頭道溝鐵礦多礦體開采方案研究

趙占國，劉曉東，陳世江

(1．河北鑫澤礦業有限責任公司， 河北張家口市 075100;2．內蒙古科技大學，內蒙古包頭市 014010)

頭道溝鐵礦多礦體開采方案研究

趙占國1，劉曉東1，陳世江2

(1．河北鑫澤礦業有限責任公司， 河北張家口市 075100;2．內蒙古科技大學，內蒙古包頭市 014010)

介紹了頭道溝鐵礦近地表各礦體開采現狀。針對該礦山存在的主要問題，確定了礦山下部礦體的開采方案及開采順序。根據礦體賦存特點，應用淺孔留礦法開采，改善了工人的作業環境，提高了礦山生產能力。

開采條件;淺孔留礦法;回采工藝;回采順序

1 概況

頭道溝鐵礦位于承德市灤平縣境內，隸屬于灤平富興礦業有限公司。礦區鐵礦床為沉積變質型磁鐵石英巖礦床，鐵礦體呈透鏡狀及似層狀產于白廟組角閃斜長片麻巖中，巖層總體走向呈北東向，傾向北西，傾角64°～85°。礦區構造不發育，水文地質條件簡單，對礦床開采無基本影響。

礦區內有工業價值的鐵礦體共15個，其中Fe1礦體位于礦區內北西部，Fe2礦體位于整合區內北東部，Fe3～Fe15集中分布于礦區南部，礦體厚度1．5～5．5 m。區內構造簡單，無復雜地段，頂底板巖石為角閃斜長片麻巖，巖石堅固性系數f=10～14。礦區自然環境條件較好，植被覆蓋面積較小，地表允許塌陷。

2 礦山存在的主要問題

2．1 開采現狀

該礦對Fe1、Fe2、Fe6礦體曾進行過露天開采，對Fe3～Fe5、Fe7～Fe9和Fe11～Fe15礦體原采用平硐開拓。由于礦體皆為薄礦體，各礦體近地表礦體已基本回采完畢，根據各礦體的賦存條件及礦山現狀，設計采用豎井開拓各礦體，以回采下部礦體。

礦山原為民采，采用巷采式回采工藝，采場連續無間柱，采場高度一般10～15 m，分層高度不等，且兩層之間通常采通，形成10～20 m高的空區，采場寬度為礦體水平厚度，沿礦體走向回采，一般不設脈外運輸巷道，拖拉機等運礦車輛直接進入采場并從采場或采空區通過。

2．2 礦山存在的主要問題

(1)巷采式回采工藝無礦塊、礦柱劃分，結構簡單，工藝容易掌握，但是，該采礦方法礦石回采率低、損失貧化大。

(2)井下運輸多以采空區為主要通道，礦山生產存在嚴重的安全隱患。

(3)礦區回采礦體多，且Fe3～Fe15集中分布于礦區南部，多條礦體之間回采順序雜亂，隨礦山開采深度增大，各礦體回采時必然會相互影響，安全隱患隨之增大。

3 開采方案確定

3．1 采礦方法確定

根據礦山開采技術條件及礦區生產技術條件，結合礦山所在地區的礦巖特點，礦山設計采用平底放礦結構的淺孔留礦法。

3．2 回采工藝及結構參數

沿礦體走向布置采場，礦塊長度40～50 m，礦塊高度40 m(中段高度)，礦房寬度為礦體水平厚度。頂柱厚度為4 m，底柱高度5 m，間柱寬度6 m。因礦體厚度在1．5～5．5 m之間，故設計采用單側出礦的平底底部結構，見圖1。

沿脈運輸巷道布置在礦體下盤礦巖接觸帶處，放礦斗穿間距6～7 m。礦塊兩側掘進脈內通風人行天井，并與上階段回風巷道相通。在通風人行天井內，向兩側分別掘進聯絡道與礦房相通，作為進入礦房的通道。在礦房底部開掘塹溝，并進行拉底工作，以此為回采自由空間，逐層向上回采，分層高度2～3 m。

采用重力放礦方式，每次放出落礦量的1/3左右，從底部出礦穿脈直接裝礦，剩余礦石暫存于礦房內作為繼續向上回采的工作平臺，待礦房采完后，大量放出存留于礦房內的全部礦石。

圖1 平底放礦淺孔留礦法

頂柱、間柱與上中段采場底柱一起回采。采場礦石放空之前，在間柱聯絡道內用YGZ－90型導軌式鑿巖機向間柱鑿中深孔，頂柱鑿下向孔，底柱鑿上向孔。用毫秒差導爆管起爆。崩落礦柱前，采場底部留設15 m左右厚的礦石墊層用于保護采場底部結構。礦柱回采后，對未垮落的頂板圍巖及時進行崩落，使崩落圍巖充填采空區。

在礦體某一礦段，用留礦法開采，嗣后用廢石充填處理空區。廢石來自本中段或其它中段掘進工程，以便減少廢石運輸費用和地表廢石場的占地面積。

3．3 礦體回采順序確定

(1)階段回采順序。根據礦山各礦體賦存狀況，采用下行式回采順序，先開采上部階段，后開采下部階段，由上而下逐個階段回采。采用下行式開采，使礦山改為豎井開拓后的基建時間縮短，節省初期投資。此外，由于礦山為小型礦山，深部礦體勘探程度較低，在逐步向下的開采過程中，可能進一步探清深部礦體的賦存情況。

(2)相鄰礦體回采順序。頭道溝鐵礦礦區內礦體較多，各礦體規模較小，且Fe3～Fe15礦體集中分布，因此，隨著礦山開采深度的增加，合理確定各礦體之間回采順序至關重要。礦山開采過程中，根據礦體傾角、圍巖移動角以及礦體間夾層厚度等條件，采取從上盤向下盤推進的開采順序，即先采位于上盤的礦體，后采下盤礦體，使后采礦體基本不受先采礦體的影響，以減少相鄰礦體開采時的不利影響。

4 結語

(1)相對于巷采式空場法而言，礦山下部礦體采用淺孔留礦法回采，各采場出礦、運輸等工作均在巷道中進行，避免了空區內出礦、運輸等作業情況。

(2)及時回收礦柱，減少了礦石損失，同時處理了空區，緩解了地壓對后續回采工作的影響，作業環境得以改善，安全性大大提高。

(3)確定了相鄰礦體的回采順序，杜絕了先前的無序開采，使各礦體之間回采時相互影響降至最低，提高了回采作業的安全程度。

(4)淺孔留礦法的使用，使礦山機械化程度有所提高，提高了出礦強度。

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［2］ 閆獻忠，顏紅衛，等．平底結構淺孔留礦采礦法在上宮金礦的實踐［J］．采礦技術，2010，10(1):18 －19．

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2010－12－04)

趙占國(1977－)，男，河北張家口人，工程師，從事礦山工程與采礦工藝研究，Email:skyzzg@163．com。