前坪鐵礦330中段東采區(qū)采礦方法選擇及礦塊采準設計

PAGEPAGE171、開采現(xiàn)狀及采礦方法存在的問題1.1開拓方式：開拓方式為豎井+斜井聯(lián)合開拓（豎井已至+280，分+380、+330、+280三個中段。豎井承擔人員上下和礦石、廢石、材料提升，斜井承擔部分礦石、廢石、材料提升及行人安全出口。單翼對角式通風系統(tǒng)，采用軸流主扇風機抽出式機械通風；1.2、采礦方法及生產(chǎn)能力：采用無底柱分段崩落法，每次爆破一排，炸藥單耗0.4公斤／噸，一次炸藥消耗量120公斤～140公斤。裝巖機裝礦，分段人力推軌道礦車出礦，年生產(chǎn)能力15萬噸。采準及探礦工程3～5個工作面，臺班1.8米，炸藥單耗18公斤／米，一次爆破炸藥消耗量35公斤～40公斤。1．1礦床開采、揭露情況投產(chǎn)以來，380中段作為首采中段分東西兩個采區(qū)組織開采，采礦方法為無底柱分段崩落法。西采區(qū)分為兩個礦塊，西1礦塊因礦體埋藏高度及距洛河河床距離過近，僅以垂直礦體走向的四條出礦進路進行單分段回采，回采已結(jié)束；西2礦塊劃分為三個分段進行回采，目前正在回采中。東采區(qū)在105勘探線以西50—60米范圍內(nèi)的上水平進行回采，中段水平作為中段底柱未采。目前330中段東采區(qū)開拓工程基本完成，且在105線西10m處拉探礦穿脈平巷（1#穿脈），1#穿脈長70余米，見礦厚度41.2m，2#穿脈平巷距1#穿脈50m，目前已掘進60m,在30m處見礦，厚度已超過20m尚未穿透礦體。1.2采礦方法存在的主要問題1）采切井巷工程成巷困難，支護比例大。由于受區(qū)域褶鄒、斷裂構造影響，礦巖及其破碎，井巷開挖后極易片幫冒頂，不得不進行錨網(wǎng)聯(lián)合支護，且支護比例過大。2）出礦進路巷道維護困難。出礦進路屬于采動巷道，在回采過程中，原錨網(wǎng)支護局部常因爆破震動而脫落，因而需重新支護，不僅增大了采礦成本，甚至因難以恢復造成部分礦石丟棄。3）炮孔成孔率過低，嚴重影響落礦質(zhì)量，造成損貧指標惡化。此乃礦石松軟破碎造成炮孔堵塞所致。4）采場通風管理困難，每一分段水平必須配備局扇加強通風，且易造成污風串聯(lián)。5）采場出礦因礦石過早貧化而嚴重影響回采率提高。這由多方面原因所致，主要有：①崩礦步距過?。看蝺H崩落一排炮孔），使放出橢球體過瘦，正面廢石過早放出，在崩礦質(zhì)量差的情況下（大塊多），因廢石流動性好，更易提前貧化。②端部出礦寬度有限，在眉線高度因上一步距爆破震動變高后更易使放出橢球體直徑度變小引起過早貧化。③采場未設廢石溜井，在采場不能配礦情況下，貧化勢必增大。當貧化增大到一定程度必須提前終止出礦，這樣也就使回采率大大降低。6）礦塊采切工程量偏大，采切比大于10m/Kt以上。在礦巖極不穩(wěn)固礦塊采切比增大，將使開采成本大幅度提高。2、330中段東采區(qū)地質(zhì)概況及礦體賦存條件礦區(qū)位于前村～前坪向斜北翼，為一單斜構造層。巖層走向E、W向S傾斜，傾角40至60°。區(qū)內(nèi)構造較發(fā)育，主要為走向EW或近于EW的褶皺和5條逆斷層。東采區(qū)位于礦區(qū)105線以西，地質(zhì)構造與礦區(qū)基本一致，礦體產(chǎn)于南溝斷層（F1）和朱家溝斷層（F2）之間，330水平礦體上下盤分別距F2斷層和F1斷層10至25m不等。礦床屬于接觸交代矽卡巖類型，礦體產(chǎn)在成礦巖體正長斑巖體與大理巖外接觸帶矽卡巖中。礦體可能屬于前坪銅礦主礦體的一部分。該礦體為透鏡狀，本采區(qū)礦體為這一透鏡體西段，走向近EW，長150余米，向西趨尖滅狀，東段最厚，達42m，向西逐漸變薄。礦體屬急傾斜，傾角大于60°。礦體頂板為透輝矽卡巖，夾石為正長斑巖，因受后期構造影響裂隙發(fā)育，巖石破碎，使圍巖堅固性大大降低，底板為正長斑巖，局部為黑云大理巖或透輝大理巖，較破碎，穩(wěn)固性極差。本采區(qū)目前礦體揭露情況：原地質(zhì)隊有兩個鉆孔（ZK1052、ZK1053）在傾向上以135—155m的間距加以揭露控制。330水平恰在兩鉆孔見礦標高中間，應該說礦體的空間位置、產(chǎn)狀等不會發(fā)生大的變動。但礦體厚度、品位及夾石情況卻與330水品兩條探礦穿脈平巷揭露的大相徑庭。地質(zhì)隊據(jù)鉆孔資料將礦體分為三個礦體（FeⅨ、FeⅩ、FeⅪ礦體），兩條夾層，礦體總厚度25.8m，夾層總厚度10m，礦石品位TFe27.43%。而330水平1#穿脈平巷見礦厚度達40m以上，2#穿脈見礦20m尚未穿透礦體。但礦化極不均勻，最高品位TFe27.44%，最低品位僅TFe9.1%，平均TFe18.89%，而鉆孔資料，若礦體與夾石混合加權平均品位TFe19.77%。礦石中伴生的Zn金屬元素達到綜合回收利用指標為Zn0.95%，伴生的銅Cu達不到綜合利用指標僅為0.08%。3、采礦方法選擇根據(jù)本采區(qū)礦體賦存條件：礦體屬于急傾斜厚礦體，礦體形態(tài)不太復雜，含夾石無法分采，盡管礦巖穩(wěn)固程度差，但圍巖可保證開鑿補償空間時不會提前崩落，礦石不結(jié)塊不自燃地表充許陷落等，選擇階段強制崩落采礦法。本方法的優(yōu)點：礦塊采切工程少，這對于礦巖松軟破碎礦體開采尤為重要；開采強度大，勞動生產(chǎn)率高；底柱礦量少，且出礦水平在階段水平，省略了分段水平出礦設備的提升搬運；采場垂直礦體走向布置能適應多種地質(zhì)條件變化，是有很大的靈活性；扒渣機出礦便于放礦管理和合理配礦，進而改善損貧指標；扒渣機出礦，設備簡單易于操作、調(diào)運和維修；設有專用進、回風道，采場通風便于管理。主要缺點：底柱巷道多，既有出礦平巷，又有出礦進路，還要在出礦進路端部上掘放礦漏斗，這樣對底部結(jié)構的穩(wěn)定性有很大影響，勢必要采取加強鋼筋砼支護，增大了開采成本。礦巖松軟破碎，炮孔易被堵塞，致落礦中深孔成孔率過低，嚴重影響落礦質(zhì)量，大塊產(chǎn)出率過高，二次破碎工作量增大，影響采場出礦效率的提高。4、礦塊采準設計1、礦塊采準布置方案①采場布置及采準運輸?shù)赖V塊采場垂直礦體走向布置。中段運輸大巷即為礦塊采準運輸?shù)?，采場出礦平巷垂直中段運輸大巷。②礦塊采準布置方案礦塊采準布置為垂直層中深孔落礦方案。礦塊采準切割工程分為三類：一為出礦水平，包括出礦平巷和出礦進路；二為受礦水平，包括放礦漏斗及塹溝平巷，三為分層鑿巖落礦水平，即在礦塊垂直方向上除出礦和受礦水平后分成若干層鑿巖水平，在每一分層水平布置鑿巖平巷、切割橫巷與切割天井。受礦水平采用中深孔小補償空間擠壓爆破落礦；分層鑿巖水平首次爆破（礦塊東端）為中深孔切割槽落礦，以后各次爆破則采用中深孔側(cè)向擠壓爆破落礦。礦塊底部結(jié)構形式，礦塊底部結(jié)構為扒渣機出礦漏斗。2、礦塊結(jié)構要素及其參數(shù)礦塊沿礦體走向長70m，寬為礦體厚度40—25m，高為中段高度50m，礦塊底柱5m（出礦平巷底板至塹溝平巷底板）。塹溝水平鑿巖分層高度6m；分層鑿巖水平分層高度13m。采場垂直礦體走向布置，采場間距16—18m，即一條出礦平巷擔負的出礦寬度。在出礦平巷兩側(cè)分別以40°的夾角交錯布置出礦進路平巷，出礦進路間距7—8m，進路長7.5m—7.0m，在其端部布置出礦漏斗，漏斗頸高5m，于受礦水平相互貫通，即為塹溝平巷。在塹溝平巷內(nèi)根據(jù)礦體厚度不同布置1至2條垂直塹溝方向的切割槽（由切割橫巷和切割天井形成）。為保護底部桃形礦柱，切割橫巷底板較塹溝底板抬高1m。上部各分層鑿巖平巷沿礦體走向布置在礦體中間，切割槽布置在礦塊東部邊界處，由垂直礦體走向的切割平巷和布置在礦體上下盤的兩條切割天井組成。為解決各鑿巖水平通風，在2#、3#采場中部布置一條貫穿各水平的階梯狀天井。3、天井本礦塊共布置一條天井，兼作行人、鑿巖設備及材料提升和回風使用，為礦塊采準的主干工程。人行設備回風井位于礦塊西端礦體上盤圍巖中，結(jié)構為階段狀，即自下而上施工時每一分層向西位移3m，380水平與380中段最西一穿平巷貫通，每一分層均布置穿脈平巷，一是作為各分層人行聯(lián)絡巷，二是對礦體進行二次圈定。4、通風系統(tǒng)各鑿巖水平通風在上面“2”中已作了布置。這里主要是指出礦水平通風系統(tǒng)，新鮮風自330中段運輸大巷進入各出礦平巷，污風自上盤回風聯(lián)絡道、回風天井經(jīng)380水平回風道由主風機排出地表。5、采切工程斷面規(guī)格及工程量（以礦塊采準設計施工圖為準）eq\o\ac(○,1)采準運輸?shù)?，?30中段運輸大巷70m，已施工。eq\o\ac(○,2)回風聯(lián)絡巷寬2.0m×高2.0m，工程量60m。eq\o\ac(○,3)人行材料回風井寬2.0m×高2.0m，工程量50m。eq\o\ac(○,4)出礦平巷寬2.5m×高2.6m，工程量250m，已施工120m。eq\o\ac(○,5)出礦進路寬2.5m×高2.6m，工程量295m,8.2m/條×36條。eq\o\ac(○,6)放礦漏斗直徑2.5m工程量180m，5m/個×36條。eq\o\ac(○,7)335水平塹溝平巷寬2.5m×高2.6m，工程量240m,共8條。eq\o\ac(○,8)335水平切割平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量108m，厚超過30m拉兩條切割槽。eq\o\ac(○,9)335水平切割天井，長2.5m×寬2.0m，工程量30m，5m/條×6條。eq\o\ac(○,10)341水平鑿巖平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量74m。eq\o\ac(○,11)341水平切割平巷，長2.5m×寬2.6m，工程量45m。eq\o\ac(○,12)341水平切割天井寬2.5m×高2.0m，工程量30m，10m/條×3條。eq\o\ac(○,13)341水平中間回風井，邊長2.0m，工程量20m，10m/條×2條。eq\o\ac(○,14)341水平西穿脈平巷寬2.5m×高2.6m，工程量30m，脈外2.0m×2.0m。eq\o\ac(○,15)354水平鑿巖平巷寬2.5m×高2.6m，工程量75m。eq\o\ac(○,16)354水平切割平巷寬2.5m×高2.6m，工程量35m。eq\o\ac(○,17)354水平切割天井，長2.5m×寬2.0m，工程量20m。eq\o\ac(○,18)354水平中間回風井，邊長2.0m，工程量20m。eq\o\ac(○,19)354水平西穿脈平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量35m。eq\o\ac(○,20)367水平鑿巖平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量75m。eq\o\ac(○,21)367水平切割平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量28m。eq\o\ac(○,22)367水平切割天井，長2.5m×寬2.0m，工程量20m。eq\o\ac(○,23)367水平西穿脈平巷，寬2.5m×高2.6m，工程量30m。6、施工順序及施工進度計劃總體施工順序是自東向西，由下而上，采準主干工程優(yōu)先?？砂才湃齻€施工隊同時施工，其施工作業(yè)面以eq\o\ac(○,Ⅰ)eq\o\ac(○,Ⅱ)eq\o\ac(○,Ⅲ)代碼表示，若施工組織困難，只能安排一個或二個施工隊，則以代碼序號順序安排。eq\o\ac(○,Ⅰ)4#采場330水平68m,工期1.5個月→出礦進路60m放礦漏斗40m104m工期1.0個月→335水平塹溝平巷50m切割工程23m73m工期1.0個月→三鑿巖水平鑿巖平巷54m西穿脈平巷90m144m工期2個月，總工程量389m，工期5.5個月。eq\o\ac(○,Ⅱ)1#采場330水平130m，工期2個月→335水平116m工期1個月→三層鑿巖水平鑿巖平巷60m切槽工程185m245米，工期2個月，總工程量561m,工期6個月。eq\o\ac(○,Ⅲ)2#、3#采場330水平164m，工期2個月→335174m工期1.3個月→三層鑿巖水平鑿巖平巷100m中間回風井30m130米，工期1.5個月→，總工程量676m,工期6個月。5、主要技術經(jīng)濟指標計算1、采切比采切工程量為1821m。礦塊礦量以水平斷面法估算為30.52萬噸，底柱礦量3.80萬噸，礦塊采準礦量為26.72萬噸，則采切比為6.8m/Kt。2、貧化率無論是地質(zhì)隊的鉆孔資料，還是330水平穿脈對礦體揭露情況，該塊段開采均無法分采而必須混采。若混采，據(jù)地質(zhì)隊鉆孔資料計算，一次貧化率高達38.8%，在考慮回采過程中的二次貧化率以10%計算，則采出礦石品位僅15.11%，按穿脈揭露資料，貧化率以10%計算，采出礦石品位僅為16.99%。為保證采出礦石品位達到20%，出礦過程中應分裝分運，合理配礦，而當出礦品位低于15%截止品位時應當作廢石排棄，出礦品位在15—18%的放礦漏斗的礦石應與大于20%的漏斗搭配，確保輸出礦石品位達到20%以上。3、礦塊礦石回采率由于混采，又要保證出礦品位大于20%，因此礦石回采率不好計算，現(xiàn)只能以混采礦量用類此法確定。回采率定位70%。4、礦塊日生產(chǎn)能力300噸。5、千噸礦石生產(chǎn)工人勞動力消耗80個工班，功效為12.5t/工班，其中：采切井巷工程施工45個工班（包括掘進與支護），鑿巖落礦15個工班（包括中深孔鑿巖與爆破），扒渣機出礦20個工班（包括裝運與二次爆破）。6、炸藥消耗0.6Kg/T，其中一次爆破消耗0.45Kg/T，二次爆破消耗0.15Kg/T。6、存在的主要問題及對策1、成巷困難，巷道支護量大。由于礦巖松軟破碎，采切工程掘進施工中極易片幫冒頂，不得不進行大量的錨網(wǎng)支護，而且在工程服務期內(nèi)還需不斷進行加固維修。對策是巷道掘進施工推廣應用控制爆破法（光面爆破、預裂爆破）開挖。控制爆破法較普通爆破法施工費用雖有所提高，但支護費用可大幅度降低，更