某鐵礦降低礦石貧化損失的采礦工藝優化

姚德言,王小良

(安徽金日盛礦業有限責任公司， 安徽 霍邱縣 247400)

1 概 述

周油坊鐵礦區(床)內共有8個礦體，自上而下編號為：Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，屬于沉積變質型礦床。該礦床礦石類型為磁鐵鏡鐵礦、磁鐵礦和少量赤鐵礦，礦體內夾石為石英二云片巖，圍巖是由片麻巖和大理巖等組成。由于某鐵礦夾層過于厚大，地質構造復雜，對礦體邊界影響較大，并且夾石品位低，容易降低采場出礦品位，所以合理選擇采礦方法，降低貧化、損失率，對延長礦山服務年限、提高企業效益有重要的意義。

2 礦山存在的主要問題

礦山在基建期結束進行開采時，經設計人員反復論證，認為該礦床由南到北全長3800 m，按垂直礦體和沿走向布置采場共計186個。但后期生產實踐中發現，雖然南部礦體厚大(約60 m垂直厚度)、品位高，但3#措施井至S9線開始進入氧化帶區域，巖層不穩固，并給采礦工作帶來了極大的難度，如果一味按照設計院提供的采場設計方案開采，不僅貧化損失大，還容易給該礦山帶來重大安全生產事故。該礦礦床以北礦體狹長，主礦體垂直厚度不足15 m，地質品位20%～23%，在鐵礦石市場不景氣的情況下，開采難以獲得經濟效益。

3 問題分析及解決方案

3.1 控制采場邊孔

大孔崩落法回采緩傾斜礦體時，若邊孔采用斜孔裝藥爆破，在爆破過程中很容易把采場上盤不穩固的圍巖崩落到采場，如果遇到裂隙小斷層，對礦體有少許改變，還可能直接把斜孔打進廢石內，加重采場貧化率。

結合生產實踐和每月采空區例行檢查發現：散體礦巖在流動的過程中對崩落區上盤圍巖幾乎無支撐作用。特別是上盤預留在斜孔中的圍巖較多，礦巖分層線較緩，在爆破的過程中，隨著礦石的流動，上盤圍巖在一個中段至下而上約1/3處最先冒落。冒落的廢石一并隨礦石一起到達采場出礦進路內，這樣不僅造成貧化，而且損失至少2/3左右的礦量。

針對以上出現的問題，該礦對采場施工大孔及采礦方法進行了調整，在回采上盤富礦帶時，為避免礦石丟失過多、減少貧化，在設計邊孔時，斜孔數量較少(每排2～3個)，其余均為垂直大孔，并且斜孔的角度都控制在80°～85°，很好的避免了上盤圍巖垮落到采場造成的貧化，同時也有效的控制了礦石損失，還大大降低了施工大孔的難度，提高了工作效率。如圖1所示。

圖1 N64P上盤斜孔設計

3.2 無底柱和有底柱雙中段結合采礦法

該礦無底柱采礦法是把大孔硐室作為爆破落礦存礦空間，這種采礦法雖然可以省去底部施工中深孔，縮短回采周期，但結合實際情況，該方法一是對巖層穩固性要求較高，硐室面積暴露較大，存在安全隱患；二是爆破后硐室內的礦石不能完全運出。因為平底結構的硐室在出礦過程中，隨著礦石量的逐漸減少，最后會形成一個三角堆堆礦場，由于鏟運機受安全因素影響，無法進一步深入到出礦硐室內部作業。因而每次在出礦過程中會造成較多的“存窿礦量”的損失。

針對上述問題對無底柱采礦方法進行優化。為更進一步改善爆破效果，提高利用率，本礦 2015年把副井-410中段至-530中段S35P采場作為雙階段120 m段高實驗采場，通過對該采場綜合實驗數據分析，爆破后能有效利用120 m段高自由落差降低采場大塊率，減少采場二次爆破的工作量。同時，減少了“存窿礦量”的損失和采場礦石的損失。目前該采礦方法已得到很好的優化，在礦山廣泛開展了使用。例如-350至-470 m S9P采場(見圖2)。

圖2S9P采場采礦方法設計

由圖2可知，該采場主要是通過垂直大孔回采下盤Ⅵ礦體，使其在分層爆破后自由落入-470 m中段采空區，利用-470 m中段底部塹溝式底部結構出礦，解決了-410 m中段平底結構硐室內出礦不干凈的情況，合理利用-470 m中段采空區及出礦進路，有效的控制了損失率，減少了采切工程量，降低開采成本。

3.3 預留保安礦柱上下盤開采

周油坊南部礦體厚大，受李樓鐵礦大斷層影響，南部破碎區域較大，同時又是該礦的富礦帶，儲量占全礦的60%～70%左右，由于受到地質條件限制，不能完全把采場垂直礦體布置，余留下的礦體部分作為二步回采，部分為永久損失。但按選礦比3.2∶1分析，損失量太大，導致礦山服務年限縮短，降低了企業效益。為能把南部破碎礦體損失降到最低，礦山采用預留保安礦柱上下盤分期開采(見圖3)。該方法的目的一是解決采礦硐室暴露面積過大，采取有效支撐來消除安全隱患，二是通過在采礦硐室內把保安礦柱預留在夾層中以控制采場夾石過多對采場總品位造成的貧化，三是通過保安礦柱來劃分上下盤回采區域，為合理布置大孔設計提供有利條件，并避免邊孔爆破過多廢石。

圖3 預留保安礦柱上下盤開采

4 結 語

采場礦石貧化損失率是礦山生產的重要技術標

準，該鐵礦屬于沉積變質的成礦類型，地質品位低，夾層厚大。通過生產實踐優化采礦工藝等措施，最大限度的降低了采場的礦石貧化率、損失率，3#措施井、主井的二次損失量持續控制在5000 t以下，提高了企業的經濟效益，對同類礦山有很好的借鑒作用。

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