急傾斜中厚礦體采場(chǎng)開采系統(tǒng)優(yōu)化

王保東

(中國華冶科工集團(tuán)有限公司第一分公司)

急傾斜中厚礦體采場(chǎng)開采系統(tǒng)優(yōu)化

王保東

(中國華冶科工集團(tuán)有限公司第一分公司)

目前國內(nèi)金屬礦山采礦生產(chǎn)企業(yè)三級(jí)礦量基本平衡，即開拓儲(chǔ)量為3～5 a，采準(zhǔn)儲(chǔ)量為1.5～2 a，備采儲(chǔ)量為0.5～1 a。但某些礦山基建期基本結(jié)束后進(jìn)入投產(chǎn)期時(shí)三級(jí)礦量不平衡，為此，采用部分礦房下幾個(gè)分層先落礦后壓頂、部分礦房全部落礦、部分礦房退采的采礦方法，通過優(yōu)化采切工程施工順序，保障了礦山出礦生產(chǎn)。

采切順序優(yōu)化 急傾斜中厚礦體 三級(jí)礦量平衡

礦山企業(yè)基建完成后，往往存在三級(jí)礦量不平衡現(xiàn)象，要保持礦山持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，必須調(diào)整采切工程順序、優(yōu)化采礦方案。

西寧特鋼肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司七角井鐵礦，2 255 m水平以上采用多條斜坡道地下開采。采用皮帶斜井、豎井聯(lián)合開拓，自2010年6月開始基建，目前基建基本結(jié)束，在2014年10月1日，完成了皮帶斜井及井下溜破運(yùn)輸系統(tǒng)施工，投入運(yùn)營(yíng)。采用階段礦房法和分段礦房法開采。

該礦深部開采地質(zhì)儲(chǔ)量鐵礦石剩余8 408 萬t，平均品位TFe 32.58%,設(shè)計(jì)服務(wù)年限18.9 a，達(dá)產(chǎn)第1年為250萬t，以后12.3 a為360萬t，后期5.6 a 為300萬t。

2014年8月，中國華冶科工集團(tuán)有限公司與肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司簽訂5 a的包采合同，采礦區(qū)段為13～21勘探線。由于基建，采切工程相對(duì)滯后，備采礦量只有20萬t，三級(jí)礦量極不平衡。

1 基建期采礦方法

13～21勘探線區(qū)段內(nèi)2 215～2 255 m礦體傾角為52°～55°，礦體水平厚8～20 m，主要為中厚，個(gè)別地段為厚大礦體。

設(shè)計(jì)規(guī)劃2 215 m中段階段高度為65 m，即2 215～2 280 m為一階段?；ú傻V期2 244～2 255 m 暫時(shí)留為頂柱，當(dāng)2 229.5～2 244 m分層、2 215～2 229.5 m分層回采完成后，對(duì)2 244～2 255 m 分層壓頂回采。據(jù)此，基建期2 215～2 244 m 采用分段鑿巖、階段出礦的階段空?qǐng)龇ā?/p>

礦體水平厚度超過20 m的垂直礦體走向布置采場(chǎng)，小于20 m的礦體沿走向布置采場(chǎng)。其中2 215 m 中段113,114,115,116,117采場(chǎng)采用垂直走向布置，95～112采場(chǎng)、118～120采場(chǎng)沿走向布置。

2 230 m水平礦體外布置脈外巷，2 215 m水平布置出礦進(jìn)路，前期只回采 2 215～2 244 m礦體，2 244～2 255 m集中壓頂。

2 基建期采切工程布置

采切工程主要有拉底鑿巖巷、出礦進(jìn)路、出礦平巷、分段鑿巖巷、切割巷、切割井、人行通風(fēng)井、聯(lián)巷、溜井等。

(1)沿礦體走向布置采場(chǎng)的采準(zhǔn)工程布置：①塹溝布置在2 215 m水平礦體下盤礦巖接觸帶位置，施工時(shí)掌握礦體面積占巷道斷面積的1/3～1/2，以利于炮孔布置；②出礦進(jìn)路布置在2 215 m水平拉底巷與出礦平巷之間，一般與出礦平巷斜交約50°或垂直布置，出礦進(jìn)路的長(zhǎng)度要滿足鏟運(yùn)機(jī)出礦要求；③出礦平巷布置在2 215 m水平，基本平行于塹溝，塹溝距離原沿脈巷較近時(shí)，利用原沿脈巷做出礦平巷；④分段鑿巖巷布置在2 229.5 m標(biāo)高下盤礦巖接觸帶位置；⑤分段下盤沿脈巷布置在分段距離礦體10～15 m位置，沿礦體走向施工并根據(jù)礦體變化做調(diào)整；⑥切割巷布置在采場(chǎng)中間附近礦體厚大位置；⑦人行聯(lián)絡(luò)巷布置在間柱位置，與鑿巖巷、下盤沿脈巷相通，為采場(chǎng)回采時(shí)的人行、通風(fēng)通道；⑧頂柱回采鑿巖硐室布置在間柱位置，共布置兩層硐室；⑨由于2 215 m中段運(yùn)輸巷已按照原設(shè)計(jì)施工，溜井位置不再另行選擇，依據(jù)原設(shè)計(jì)布置；⑩探礦巷與聯(lián)絡(luò)巷同屬一條巷道，要求穿過礦體上盤，布置在2 215，2 229.5和2 244 m水平。

(2)垂直礦體走向布置采場(chǎng)的采準(zhǔn)工程:①塹溝布置在2 215 m水平；②出礦進(jìn)路布置在2 215 m 水平塹溝之間，聯(lián)接位于間柱內(nèi)的出礦平巷和塹溝；③分段鑿巖巷垂直礦體走向布置在分段水平；④分段沿脈巷布置在礦體下盤距離礦體邊界十幾米處，基本平行于礦體布置；⑤切割巷沿礦體走向布置在采場(chǎng)靠近礦體上盤位置；⑥采場(chǎng)下盤人行聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)通下盤分段沿脈巷與分段鑿巖巷或塹溝；⑦采場(chǎng)上盤人行聯(lián)絡(luò)巷在采場(chǎng)上盤位置布置，聯(lián)通各鑿巖巷。

(3)探采結(jié)合與中深孔落礦邊界的確定。由于采用鉆探的條件不成熟，因此需要在布置采準(zhǔn)工程的同時(shí)，根據(jù)確定中深孔落礦邊界的需要布置部分探采結(jié)合工程，以探明礦體邊界。

2 215 m和2 229.5 m水平主要利用位于采場(chǎng)兩端的聯(lián)絡(luò)巷和切割巷探明礦體邊界， 2 244 m水平利用位于采場(chǎng)兩端的壓頂硐室聯(lián)巷和探礦巷探明礦體上下盤邊界，在采場(chǎng)中間位置則利用切井探明礦體上盤邊界，下盤利用探礦巷探明。

通過上述探采結(jié)合工程，礦體可達(dá)到25 m×15 m 的控制網(wǎng)度，據(jù)此確定中深孔落礦邊界。如條件許可，采用中深孔巖粉的方法輔助探明礦體邊界，降低落礦貧化。

3 開采系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 采切工程優(yōu)化

(1)西風(fēng)井原斜坡道施工至2 244 m水平(18E～18勘探線，采礦區(qū)段西側(cè))，為滿足通風(fēng)及排矸需要，將原斜坡道貫通到2 255 m水平(當(dāng)期生產(chǎn)采礦已基本結(jié)束)，并安排班組施工2 244 m 分層采切工程。

(2)為滿足通風(fēng)及排矸需要，從2 255 m水平向2 244 m分層施工一斜坡道(16勘探線附近)，至2 244 m 分層后施工采切工程。

(3)6#斜坡道與2 229.5，2 244 m分層貫通(采礦區(qū)段東側(cè))，安排班組自東向西施工，以加快采切工程進(jìn)度。

斜坡道布置見圖1。

圖1 斜坡道布置示意

3.2 采礦順序優(yōu)化

①為滿足出礦任務(wù)，部分采場(chǎng)前期落礦范圍為2 215～2 244 m，2 244～2 255 m分層待2 215～2 244 m 采礦完成后集中壓頂;②2 215～2 255 m部分礦房采用分段鑿巖、階段出礦;③為減少采切工程量，102-98采場(chǎng)由15勘探線自西向東退采，95-98采場(chǎng)由13勘探線自東向西退采，104-103采場(chǎng)由15勘探線自東向西退采。

2 244 m壓頂見圖2，退采見圖3。

圖2 2 244 m壓頂

圖3 2 244 m退采

3.3 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

(1)因前期采切工程滯后，在18E～18勘探線(采礦區(qū)段西側(cè))，將原斜坡道自2 244 m貫通至2 255 m，以滿足通風(fēng)及部分排矸需要。

(2)在16勘探線附近(采礦區(qū)段中間位置)，自2 255 m向2 244 m施工措施斜坡道，然后左右方向施工采切工程，不僅加快了采切工程進(jìn)度，同時(shí)解決了整個(gè)系統(tǒng)的通風(fēng)問題，部分矸石也可排至上部采空區(qū)。

(3)在6#斜坡道與2 229.5 m貫通(采礦區(qū)段東側(cè))，由14勘探線自東向西施工采切工程，加快的采切工程進(jìn)度，增加了采準(zhǔn)礦量的儲(chǔ)備。

(4)部分采場(chǎng)前期落礦范圍為2 215～2 244 m，2 244～2 255 m分層待2 215～2 244 m采礦完成后，集中壓頂，滿足了當(dāng)期礦方要求的生產(chǎn)礦量。

(5)2 215～2 255 m部分礦房采用分段鑿巖、階段出礦，滿足2015年6月份前礦量接續(xù)問題。

(6)102-98采場(chǎng)由15勘探線自西向東退采，95-98 采場(chǎng)由13勘探線自東向西退采，104-103采場(chǎng)由15勘探線自東向西退采，減少了采切工程量，加快了采切工程進(jìn)度，節(jié)約了投資成本。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)減少投資。95-104采場(chǎng)采用退采，2229.5，2244m減少施工脈外巷1050m，減少投資730.78萬元;108-118采場(chǎng)2244m分層采用壓頂方法，減少切割巷192m，減少投資103.45萬元，同時(shí)減小切割井64m，減少投資27.74萬元;合計(jì)減少投資861.97萬元。

(2)企業(yè)效益。經(jīng)過采礦方案優(yōu)化，部分礦房集中壓頂，能夠提前出礦；調(diào)整采切工程順序，保證了礦石量的產(chǎn)出，同時(shí)減少了2個(gè)月的施工任務(wù)和管理費(fèi)用及設(shè)備租賃費(fèi)，共產(chǎn)生效益247.42萬元。

4 結(jié) 語

西寧特鋼肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司七角井鐵礦深部開采施工過程中，在采切工程嚴(yán)重滯后的情況下，通過優(yōu)化采切工程順序、采用部分礦房下兩個(gè)分層先落礦后壓頂、部分礦房全部落房、部分礦房退采的采礦方法，保障了礦量持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，在急傾斜中厚礦體采場(chǎng)出礦系統(tǒng)同類工程施工過程中，具有一定的借鑒意義。

2014-11-10)

王保東(1974—)，男，高級(jí)工程師，056002 河北省邯鄲市光明北大街12號(hào)。