分層回釆技術(shù)在胡集礦區(qū)三層礦開采中的應(yīng)用

陳 靖

（湖北大峪口化工有限責(zé)任公司，湖北 鐘祥 431910）

荊襄磷礦胡集礦區(qū)為一大型沉積型磷礦床，共有三個(gè)工業(yè)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(wěn)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(yè)價(jià)值低，用途小。為解決由于出礦品位低問題，根據(jù)第三磷礦層（PH3）特征，在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行下選擇合理旳開釆技術(shù)，降低貧化率提高出礦品位具有較大意義[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

胡集磷礦區(qū)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(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，基本形態(tài)為平緩的背向斜褶皺構(gòu)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(tǒng)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(qū)共有三個(gè)工業(yè)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(wěn)定，共分5個(gè)小層(從底部至頂部層位代號(hào)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(wěn)定，工業(yè)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(shí)將其剔除。礦層形態(tài)及厚度變化小，相對(duì)較穩(wěn)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(yè)意義，互層狀磷塊巖為表外礦。

2 荊襄磷礦胡集礦區(qū)礦山分布及開采情況

荊襄磷礦胡集礦區(qū)從北至南有七大礦段十三個(gè)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(quán))；②王集礦段(含鷹子咀磷礦、王集磷礦)；③龍會(huì)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(quán)）；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(qū)設(shè)置有13個(gè)采、探礦權(quán)(11個(gè)采礦權(quán)、2個(gè)探礦權(quán))，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(gè)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(gè)礦山屬湖北大峪口化工有限責(zé)任公司所有，其三層礦開采取全層開采，礦石直接進(jìn)選礦廠入選不外銷。

3 分層回釆技術(shù)在胡集礦區(qū)三層礦開采中的應(yīng)用

3.1 采礦方法的確定

胡集礦區(qū)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(wěn)固性較好。根據(jù)礦床的開采技術(shù)條件，采用淺孔房柱采礦方法。

這種采礦方法已在胡集地區(qū)多家礦山使用多年，有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，具有工藝較簡(jiǎn)單、便于管理、通風(fēng)條件較好、生產(chǎn)安全、礦石貧化率低、一般情況下頂板可不支護(hù)、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。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(shù)

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(qū)分為上行回采和下行回采兩種。

上行回采的優(yōu)點(diǎn)是:頂板不穩(wěn)固而礦石穩(wěn)固時(shí)，回采下部分層不需要護(hù)頂，頂板暴露時(shí)間短；礦體上部邊界不清楚時(shí)可以邊開采邊勘探，節(jié)省探礦費(fèi)用；采準(zhǔn)工程量小。

下行回采的優(yōu)點(diǎn)是:頂板穩(wěn)固而礦石不穩(wěn)固時(shí)，先切頂，暴露的頂板用錨桿戓錨網(wǎng)支護(hù)后再按下行順序進(jìn)行分層回采，回采作業(yè)安全；適合用配套的自行設(shè)備，機(jī)械化程度高；可以多工作面作業(yè)和調(diào)節(jié)出礦品位；爆破后及時(shí)出礦，易氧化的礦石不會(huì)因氧化而降低選礦回收率。

胡集礦區(qū)三層礦分層回采技術(shù)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(yùn)至地表；最后開采PH3礦層下部PH32分層。其優(yōu)點(diǎn)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(yè)安全；機(jī)械化程度高；便于管理；生產(chǎn)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(shè)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(jī)裝入無(wú)軌礦用膠輪車裝運(yùn)礦石。工作面的推進(jìn)方式可以是單一工作面推進(jìn)，可以是兩個(gè)或多個(gè)工作面推進(jìn)。

3.3 分層回釆技術(shù)在胡集礦區(qū)三層礦開采中的應(yīng)用情況

①出礦品位情況，礦樣全分析項(xiàng)目:P2O5、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2、酸不溶物、燒失量。胡集礦區(qū)PH3礦層除王集磷礦、大峪口磷礦外，外銷PH3礦層采取進(jìn)行全層開采礦山(釆區(qū))有:胡集一礦、放馬山磷礦北釆區(qū)，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(qū))有:虎山磷礦、荊鐘磷礦、放馬山磷礦南釆區(qū)、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(shù)其出礦平均品位可提高3.4%。②礦石使用情況。胡集礦區(qū)PH3礦層15%～16%磷礦石僅能供鈣鎂磷肥廠生產(chǎn)12%鈣鎂磷肥，全年用量?jī)H5萬(wàn)噸；P2O5大于17%磷礦石能供鈣鎂磷肥廠生產(chǎn)14%鈣鎂磷肥，全年用量達(dá)60萬(wàn)噸。因此，胡集礦區(qū)PH3礦層一部分礦山由于采取分層開采技術(shù)而避免了停產(chǎn)且經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益明顯。

4 結(jié)論

近幾年分層回釆技術(shù)在胡集礦區(qū)虎山磷礦、荊鐘磷礦、放馬山磷礦南釆區(qū)、熊家灣磷礦三層礦開采中的應(yīng)用，技術(shù)上采用淺孔下行回采、施工簡(jiǎn)單，采取分層開采技術(shù)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(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

三層礦分層回釆技術(shù)可在荊襄磷礦胡集礦區(qū)其它礦段戓釆區(qū)如王集磷礦、大峪口磷礦、胡集一礦、放馬山磷礦北釆區(qū)推廣應(yīng)用。