礬山磷礦上盤采動范圍內超貧磁鐵礦的開采方法

2015-06-05 14:35:18呂書平

采礦技術 2015年6期

呂書平

(河北省礬山磷礦有限公司，河北張家口市 075641)

呂書平

(河北省礬山磷礦有限公司，河北張家口市 075641)

針對礬山磷礦主礦體上盤采動范圍內CTⅠ號破碎超貧磁鐵礦的開采技術條件，設計提出了采用一種點柱式上向水平分層充填采礦法。該采礦方法將礦體自下而上劃分為分層進行回采，分層高度3m，分層間礦體劃分為5m寬礦房和2m寬條柱。回采時只回采礦房，采空區采用低灰砂比尾砂膠結充填，利用永久條柱和充填體共同進行地壓管理。生產實踐取得了塊綜合生產能力450 t/d，礦石損失率23.33%，貧化率5%，原礦成本54.36元/t的良好技術經濟指標。

超貧磁鐵礦；采礦方法；采場結構；回采工藝

0 引言

隨著國民經濟水平的提升、礦產資源利用范圍的擴大及采選技術的進步，在以往開采技術經濟條件下被視為低品位的礦石乃至圍巖都具有了一定的開采利用價值。通常來說，這些潛在資源多數都位于原工業礦體的采動范圍內，在目前開采技術條件下，在下盤側礦體回采完畢后，受采動和巖石移動帶影響，在上盤側一定范圍內形成了冒落、裂隙、變形現象，使采動范圍內的礦體難以開采，安全高效地回采采動范圍內的礦產資源就成為采礦技術前沿研究課題之一。

礬山磷礦CTⅠ礦體即為上述情況的典型案例。該礦體是礬山磷礦在區內通過生產勘探發現的3條層狀超貧磁鐵礦之一，開發利用前景較好。但其賦存于Ⅱ號主礦體的上盤，受下盤主礦體采動影響其后期回采難度較大。該礦采用條柱式上向水平分層充填采礦法成功地對該類礦體進行了回收利用，本文詳細介紹了上述采礦方法在礬山磷礦的應用情況。

1 CTⅠ礦體賦存條件

河北省礬山磷礦通過生產勘探并結合對原始地質資料的綜合研究分析，在區內發現了3條層狀超貧磁鐵礦體，均賦存于層狀超基性輝石巖帶中，頂底板均為黑云母輝石巖或磁鐵磷輝石巖，礦體厚度變化不大，傾角一般在±30°。礦體巖漿巖成礦專屬性明顯，礦化與巖性直接相關。其中，CTⅠ礦體走向延長1800m，真厚度30～50m，平均40.93m；控制的內蘊經濟資源量(332)12241.61萬t，平均品位P2O53.34%，TFe15.02%，mFe7.49%，TiO22.36%。礦石和圍巖中層理、節理和裂隙發育，穩固性較差。

2 采礦方法

2.1 采礦方法選擇

采礦方法的選擇原則:

(1)人員設備回采作業安全。

(2)地面不允許陷落，需嚴格保護地表。

(3)要求采礦方法有較大的生產能力，能夠滿足礦山生產能力的要求。

(4)礦石品位相對較低，所選采礦方法應具有較低的采礦、充填成本。

(5)能充分利用下盤柱礦體開采時的開拓采準工程。在下盤側主礦體回采結束后，所選采礦方法應能充分利用現有開拓運輸系統，借助下盤礦體采后充填體的支撐作用，布置適當的采切工程，實現對上盤礦體的回收利用。

綜合考慮CTⅠ礦體賦存狀況及開采技術經濟條件，設計推薦采用條柱式上向水平分層充填采礦法回采CTⅠ礦體。該采礦方法將礦體自下而上劃分為分層進行回采，分層高度3m，分層間礦體劃分為5m寬礦房和2m寬條柱。回采時只回采礦房，采空區采用低灰砂比尾砂膠結充填，利用永久條柱和充填體共同進行地壓管理，實際生產中可根據頂板穩固性調整條柱寬度及進路斷面。其典型方案見圖1。

圖1 上向水平分層條柱充填采礦法典型方案

2.2 采場劃分與采切工程布置

中段高度45m，礦塊長度為60m，寬為礦體水平厚度。每個礦塊布置8個礦房，寬度為5m，條柱寬2m。中段間留設6m高底柱，不留頂柱。采場底柱可隨下中段采場正常回采順序上采兩層，剩余2m作為永久損失不再回采。

主要采切工程包括中段沿脈運輸巷、分段沿脈聯絡巷、溜礦井、分段采場聯絡道、通風泄水天井、上盤側礦體回采通道等。利用現有的中段上盤運輸巷道，沿走向每隔60m布置一條溜井和一條行人通風泄水天井，滿足采場出礦和行人、通風需要；分段沿脈聯絡巷與回采工業主礦體的分段沿脈聯絡巷共用；分段沿脈聯絡道布置在工業主礦體的下盤脈外，通過采區斜坡道與上下中段連通，在工業主礦體回采后預留的間柱內從分段沿脈聯絡道向礦體掘進上盤側礦體回采通道；在礦房內靠礦體上盤礦巖均較穩固位置施工回風充填泄水天井，下部用作泄水井，上部用作回風、充填天井，并作為采場安全出口。

2.3 回采工藝

采切工程施工完畢后進行礦塊回采，采用鑿巖臺車鑿水平淺孔，孔深3.8～4.0m，孔徑45mm，爆破采用硝銨粒狀炸藥，裝藥器裝藥，非電導爆管微差起爆。第一分層礦塊內每個礦房從分段采場聯絡道處垂直走向前進式回采至采場邊界；采場內可以多個礦塊同時回采，一個礦塊內也可以幾條進路(礦房)同時回采；首采分層高度為3m，從第二分層開始分層回采高度2m；每個分段分6層回采；一個礦房內所有進路或者部分進路回采結束后，即可進行充填作業。

進路在爆破結束后即進行通風。新鮮風流由采區斜坡道或進風天井進入分段巷道，再由分段巷道經分段聯絡道進入采場，污風經回風充填天井、上中段回風聯絡道、上中段回風巷道、最后經風井排出地表，進路工作面的通風則主要通過擴散作用。

通風結束后進行撬毛排險，排除頂幫浮石。在遇到不穩固地段時采用錨桿進行加固。在支護同時，對爆落礦堆進行灑水除塵。確保作業安全后方可進行出礦作業，出礦采用1.5m3電動鏟運機，將爆落礦石鏟裝到溜礦井，再經溜井底部的裝礦漏斗裝入礦車運往中段集中溜井。

2.4 采場充填

進路回采結束后，即可進行充填準備工作，首先封閉好礦房與聯絡通道相接處出口，充填管由充填回風天井下放到礦房內，將塑料充填管架到進路中間，進行連續充填。礦房控頂高度3m，回采工作結束后充填2m。充填料采用選礦廠全尾砂，礦房底部采用1∶12的灰砂比充填1.5m高，頂部面層需膠結充填0.5m，強度大于2 MPa，灰砂比為1∶8，尾砂濃度為70%～72%。

一個分層內最后一個進路回采完畢后，可架高人行泄水井、封閉好采場聯絡道外口，將該進路與中間的采場聯絡通道一起充填。分層充填完后，本分層采充工作結束，整個采場進入下一分層采充循環。

2.5 主要技術經濟指標

上向水平分層條柱充填采礦法主要技術經濟指標見表1。