生產生活設施,需修建3km的礦山公路和酸性水處理系統,井口工業場地需占用大量農用地,對周邊環境影響較大。Ⅱ方案雖石門長,但豎井井筒及平硐工程量相對較少,井口工業場地位于大降坪礦區內,距離選礦廠近,外部運輸條件好,不需新建礦山公路和酸性水處理系統,不存在征地問題,對礦區周邊環境影響較小,生產管理方便。由此可見,方案Ⅱ優于方案Ⅰ,故推薦優選上盤主副井開拓方案。

3 采礦方法選擇

尖山區段黃鐵礦床為致密狀黃鐵礦和磁黃鐵礦,含S平均品位24.42%,為高硫高溫礦床,存在自燃發火的可能性。國內高硫高溫硫鐵礦礦山,如新橋硫鐵礦、張家莊硫鐵礦、英德硫鐵礦等,均采用分段空場嗣后充填采礦方法。因此,結合該礦實際,同比類似礦山,推薦采用分段空場嗣后充填采礦方法。

分段采礦嗣后充填采礦法,將階段礦塊劃分為一步礦房和二步礦房,先用分段鑿巖回采一步礦房并嗣后一次膠結充填,再回采二步礦房并用松散充填料充填采空區。一步礦房和二步礦房構成統一的回采單元,可以實現階段連續開采,具有回采工藝簡單、損失貧化率小、回采安全高效、生產成本低等優點。礦塊垂直走向布置,礦塊長度等于礦體厚度,一步礦房寬8m,二步礦房寬16m。階段高50m,分段高8～10m,頂柱高4～6m,底柱高10～12m。分段空場嗣后充填采礦方法見圖1。

圖1 分段采礦嗣后充填采礦法

4 礦山生產規模及服務年限

按各中段可布礦塊數計算各中段生產能力,計算公式如下:

式中:A——礦山年產量,t/a;

N——同時回采可布礦塊數;

q——礦塊生產能力,240t/d;

k——礦塊利用系數,0.33;

E——地質影響系數,0.9;

t——年作業天數,330d/a;

Z——附產礦石率,10%。

從表1中可以看出,150,100,50,0,-50,-100 m等主要回采中段,計入附產礦后單中段產量可達到100萬t/a左右。按開采年下降速度、新水平準備時間和用經濟合理服務年限驗證,均能達到100萬t/a的生產能力,因此推薦礦山生產規模為100萬t/a。

礦山服務年限計算如下:

式中:T——礦山服務年限,a;

A——礦山年產量,100萬t/a;

Q——地質資源儲量,3465.89萬t;

α——礦石損失率,15%;

β——廢石混入率,15%;

E——地質影響系數,0.9。

表1 按可布礦塊數計算的中段生產能力

5 結 語

本開發利用方案對云浮硫鐵礦尖山區段礦體地下開采的方案進行了初步探討,有待在今后的初步設計中作進一步深入的研究與論證,以確保礦山安全、經濟、高效地開發利用礦產資源。

[1]郭金峰.分段空場嗣后充填采礦方法的試驗研究[J].江西有色金屬,2000,14(3):8～10.

[2]劉仁勤,鄭榮祥.階段空場嗣后充填采礦法在銅山銅礦的應用[J].采礦技術,2007,7(3):6～7.

[3]采礦設計手冊(礦床開采卷下)[M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

2009-08-07)

黃鐵平(1973-),男,湖北仙桃人,碩士,采礦工程師,主要從事礦山設計與復墾工作,Email:htp1973@126.com。