无底柱分段崩落法在鲁地铁矿的应用

张子贞

(山东鲁地矿业投资有限公司,山东济南 250000)

无底柱分段崩落法在鲁地铁矿的应用

张子贞

(山东鲁地矿业投资有限公司,山东济南 250000)

通过选用无底柱分段崩落法采矿和对采矿参数的优化,使其在鲁地铁矿得到了应用,积累了成功经验和理论,对相邻矿山开采均有指导和借鉴作用。

无底柱 分段崩落法 应用

1 概述

2005年12月，娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿成立，隶属于山东省地质矿产勘查开发局设立的山东鲁地矿业投资有限公司，行政区属山西省太原市娄烦县盖家庄乡管辖。

2007年1月娄烦县鲁地矿业有限公司铁矿(以下简称“鲁地铁矿”)正式进行基本建设，生产规模80万t/a，服务年限15.3年，地下开采，开采标高+1660m～+1460m。

2012年12月，鲁地铁矿通过了山西省安全生产监督管理局的竣工验收，取得了山西省安全生产监督管理局颁发的安全生产许可证。

鲁地铁矿是太原市最大的铁矿地下开采企业，开采狐姑山铁矿带的一段，其走向延长达数千米，资源储量丰富。与周边相邻矿山为技术边界划分，周边相邻矿山皆为露天开采。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露为太古界吕梁群袁家村组和第四纪黄土，袁家村组岩层由泥质岩，基性火山岩和含铁岩石变质而成。

2.2 矿床特征

本区共有Ⅰ号、Ⅱ号矿体，主要分布于吕梁群袁家村组上部的碎屑沉积岩的地层中(即袁家村组含铁岩段)。矿体的顶底板为石英岩或云母石英片岩。矿体呈似层状、层状、矿体多夹层，但夹层一般不稳定。两个矿体基本平行，矿体产状与地层产状相一致，倾向北东45°、倾角30～55°，矿体厚度和延伸变化不大，属较稳定的矿体。

该矿类型为沉积变质鞍山式铁矿床。

2.3 矿石质量

鲁地铁矿为狐姑山铁矿带的一部分，矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，及少量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、褐铁矿等，其中磁铁矿含量占金属矿物的85%以上，平均品位TFe 30.55%，SFe27.48% 。脉石矿物以石英为主，少量阳起石，角闪石、铁闪石、绿泥石等。

根据选矿试验结果，磁性铁(包括具有磁性的部分赤铁矿)的回收率达95%以上，属于易选矿石。

3 采矿方法

3.1 采矿方法选择

矿区范围内为黄土丘陵，标高+1730.0m～1570.0m，地表覆盖稀疏灌木丛，无地物;矿床水文地质类型属简单类型。

根据矿体赋存条件、围岩条件及现场情况，矿体可以采用分段空场法和无底柱分段崩落法进行开采。

无底柱分段崩落法采矿法不留底柱，回采工艺简单，采切比小，采矿安全性好(因作业空间小)、灵活性大、作业好组织、机械化程度高、可采用大型现代化采矿设备、生产能力大、劳动效率高、开采成本低。

经过采矿法分析比较，适合采用无底柱分段崩落法开采。但我们应该看到无底柱分段崩落法除它优点外，也存在缺点:(1)在覆盖岩下放矿，矿石的损失率和贫化率较高，要求放矿管理严格。

(2)在独头巷道内作业，通风条件较差。

(3)掘进工作量大。

(4)矿体开采会使覆盖岩石崩落，导致地面塌陷和破坏。

(5)为使矿石回收率最大、贫化率最小和用无底柱分段崩落法达到高效采矿，有关爆破矿石和围岩自流参数的资料起着极重要的作用。

因此，我们在生产实践中要不断探索、总结经验，采取有效措施解决或克服无底柱分段崩落采矿法存在的缺点。如采取利用矿石作为覆盖层，实行低贫化放矿，可以降低矿石的损失和贫化。

3.2 采矿参数选择

无底柱分段崩落采矿方法设计的主要问题，是如何确定开采的几何要素，使尽可能满足重力自流的诸参数。我们对初步设计中的采矿参数进行了现场试验，并根据矿体赋存条件、围岩条件及现场实际，对采矿参数做了修正和优化，达到了放矿效果好、矿石均匀无大块，避免了大块二次破碎带来的安全隐患和材料消耗，提高了产量，降低了成本。（如表1）

表1 无底柱分段崩落采矿法参数一览表

4 结语

无底柱分段崩落采矿法在鲁地铁矿经过一年多的应用，生产环境安全、其放矿量大，达到了设计生产能力，经济效益十分显著，证明该采矿方法适应于鲁地铁矿的实际。我们在生产实践中积累了一定的经验和理论，对相邻矿井由露天开采转入地下开采具有指导和借鉴作用。

5 建议

无底柱崩落法具有连续回采，在覆岩下放矿，以崩落覆岩充填采空区管理地压的特点，其方法成熟、优势显著，必然会在适合其方法的采矿企业得到推广应用。随着凿岩、出矿设备的不断改进，无底柱分段崩落采矿法也会随之不断发展，提高生产能力。因此，我们应该分析把握其发展方向，有针对性地研究以下关键技术课题:(1)增大结构参数。(2)采用高效率大型设备。(3)增大一次爆破量。(4)低贫损少采掘的变形方案。(5)远程遥控生产。

[1] 中钢集团工程设计研究院有限公司(石家庄),娄烦县鲁地矿业有限公司地下开采80×104t/a(改扩建)工程初步设计,2010(9).

[2] 于润沧主编.采矿工程师手册.北京:冶金工业出版社,2009.

张子贞(1969—),男(汉族),山东枣庄人,山东鲁地矿业投资有限公司总经理助理,工程师,主要从事采矿方面的工作。