论文部分内容阅读
摘要：安徽省庐江县大包庄硫铁矿采矿时，根据矿体特点采用分段凿岩阶段空场嗣后胶结充填采矿法进行区段连续回采，作业安全可靠，降低了成本，提高了回采率，具有
很高的经济效益，推广价值很高。
关键词：硫铁矿；分段凿岩阶段空场嗣后胶结充填；尾砂充填
前言：
大包庄硫铁矿位于庐江县城南32km处，隶属安徽省庐江县罗河镇。矿区地理坐标为：东经117°、北纬30°属安徽省庐江县，矿区面积2.61km2。
该矿床是一个硫铁矿、铁矿、硬石膏矿共生矿床，硫铁矿体和铁矿体分布在矿床中部和南部，硬石膏矿体分布在矿床北部和西部，三种矿产呈交代包裹关系，是一个埋深300m以下的盲矿体。
一、采矿方法
（一）矿块布置及构成要素
将整个中段矿体划分成盘区，阶段高度50 m，矿体平面上沿走向每隔50m划分一个盘区，在矿柱中布置一条穿脉巷道；矿体垂直方向上，中段之间分为4个分段，分段高度为12.5m。
沿穿脉巷道方向，每隔30m划分一个矿块，矿块长65m、宽30 m、高为中段高度50m，矿块分为矿房和矿柱；宽度方向又分两步骤回采，一步骤回采矿房，宽度15 m，二步骤回采矿柱，宽度15m。
（二）工艺方法
1.采准和切割
采准切割工程有分段巷道、分段联络巷道、分段凿岩巷道、分段穿脉、出矿进路、切割天井、切割槽、采场回风及充填巷道等。沿矿体下盘掘进分段运输巷道，在垂直分段运输巷道方向上，在矿体内掘进穿脉巷道，穿脉巷道间距50m，穿脉端部掘回风天井；沿穿脉每隔30m划分一个矿块，一个矿块分为矿房和矿柱。
最下一个分段为出矿水平，分别在矿房和矿柱中掘进出矿进路及凿岩道；其他分段掘进凿岩道，在凿岩道端部掘切割平巷，沿切割平巷向上掘切割天井。
根据矿岩量大小，每条穿脉内布置2～3个矿石溜井，在分段运输巷道内布置2个废石溜井和2个管缆井。
炮眼布置根据岩性变化及时调整参数，一般炮眼深度2.m～2.2m，爆破采用光面、减震、弱冲爆破技术，掏槽眼为直眼掏槽，炮眼布置根、深度、角度等有关参数。选用乳化炸药，半秒延时导爆管、塑料导爆雷管一次起爆。
裝岩、排矸采用WJD-1型或WJD-2型铲运机，直接铲运至溜井，溜井下运输水平电机车循环拉送空重车辆每12车一组，将重车拉至井口。
2.回采
当切割工作完成后，便进行回采。回采前，沿凿岩道轴线方向钻上向扇形中深孔，中深孔完成后，便可进行回采工作。
采用二部采，先采矿房后采矿柱，一步采结束充填，之后进行二部采。每个盘区布置一台3m3铲运机出矿，盘区生产能力30万t/a。
采场顶部为凿岩水平，底部为拉底水平。每个采场设置两条凿岩巷道，利用原回采进路作为凿岩巷道。凿岩硐室可采用中间布置凿岩联络道，两侧布置凿岩硐室方式，硐室间留矿柱。
①采场凿岩
在凿岩平巷中采用华泰HT71凿岩台车钻凿76mm的上向扇形中深孔。采用这种打眼方式，崩落的矿石大块较少，合理控制炮孔的装药量、掌控好打眼方式和炮孔的参数。
回采前，将切割槽拉开，便于为回采提供足够的自由面，此拉槽中深孔采用排距1.0～1.4m、孔底距2.2m的凿岩参数。此后开始钻凿回采中深孔，其凿岩参数为排距2.0m，孔底距2.0～2.4m。
②采场爆破
采用乳化炸药做炮头，其直径为60mm、长度为40cm、重1.2Kg。胺油粒状炸药充填，人工装药。采用非电半秒导爆管孔底起爆，同排同段，各排分段加导爆管并联网络一次性起爆。为防止导爆管折断造成炸药拒爆，一般一个中深孔放3个雷管，各排导爆管脚线分别用胶布固定绑紧在传爆线上，再将这根传爆线并联到主传爆线上，等所有的连线完成后，退至安全地点用起爆器起爆炸药。
③采场通风
新鲜风流由斜坡道、脉外分段平巷、分段联络横巷和分段凿岩巷道进入采场，污风由切割通风上山、上分段凿岩巷道和上分段联络横巷排入上分段水平回风巷。
④采场支护
根据矿岩条件，有针对性的对巷道顶板节理裂隙比较发育的采场进行护顶。采用的支护形式主要为锚杆、长锚索及悬挂金属网联合支护。锚杆主要为树脂锚杆，其长度为1.8m～2.5m。矿山目前所常用的长锚索为预应力锚索，预设计长度为5～8m。所用金属网规格为2.0mX2.0m。
⑤采场出矿
崩下的矿石由铲运机经阶段出矿横巷、中段运输平巷倒入上盘脉外溜井，再经振动出矿机将矿石卸入运输大巷装车。
出矿底部结构采用堑沟式，每两个采场设置一套出矿底部结构。在其中一个采场一侧开凿一条贯通两侧联络道的出矿巷道，在出矿巷道向对着采场另一侧方向开凿出矿进路，出矿进路间距15m，出矿进路与出矿巷道的交角为45°。
回采出矿设备选用电动铲运机或柴油铲运机，选用WJD-3型电动铲运机或WJ-3型柴油铲运机，设备效率为30万t/台·a。为保证矿房残矿率达到要求，特配备遥控柴油铲运机，回收采场残留矿石。
采出矿石最大允许块度为500.500mm，采区溜井卸矿口需安装格筛，不合格大块进行二次破碎工作。
二、采场充填
大包庄硫铁矿矿山充填采用全尾砂胶结充填方式，加入胶结材料，经地面搅拌站双螺旋搅拌机搅拌后，顺充填管路自流进入采空区，为达到充填效果和安全要求，又兼顾经济效益，拟采用分层充填，下部结构选用（胶结剂：尾砂）比例1：4，中部选用（胶结剂：尾砂）比例1：6，上部选用（胶结剂：尾砂）比例为1：8。根据所选用的采矿方法，为了满足第11步骤采场的回采要求，第1步骤采场需胶结充填，充填体强度视采场结构参数（即充填体暴露面积）而定，一般不小于1.0MPa，而为了第11步骤采场回采时能在第1步骤采场充填体中布置出矿巷道，同时为了给底柱回采创造条件，采场底部需较高强度的胶结充填，充填体强度不小于3MPa。
空区形成后，在底部水平砌筑止浆墙，钢筋混凝土结构，墙体下中上三部分分别埋设溢水管，安装闸阀，根据充填高度变化调节闸阀放水。
三、主要技术经济指标
（一）采场生产能力
凿岩台车凿岩台效30 m/台班铲运机出矿工效果；600t/台班中深孔每米炮孔崩矿量：4.5t/m：充填站充填能力为50m3/h。为保证生产能力，整个阶段同时切割、凿岩、装药、爆破、以提高工作效率，减少采矿各工序循环周期。在每个分段的上分段凿岩巷道内向下分段充填，同时一个采场开始充填时，可以开始下一个采场的切割工作。采场长度为65m时，采矿量为14456t，采矿总循环周期26d，由于切割工序和充填工序可以同时进行，实现连续作业，采场生产能力为413d/d，一个盘区有两个采场同时进行开采，盘区生产能力为826t/d。
（）采矿主要成本
采矿贫化率：1%；采矿损失率：5%；采切比：13.5m/kt。
四、结论
大包庄硫铁矿倾斜矿体占比较大，采用合适的采矿方法开采这部分矿体将会带来巨大的经济效益和社会效益。经过全方位地综合技术经济分析，采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法开采急倾斜破碎矿体。选用的采矿方法采用脉外采准。分段巷道布置脉内，利用分段巷道作为采场凿岩、通风、充填、行人的通道，大量减少脉外工程，采准比小，成本低，且采矿准备时间较短。选用的采矿方法采用中深孔爆破。与浅孔空场法相比，中深孔高分段空场法作业条件安全、机械化程度高，回采强度大，管理简便，而且不留间柱连续回采，可大幅度降低采场存矿量，提高生产能力。该种采矿方法可在类似条件矿山推广应用。
很高的经济效益，推广价值很高。
关键词：硫铁矿；分段凿岩阶段空场嗣后胶结充填；尾砂充填
前言：
大包庄硫铁矿位于庐江县城南32km处，隶属安徽省庐江县罗河镇。矿区地理坐标为：东经117°、北纬30°属安徽省庐江县，矿区面积2.61km2。
该矿床是一个硫铁矿、铁矿、硬石膏矿共生矿床，硫铁矿体和铁矿体分布在矿床中部和南部，硬石膏矿体分布在矿床北部和西部，三种矿产呈交代包裹关系，是一个埋深300m以下的盲矿体。
一、采矿方法
（一）矿块布置及构成要素
将整个中段矿体划分成盘区，阶段高度50 m，矿体平面上沿走向每隔50m划分一个盘区，在矿柱中布置一条穿脉巷道；矿体垂直方向上，中段之间分为4个分段，分段高度为12.5m。
沿穿脉巷道方向，每隔30m划分一个矿块，矿块长65m、宽30 m、高为中段高度50m，矿块分为矿房和矿柱；宽度方向又分两步骤回采，一步骤回采矿房，宽度15 m，二步骤回采矿柱，宽度15m。
（二）工艺方法
1.采准和切割
采准切割工程有分段巷道、分段联络巷道、分段凿岩巷道、分段穿脉、出矿进路、切割天井、切割槽、采场回风及充填巷道等。沿矿体下盘掘进分段运输巷道，在垂直分段运输巷道方向上，在矿体内掘进穿脉巷道，穿脉巷道间距50m，穿脉端部掘回风天井；沿穿脉每隔30m划分一个矿块，一个矿块分为矿房和矿柱。
最下一个分段为出矿水平，分别在矿房和矿柱中掘进出矿进路及凿岩道；其他分段掘进凿岩道，在凿岩道端部掘切割平巷，沿切割平巷向上掘切割天井。
根据矿岩量大小，每条穿脉内布置2～3个矿石溜井，在分段运输巷道内布置2个废石溜井和2个管缆井。
炮眼布置根据岩性变化及时调整参数，一般炮眼深度2.m～2.2m，爆破采用光面、减震、弱冲爆破技术，掏槽眼为直眼掏槽，炮眼布置根、深度、角度等有关参数。选用乳化炸药，半秒延时导爆管、塑料导爆雷管一次起爆。
裝岩、排矸采用WJD-1型或WJD-2型铲运机，直接铲运至溜井，溜井下运输水平电机车循环拉送空重车辆每12车一组，将重车拉至井口。
2.回采
当切割工作完成后，便进行回采。回采前，沿凿岩道轴线方向钻上向扇形中深孔，中深孔完成后，便可进行回采工作。
采用二部采，先采矿房后采矿柱，一步采结束充填，之后进行二部采。每个盘区布置一台3m3铲运机出矿，盘区生产能力30万t/a。
采场顶部为凿岩水平，底部为拉底水平。每个采场设置两条凿岩巷道，利用原回采进路作为凿岩巷道。凿岩硐室可采用中间布置凿岩联络道，两侧布置凿岩硐室方式，硐室间留矿柱。
①采场凿岩
在凿岩平巷中采用华泰HT71凿岩台车钻凿76mm的上向扇形中深孔。采用这种打眼方式，崩落的矿石大块较少，合理控制炮孔的装药量、掌控好打眼方式和炮孔的参数。
回采前，将切割槽拉开，便于为回采提供足够的自由面，此拉槽中深孔采用排距1.0～1.4m、孔底距2.2m的凿岩参数。此后开始钻凿回采中深孔，其凿岩参数为排距2.0m，孔底距2.0～2.4m。
②采场爆破
采用乳化炸药做炮头，其直径为60mm、长度为40cm、重1.2Kg。胺油粒状炸药充填，人工装药。采用非电半秒导爆管孔底起爆，同排同段，各排分段加导爆管并联网络一次性起爆。为防止导爆管折断造成炸药拒爆，一般一个中深孔放3个雷管，各排导爆管脚线分别用胶布固定绑紧在传爆线上，再将这根传爆线并联到主传爆线上，等所有的连线完成后，退至安全地点用起爆器起爆炸药。
③采场通风
新鲜风流由斜坡道、脉外分段平巷、分段联络横巷和分段凿岩巷道进入采场，污风由切割通风上山、上分段凿岩巷道和上分段联络横巷排入上分段水平回风巷。
④采场支护
根据矿岩条件，有针对性的对巷道顶板节理裂隙比较发育的采场进行护顶。采用的支护形式主要为锚杆、长锚索及悬挂金属网联合支护。锚杆主要为树脂锚杆，其长度为1.8m～2.5m。矿山目前所常用的长锚索为预应力锚索，预设计长度为5～8m。所用金属网规格为2.0mX2.0m。
⑤采场出矿
崩下的矿石由铲运机经阶段出矿横巷、中段运输平巷倒入上盘脉外溜井，再经振动出矿机将矿石卸入运输大巷装车。
出矿底部结构采用堑沟式，每两个采场设置一套出矿底部结构。在其中一个采场一侧开凿一条贯通两侧联络道的出矿巷道，在出矿巷道向对着采场另一侧方向开凿出矿进路，出矿进路间距15m，出矿进路与出矿巷道的交角为45°。
回采出矿设备选用电动铲运机或柴油铲运机，选用WJD-3型电动铲运机或WJ-3型柴油铲运机，设备效率为30万t/台·a。为保证矿房残矿率达到要求，特配备遥控柴油铲运机，回收采场残留矿石。
采出矿石最大允许块度为500.500mm，采区溜井卸矿口需安装格筛，不合格大块进行二次破碎工作。
二、采场充填
大包庄硫铁矿矿山充填采用全尾砂胶结充填方式，加入胶结材料，经地面搅拌站双螺旋搅拌机搅拌后，顺充填管路自流进入采空区，为达到充填效果和安全要求，又兼顾经济效益，拟采用分层充填，下部结构选用（胶结剂：尾砂）比例1：4，中部选用（胶结剂：尾砂）比例1：6，上部选用（胶结剂：尾砂）比例为1：8。根据所选用的采矿方法，为了满足第11步骤采场的回采要求，第1步骤采场需胶结充填，充填体强度视采场结构参数（即充填体暴露面积）而定，一般不小于1.0MPa，而为了第11步骤采场回采时能在第1步骤采场充填体中布置出矿巷道，同时为了给底柱回采创造条件，采场底部需较高强度的胶结充填，充填体强度不小于3MPa。
空区形成后，在底部水平砌筑止浆墙，钢筋混凝土结构，墙体下中上三部分分别埋设溢水管，安装闸阀，根据充填高度变化调节闸阀放水。
三、主要技术经济指标
（一）采场生产能力
凿岩台车凿岩台效30 m/台班铲运机出矿工效果；600t/台班中深孔每米炮孔崩矿量：4.5t/m：充填站充填能力为50m3/h。为保证生产能力，整个阶段同时切割、凿岩、装药、爆破、以提高工作效率，减少采矿各工序循环周期。在每个分段的上分段凿岩巷道内向下分段充填，同时一个采场开始充填时，可以开始下一个采场的切割工作。采场长度为65m时，采矿量为14456t，采矿总循环周期26d，由于切割工序和充填工序可以同时进行，实现连续作业，采场生产能力为413d/d，一个盘区有两个采场同时进行开采，盘区生产能力为826t/d。
（）采矿主要成本
采矿贫化率：1%；采矿损失率：5%；采切比：13.5m/kt。
四、结论
大包庄硫铁矿倾斜矿体占比较大，采用合适的采矿方法开采这部分矿体将会带来巨大的经济效益和社会效益。经过全方位地综合技术经济分析，采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法开采急倾斜破碎矿体。选用的采矿方法采用脉外采准。分段巷道布置脉内，利用分段巷道作为采场凿岩、通风、充填、行人的通道，大量减少脉外工程，采准比小，成本低，且采矿准备时间较短。选用的采矿方法采用中深孔爆破。与浅孔空场法相比，中深孔高分段空场法作业条件安全、机械化程度高，回采强度大，管理简便，而且不留间柱连续回采，可大幅度降低采场存矿量，提高生产能力。该种采矿方法可在类似条件矿山推广应用。