大紅山鐵礦西翼采區下盤分支難采礦體資源綜合回收方案優化

劉曉軍，孫 衛，陳 平，畢忠偉

（玉溪大紅山礦業有限公司，云南 玉溪 653100）

大紅山鐵礦西翼采區主要由Ⅱ1-4、Ⅱ1-3兩條礦體組成。其中Ⅱ1-4礦體連續性較好，地質品位較高；下盤的Ⅱ1-3礦體由多層分支礦體組成，礦體間有多層夾石，礦體連續性差且礦體形態變化較大，屬難采礦體。

Ⅱ1-4礦體355m～460m標高已回采結束，但前期鐵精礦價格相對低迷，一直未對Ⅱ1-3礦體開展回采。隨著近兩年鐵精礦價格不斷攀升，Ⅱ1-3礦體所蘊藏的經濟價值變得不可忽視。本著充分回收礦石資源的原則，有必要對下盤的Ⅱ1-3難采礦體開展回采方案研究與優化。

1 工程背景

大紅山鐵礦西翼采區位于A32～A34E勘探線間、S8線以南、標高300m～460m間，走向長度220m，采區內主要有Ⅱ1-4、Ⅱ1-3兩條礦體，大體呈東西走向，主要礦石為赤磁鐵礦、磁鐵礦、磁赤鐵礦、少量赤鐵礦。Ⅱ1-4礦體連續性較好，地質品位較高，礦體傾角40°～55°，平均水平厚度約70m，采用無底柱分段崩落法。Ⅱ1-3礦體位于下盤，礦體傾角25°～50°，由多層分支礦體組成，各分支礦體平均水平厚度約18m，連續性差且礦體形態變化較大，地質品位較低，礦體間夾石厚度5m～16m，夾石平均品位TFe16.10%。Ⅱ1-4礦體355m水平以上已回采結束，Ⅱ1-3礦體回采設計尚未開展。

為充分回收利用礦石資源，計劃對下盤的Ⅱ1-3難采礦體開展回采規劃，創造經濟效益。

表1 方案一技術經濟指標表

2 初步回采方案

大紅山鐵礦確定的深部鐵礦體邊界品位為TFe≥20%，TFe＜20%的全部圈定為廢石不納入設計回采范圍。根據礦體賦存狀況，宜選擇分段空場采礦法，但經初步規劃后明顯存在采切工程量大、礦石損失率高、回收率低、供礦能力低的問題，整體經濟效益較差。

根據大紅山鐵礦出礦截止品位分析報告，單體設計回采低品位礦石條件下，當成品礦售價（含稅）為795元時，推算的回采截止品位為TFe≥18.4%，即采出品位≥18.4%時可產生經濟效益。為減少礦石資源損失，根據地質鉆孔資料對礦體重新圈定，將17%＜TFe＜20%的資源圈定為超低品位礦納入設計回采范圍，采礦方法沿用Ⅱ1-4貧礦體所用的無底柱分段崩落法，回采進路沿礦體走向布置（稱為方案一）。

該方案對下盤Ⅱ1-3分支難采礦體設計有300m～370m共5個分段，分段高度15m～20m。根據礦體賦存情況，方案一340m及以上分段廢石夾層較厚大，具備留置剔廢條件，在工程布置時鑿巖巷盡量沿礦體走向布置，避開廢石區域以降低貧化率；340m以下分段廢石夾層較薄，難以進行剔廢，鑿巖巷垂直礦體走向布置并予以整體崩落。

經計算，低品位礦出礦品位24.03%，滿足供礦截止品位要求。

表2 優化方案的技術經濟指標

3 回采方案優化

根據方案一不難看出，340m標高以上回采結束后會在南北兩個小采區之間形成東西走向長度近200m的折線形礦柱，340m標高以下回采后該礦柱懸空，失穩垮落誘發沖擊地壓災害的風險較高，并且該方案340m標高以上有部分礦石并未能回收，礦石回采率偏低。

圖1 優化方案西翼采區365m分段回采設計平面圖

圖2 優化方案C15線剖面圖

因此對方案一進一步優化，提出新增365m分段回采下盤低品位礦，取消355m、370m分段新增采切工程，充分利用已有工程和下分段巷道作為鑿巖落礦巷道，所有鑿巖巷均調整為垂直礦體走向布置，將340m及以上分段厚大廢石夾層一同崩落回采。因廢石夾層平均品位TFe16.10%，初步推斷綜合出礦品位不會出現大幅下降。

優化方案在回采順序上先回采370m沿脈干線，再回采355m沿脈干線，365m分段回采時直接以370m、355m沿脈干線爆破后形成的空區作為自由面。

4 主要技術經濟指標

與方案一對比，采出總礦量增加了183萬t，低品位礦品位受廢石夾層混入貧化影響僅降低了1.4%，依然完全滿足回采截止品位TFe≥18.4%的要求；采切工程量節省5175m3，采切工程費用節省167.8萬元；無論是采出礦量還是采切工程費用投入均得到大幅優化。

此外，優化方案新增365m分段采切工程，取消355m、370m分段采切工程，所有鑿巖巷均調整為垂直礦體走向布置，貧礦回收與低品位礦回收相對連續和集中，大大有利于采切工程施工和采礦生產組織，同時避免了方案一礦柱懸吊后期可能帶來的沖擊地壓災害，為礦石資源綜合回收利用創造了有利條件。

5 結論

對于大紅山鐵礦西翼采區下盤分支難采礦體，在滿足入選品位的前提下適當降低回采截止品位、重新圈定礦體資料更有利于采礦工程設計和提高礦石資源綜合利用率；整體選用鑿巖巷垂直礦體走向布置的無底柱分段崩落法有效保證了礦石回采率，利于采切工程施工組織，同時避免了后期可能帶來的沖擊地壓危害；貧礦回收與低品位礦回收區域相對連續和集中，為后期采礦生產組織帶來很大便利。