分層回釆技術在胡集礦區三層礦開采中的應用

陳 靖

（湖北大峪口化工有限責任公司，湖北 鐘祥 431910）

荊襄磷礦胡集礦區為一大型沉積型磷礦床，共有三個工業磷礦層，分別稱為PH1、PH2和PH3磷礦層，其中PH1、PH3為主要礦層。第三磷礦層（PH3）分布穩定，主要由砂巖狀磷塊巖和互層狀磷塊巖所組成，屬低品位磷礦。P2O5平均含量為16.5%，出礦品位15.5%左右，工業價值低，用途小。為解決由于出礦品位低問題，根據第三磷礦層（PH3）特征，在目前技術經濟可行下選擇合理旳開釆技術，降低貧化率提高出礦品位具有較大意義[1]。

1 礦區地質特征

1.1 礦區地質

胡集磷礦區出露地層主要有中元古界崆嶺群，震旦系陡山沱組、燈影組及寒武系等。

胡集礦區構造較簡單，基本形態為平緩的背向斜褶皺構造，主要的褶皺有滴水崖背斜和除皮山向斜。

1.2 含磷巖系

荊襄磷礦的含礦地層為震旦系下統陡山沱組，其下部為沉積間斷面，與下覆中元古界崆嶺群呈不整合接觸，其頂板為震旦系燈影組厚層白云巖、含燧石條帶白云巖。

1.3 三礦層特征

荊襄磷礦區共有三個工業磷礦層，分別稱為PH1、PH2和PH3磷礦層，其中PH1、PH3為主要礦層。

第三磷礦層（PH3）:礦層分布穩定，共分5個小層(從底部至頂部層位代號分別為:PH31、PH32、PH33、PH34、PH35)，其中底部PH31與頂部PH35分別為下部與上部的表外礦。PH32與PH34為砂巖狀磷塊巖，品位與厚度較穩定，工業礦層為PH32-4，中間夾有PH33則為表外礦，開采中混入礦石即降低開采品位，分層開采時將其剔除。礦層形態及厚度變化小，相對較穩定。底部PH31、頂部PH35、中間PH33表外礦品位小于12%。

PH3礦層礦石自然類型：PH32、PH34為砂巖狀磷塊巖，PH31、PH33、PH35為互層狀磷塊巖。砂巖狀磷塊巖具有工業意義，互層狀磷塊巖為表外礦。

2 荊襄磷礦胡集礦區礦山分布及開采情況

荊襄磷礦胡集礦區從北至南有七大礦段十三個礦山，分別是:

①腰子山礦段(含土子嶺磷礦、腰子山磷礦，其中土子嶺磷礦為探礦權)；②王集礦段(含鷹子咀磷礦、王集磷礦)；③龍會山礦段(含虎山磷礦、荊鐘磷礦、柴湖磷礦、胡集一礦)；④大峪口礦段；⑤放馬山礦段；⑥蓮花山礦段（探礦權）；⑦熊家灣礦段(含熊家灣磷礦、紅土山磷礦)。

荊襄磷礦胡集礦區設置有13個采、探礦權(11個采礦權、2個探礦權)，由11家單位占有。

目前有王集磷礦、虎山磷礦、荊鐘磷礦、胡集一礦、大峪口磷礦、放馬山磷礦、熊家灣磷礦等7個礦山開采PH3礦層，其中虎山磷礦、荊鐘磷礦、放馬山磷礦南段、熊家灣磷礦PH3礦層分層開采；王集磷礦、胡集一礦、大峪口磷礦、放馬山磷礦北段PH3礦層未分層開采。王集磷礦、大峪口磷礦2個礦山屬湖北大峪口化工有限責任公司所有，其三層礦開采取全層開采，礦石直接進選礦廠入選不外銷。

3 分層回釆技術在胡集礦區三層礦開采中的應用

3.1 采礦方法的確定

胡集礦區三層礦礦層平均傾角為23°，為中厚緩傾斜礦體，礦層和頂板穩固性較好。根據礦床的開采技術條件，采用淺孔房柱采礦方法。

這種采礦方法已在胡集地區多家礦山使用多年，有豐富的生產經驗，具有工藝較簡單、便于管理、通風條件較好、生產安全、礦石貧化率低、一般情況下頂板可不支護、生產成本較低等優點。因此淺孔房柱采礦方法適宜于三礦層的開采。

3.2 分層回采技術

淺孔房柱采礦方法的回采分為整層回釆和分層回采兩種。

分層回釆按照回釆順序可以區分為上行回采和下行回采兩種。

上行回采的優點是:頂板不穩固而礦石穩固時，回采下部分層不需要護頂，頂板暴露時間短；礦體上部邊界不清楚時可以邊開采邊勘探，節省探礦費用；采準工程量小。

下行回采的優點是:頂板穩固而礦石不穩固時，先切頂，暴露的頂板用錨桿戓錨網支護后再按下行順序進行分層回采，回采作業安全；適合用配套的自行設備，機械化程度高；可以多工作面作業和調節出礦品位；爆破后及時出礦，易氧化的礦石不會因氧化而降低選礦回收率。

胡集礦區三層礦分層回采技術采用淺孔下行回采，先開采PH3礦層上部PH34分層；其后剔除中間層PH33分層，剔除PH33分層直接充填在附近己回采礦房中，不需要運至地表；最后開采PH3礦層下部PH32分層。其優點為:由于剔除中間層PH33分層，出礦品位可提高2%~4%即出礦品位一般可大于17%；回采作業安全；機械化程度高；便于管理；生產成本較低。淺孔下行回采先用淺孔超前回采切頂層；然后按下行順序用自行設備鉆鑿水平炮孔或垂直炮孔，以梯段形工作面爆破，用裝載機裝入無軌礦用膠輪車裝運礦石。工作面的推進方式可以是單一工作面推進，可以是兩個或多個工作面推進。

3.3 分層回釆技術在胡集礦區三層礦開采中的應用情況

①出礦品位情況，礦樣全分析項目:P2O5、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2、酸不溶物、燒失量。胡集礦區PH3礦層除王集磷礦、大峪口磷礦外，外銷PH3礦層采取進行全層開采礦山(釆區)有:胡集一礦、放馬山磷礦北釆區，其出礦品位分別為15.81%、14.84%，平均品位為15.33%；采取分層開采礦山(釆區)有:虎山磷礦、荊鐘磷礦、放馬山磷礦南釆區、熊家灣磷礦，其出礦品位分別為18.72%、20.16%、17.70%、18.33%，平均品位為18.73%。PH3礦層分層開采與全層開采其出礦平均品位差值為3.4，即采取分層開采技術其出礦平均品位可提高3.4%。②礦石使用情況。胡集礦區PH3礦層15%～16%磷礦石僅能供鈣鎂磷肥廠生產12%鈣鎂磷肥，全年用量僅5萬噸；P2O5大于17%磷礦石能供鈣鎂磷肥廠生產14%鈣鎂磷肥，全年用量達60萬噸。因此，胡集礦區PH3礦層一部分礦山由于采取分層開采技術而避免了停產且經濟、社會效益明顯。

4 結論

近幾年分層回釆技術在胡集礦區虎山磷礦、荊鐘磷礦、放馬山磷礦南釆區、熊家灣磷礦三層礦開采中的應用，技術上采用淺孔下行回采、施工簡單，采取分層開采技術其出礦平均品位可提高3.4%，降低貧化率提高出礦品位具有較大意義，取得明顯經濟、社會效益。

三層礦分層回釆技術可在荊襄磷礦胡集礦區其它礦段戓釆區如王集磷礦、大峪口磷礦、胡集一礦、放馬山磷礦北釆區推廣應用。