無底柱分段崩落法在魯地鐵礦的應用

張子貞

(山東魯地礦業投資有限公司,山東濟南 250000)

無底柱分段崩落法在魯地鐵礦的應用

張子貞

(山東魯地礦業投資有限公司,山東濟南 250000)

通過選用無底柱分段崩落法采礦和對采礦參數的優化,使其在魯地鐵礦得到了應用,積累了成功經驗和理論,對相鄰礦山開采均有指導和借鑒作用。

無底柱 分段崩落法 應用

1 概述

2005年12月，婁煩縣魯地礦業有限公司鐵礦成立，隸屬于山東省地質礦產勘查開發局設立的山東魯地礦業投資有限公司，行政區屬山西省太原市婁煩縣蓋家莊鄉管轄。

2007年1月婁煩縣魯地礦業有限公司鐵礦(以下簡稱“魯地鐵礦”)正式進行基本建設，生產規模80萬t/a，服務年限15.3年，地下開采，開采標高+1660m～+1460m。

2012年12月，魯地鐵礦通過了山西省安全生產監督管理局的竣工驗收，取得了山西省安全生產監督管理局頒發的安全生產許可證。

魯地鐵礦是太原市最大的鐵礦地下開采企業，開采狐姑山鐵礦帶的一段，其走向延長達數千米，資源儲量豐富。與周邊相鄰礦山為技術邊界劃分，周邊相鄰礦山皆為露天開采。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露為太古界呂梁群袁家村組和第四紀黃土，袁家村組巖層由泥質巖，基性火山巖和含鐵巖石變質而成。

2.2 礦床特征

本區共有Ⅰ號、Ⅱ號礦體，主要分布于呂梁群袁家村組上部的碎屑沉積巖的地層中(即袁家村組含鐵巖段)。礦體的頂底板為石英巖或云母石英片巖。礦體呈似層狀、層狀、礦體多夾層，但夾層一般不穩定。兩個礦體基本平行，礦體產狀與地層產狀相一致，傾向北東45°、傾角30～55°，礦體厚度和延伸變化不大，屬較穩定的礦體。

該礦類型為沉積變質鞍山式鐵礦床。

2.3 礦石質量

魯地鐵礦為狐姑山鐵礦帶的一部分，礦石礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦，及少量黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦等，其中磁鐵礦含量占金屬礦物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脈石礦物以石英為主，少量陽起石，角閃石、鐵閃石、綠泥石等。

根據選礦試驗結果，磁性鐵(包括具有磁性的部分赤鐵礦)的回收率達95%以上，屬于易選礦石。

3 采礦方法

3.1 采礦方法選擇

礦區范圍內為黃土丘陵，標高+1730.0m～1570.0m，地表覆蓋稀疏灌木叢，無地物;礦床水文地質類型屬簡單類型。

根據礦體賦存條件、圍巖條件及現場情況，礦體可以采用分段空場法和無底柱分段崩落法進行開采。

無底柱分段崩落法采礦法不留底柱，回采工藝簡單，采切比小，采礦安全性好(因作業空間小)、靈活性大、作業好組織、機械化程度高、可采用大型現代化采礦設備、生產能力大、勞動效率高、開采成本低。

經過采礦法分析比較，適合采用無底柱分段崩落法開采。但我們應該看到無底柱分段崩落法除它優點外，也存在缺點:(1)在覆蓋巖下放礦，礦石的損失率和貧化率較高，要求放礦管理嚴格。

(2)在獨頭巷道內作業，通風條件較差。

(3)掘進工作量大。

(4)礦體開采會使覆蓋巖石崩落，導致地面塌陷和破壞。

(5)為使礦石回收率最大、貧化率最小和用無底柱分段崩落法達到高效采礦，有關爆破礦石和圍巖自流參數的資料起著極重要的作用。

因此，我們在生產實踐中要不斷探索、總結經驗，采取有效措施解決或克服無底柱分段崩落采礦法存在的缺點。如采取利用礦石作為覆蓋層，實行低貧化放礦，可以降低礦石的損失和貧化。

3.2 采礦參數選擇

無底柱分段崩落采礦方法設計的主要問題，是如何確定開采的幾何要素，使盡可能滿足重力自流的諸參數。我們對初步設計中的采礦參數進行了現場試驗，并根據礦體賦存條件、圍巖條件及現場實際，對采礦參數做了修正和優化，達到了放礦效果好、礦石均勻無大塊，避免了大塊二次破碎帶來的安全隱患和材料消耗，提高了產量，降低了成本。（如表1）

表1 無底柱分段崩落采礦法參數一覽表

4 結語

無底柱分段崩落采礦法在魯地鐵礦經過一年多的應用，生產環境安全、其放礦量大，達到了設計生產能力，經濟效益十分顯著，證明該采礦方法適應于魯地鐵礦的實際。我們在生產實踐中積累了一定的經驗和理論，對相鄰礦井由露天開采轉入地下開采具有指導和借鑒作用。

5 建議

無底柱崩落法具有連續回采，在覆巖下放礦，以崩落覆巖充填采空區管理地壓的特點，其方法成熟、優勢顯著，必然會在適合其方法的采礦企業得到推廣應用。隨著鑿巖、出礦設備的不斷改進，無底柱分段崩落采礦法也會隨之不斷發展，提高生產能力。因此，我們應該分析把握其發展方向，有針對性地研究以下關鍵技術課題:(1)增大結構參數。(2)采用高效率大型設備。(3)增大一次爆破量。(4)低貧損少采掘的變形方案。(5)遠程遙控生產。

[1] 中鋼集團工程設計研究院有限公司(石家莊),婁煩縣魯地礦業有限公司地下開采80×104t/a(改擴建)工程初步設計,2010(9).

[2] 于潤滄主編.采礦工程師手冊.北京:冶金工業出版社,2009.

張子貞(1969—),男(漢族),山東棗莊人,山東魯地礦業投資有限公司總經理助理,工程師,主要從事采礦方面的工作。