某小型鐵礦地下開采工程設(shè)計(jì)實(shí)踐

丁 一

(沈陽宇坤工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110000)

0 引言

礦區(qū)位于遼寧省遼陽市東北部，行政區(qū)劃隸屬于遼寧省燈塔市柳河子鎮(zhèn)管轄。礦區(qū)地質(zhì)資源/儲(chǔ)量318萬t，為充分利用礦產(chǎn)資源，需尋求合理的地下開采技術(shù)方案。

1 礦山資源

——礦床地質(zhì)：礦區(qū)礦體賦存于太古界鞍山群茨溝組含鐵層中，屬典型的鞍山式沉積變質(zhì)型鐵礦床。礦體呈似層狀，走向28°～90°，傾向NW，傾角35°～77°。礦區(qū)礦石類型簡(jiǎn)單，礦石屬于低硫、磷，以磁鐵礦為主的需選貧鐵礦石。礦體圍巖主要為透閃陽起巖、石英透閃陽起巖、石英巖、云母片巖及片麻狀花崗巖。礦床工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境地質(zhì)條件均屬中等類型。

——資源儲(chǔ)量：礦體地質(zhì)資源/儲(chǔ)量為318.41萬t。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 開采范圍

根據(jù)礦體賦存情況，設(shè)計(jì)采用地下開采。礦體主要賦存在+225～+75m標(biāo)高之間，約占總資源量的87.82%，為此次設(shè)計(jì)主要回采部分。

2.2 建設(shè)規(guī)模

礦體規(guī)模較小，設(shè)計(jì)分別按有效進(jìn)路數(shù)量、礦山開采年下降速度對(duì)礦山年產(chǎn)量進(jìn)行了驗(yàn)證，確定礦山建設(shè)規(guī)模為50萬t/a。

2.3 開拓系統(tǒng)

設(shè)計(jì)范圍為+225～+75m標(biāo)高之間的礦體，地表地形存在采用平硐開拓的條件，采用平硐開拓基建工程量小，基建時(shí)間短。因此設(shè)計(jì)推薦平硐開拓，布置一條平硐(接采區(qū)斜坡道)、一條進(jìn)風(fēng)井和一條回風(fēng)井，詳見圖1。

+165m平硐平硐布置在礦體下盤5線附近，硐口標(biāo)高+165m。井下生產(chǎn)的50萬t/a礦石、3萬t/a采準(zhǔn)廢石和5萬t/a新水平廢石通過采區(qū)斜坡道由15t井下卡車運(yùn)輸至地表，井下不設(shè)地下破碎。平硐承擔(dān)并完成井下人員、設(shè)備及材料的運(yùn)輸任務(wù)。

采區(qū)斜坡道布置在礦體下盤，上口標(biāo)高為+225m，下口標(biāo)高+75m，前期基建+225～+165m。采區(qū)斜坡道坡度為12%，每上升15m高度設(shè)坡度為2%的緩坡段。卡車直接由斜坡道進(jìn)入采場(chǎng)裝礦。

進(jìn)風(fēng)井布置在礦體下盤0線和1線之間，井筒的上口標(biāo)高為+220m，下口標(biāo)高+75m，井筒凈直徑Ф3.5m。井筒內(nèi)設(shè)梯子間，作為礦山安全出口。

回風(fēng)井：回風(fēng)井布置在礦體下盤端部，井筒的上口標(biāo)高為+260m，下口標(biāo)高+225m，井筒凈直徑Ф3.5m。井筒內(nèi)設(shè)梯子間，作為礦山安全出口。

階段劃分：礦山由上而下逐階段逐分段開采，設(shè)計(jì)回采+225～+75m標(biāo)高之間的礦體，共劃分為兩個(gè)階段，即+225～+165m階段和+165～+75m階段，階段高度為60m或90m。首采階段為+225～+165m階段，在+225m標(biāo)高設(shè)回風(fēng)水平，在+165m標(biāo)高設(shè)進(jìn)風(fēng)水平。

圖1 開拓運(yùn)輸系統(tǒng)示意圖

2.4 采礦方法

根據(jù)礦體賦存條件及外部條件，難以直接選取比較適合的采礦方法，設(shè)計(jì)對(duì)崩落法和充填法進(jìn)行了詳細(xì)的比較?？紤]到現(xiàn)下鐵礦石市場(chǎng)低迷，采用充填法不合理，設(shè)計(jì)選用的采礦方法為無底柱分段崩落采礦法[1～2]。

礦體厚度大于20m，采用垂直礦體走向布置采礦進(jìn)路的無底柱分段崩落法[1～2]，分段高度15m，進(jìn)路間距15m；礦體厚度小于20m，采用沿礦體走向布置采礦進(jìn)路的無底柱分段崩落法，分段高度15m，每5條進(jìn)路布置一臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)出礦。

礦山千噸采準(zhǔn)比為3.93m/kt，礦石回采率為85%，廢石混入率為15%，采準(zhǔn)出巖率為5%，采準(zhǔn)帶礦率為9%，礦石平均地質(zhì)品位31.95%，近礦圍巖品位19.36%，采場(chǎng)采出礦石品位30.06%。

2.5 井下運(yùn)輸

礦山生產(chǎn)時(shí)，采出礦石和采準(zhǔn)巖石，經(jīng)鏟運(yùn)機(jī)直接裝入15t井下卡車，通過采區(qū)斜坡道，經(jīng)+165m平硐運(yùn)至地表。礦石倒裝后由汽車運(yùn)輸至現(xiàn)有選廠；礦山不設(shè)排土場(chǎng)，巖石外賣處理。人員和材料通過+165m平硐，經(jīng)采區(qū)斜坡道，由地下人車和地下材料運(yùn)輸車直接進(jìn)入采場(chǎng)。

井下卡車直接進(jìn)入采場(chǎng)裝礦，取消采區(qū)溜井和專用運(yùn)輸水平，實(shí)現(xiàn)井下無軌化，減少井巷工程量，節(jié)省基建投資。

2.6 通風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)礦體的開拓系統(tǒng)和采場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及通風(fēng)風(fēng)路，礦井通風(fēng)壓抽結(jié)合式通風(fēng)方式，側(cè)翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。

新鮮風(fēng)流經(jīng)進(jìn)風(fēng)井進(jìn)入進(jìn)風(fēng)水平，再由采區(qū)進(jìn)風(fēng)天井進(jìn)入各回采分段，沖洗工作面后的污風(fēng)，經(jīng)采區(qū)回風(fēng)天井通過回風(fēng)水平由回風(fēng)井排出地表。

3 結(jié)語

系統(tǒng)介紹了某小型鐵礦地下開采工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，采用平硐開拓，井下卡車直接進(jìn)入采場(chǎng)裝礦，取消采區(qū)溜井和專用運(yùn)輸水平，節(jié)省基建投資，可為類似礦山設(shè)計(jì)工作提供參考。