承德县某小型铁矿开采方案

韩旭东

摘 要 承德县钒钛磁铁矿多为脉状急倾斜、薄矿体、小矿体，矿山在开采过程中逐渐形成以竖井开拓、对角式通风、浅孔留矿法采矿为主的开采方式，近年来随着机械化水平不断提高，矿山生产更加高效、安全。

关键词 小型铁矿 浅孔留矿 开采方案

中图分类号：TD951 文献标识码：A

承德县矿产资源丰富，其中钒钛磁铁矿总储量近20亿吨，其中多数为脉状急倾斜、薄矿体、小矿体，矿体走向长度较短，但深部延伸较大。一般采用竖井开拓、箕斗提升方式，通风方式多采用对角抽出式，采矿方法多选用浅孔留矿法、机械装矿、机车运输。

1矿体赋存状态

以承德县某铁矿为例，该矿共赋存6条铁矿体，均属岩浆晚期贯入式铁矿床（即大庙式钒钛磁铁矿）。各矿体平均厚度2.52m-3.68m，矿体倾角68€？73€啊？筇迳舷屡涛а揖沤缜ㄎ魅豪砉底椋ˋrl）角闪斜长片麻岩，主要由角闪石、斜长石和石英组成，围岩有弱的绿泥石化和绿帘石化。角闪斜长岩为含矿围岩，矿体赋存于岩体的原生构造裂隙中。矿岩均为块状构造，矿体及围岩抗压强度为73.55Mpa-117.60Mpa，属中等坚硬矿床。矿区内小断裂构造较发育，但规模均较小，对矿体无破坏作用，其形成早，多被脉岩充填。后期构造对围岩破坏不大。岩石致密坚硬，稳固性好。按岩体工程地质分类应属坚硬完整的稳定类型，属工程地质条件较简单矿床，具有较好的开采条件。

矿区地貌形态属于中低山区，地形较缓，切割不深。矿区附近无常年性地表水流，主要含水层为第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系沉积厚度薄、储水性差；斜长岩岩石完整性好，裂隙不发育，储水性差。水的来源靠大气降水，大部分降水由地表径流排泄，少量渗入裂隙，裂隙水含水量微弱，不会发生突水事故，地下水及地表水对开采影响不大。

2矿体开采系统

该矿根据各矿体赋存状态，浅部矿体如具备平硐开拓条件即采用平硐开拓并可用于下部中段的回风；深部矿体采用竖井开拓，赋存较近几条矿体采用联合开拓。开拓竖井布置在矿体端部下盘，竖井施工到位后施工最上部中段石门，石门揭露矿体后沿矿体施工运输巷道至矿体另一端施工通风井至地表；由上至下依次施工各中段运输巷至设计位置后施工天井与上中段巷道贯通，形成完整的开拓系统。

矿山在基建期采用压入式通风，待形成完整通风系统后改为负压通风。矿体回采时，新鲜风流由平硐及竖井、斜井进入井下，经水平运输巷进入采场，冲刷工作面后，污风经人行通风天井、回风平巷、风井排出地表，形成完整的通风系统。独头巷道掘进、回采矿块采用局扇进行局部通风。

除平硐采用自流排水外井一般采用集中排水方式。在竖井最低中段布置水仓、泵房，各中段巷道保持3-5‰坡度并布置排水沟，井下汇水经排水沟汇集至水仓。如矿井涌水集中在某一中段时则采用分段排水方式，在该中段设主泵房、在最低中段另布置一套排水系统，将下部中段涌水排至主泵房，再由主泵房中的水泵排出。

3采矿方法

矿体上下盘岩石稳固性较好，在放矿过程中围岩不会自行崩落；矿石中不含硫化物，放矿时不会自燃。根据矿体赋存特点，适于采用浅孔留矿法开采。浅孔留矿法具有结构及生产工艺简单，管理方便，采准工程量小等优点。

该矿前期采用有底柱浅孔留矿法开采（图1），开采时需留设大量矿柱并且矿房底部结构复杂、成本较高，放矿漏斗经常堵塞，处理困难；运输巷道距矿体距离太近，该中段矿体采出后巷道地压较大，维护费用高；随着矿山机械化水平提高，逐渐被无底柱浅孔留矿法取代（图2）。

4回采工艺

矿体阶段开采总顺序为下行式，首先开采最上部中段，向下逐中段开采；阶段中矿块的开采顺序采用后退式，首采阶段中距中段回风天井最近矿块。

浅孔留矿法矿块参数：矿块高度等于中段高度；矿块长度40m-50m；矿块宽度等于矿体厚度；间柱宽度8m；顶柱高度4m-5m；出矿巷道间距7m。浅孔留矿法矿房回采工作包括凿岩、爆破、通风、局部放矿、撬顶平场、大量放矿和破碎大块。在矿房中采用自下而上分层回采。在每个分层中进行崩矿、通风、局部放矿、平场及撬毛等作业。分层高度2m-2.5m。回采工作面按三个梯段布置，梯段长度10m，高2m。用空场法回采矿柱。在大量出矿前，应在顶柱中间掘进小井与回风巷相通，作回采顶柱的爆破自由面。同时在顶柱范围由采场向上打1.8m—2m深炮孔，由回风巷向下打1.2m深炮孔。并由回风巷向上打好上阶段底柱中的炮孔，1m—3.0m孔深。当上阶段对应矿房同样處于敞空状态时，可先回采阶段间顶、底柱，将上下矿房崩通。

开采出的矿石由装岩机装车或由铲运机直接运至竖井下部车场，装入箕斗提升至地面。

5发展趋势

目前地下矿山采矿方法的发展方向主要是矿井机械化及采空区处理。

由于地下矿山开采属高位行业，提高矿山机械化、自动化水平，最大化的减少井下作业人员，是实现矿山本质安全化的关键所在。

随着矿山开采深度的增加、国家环保要求提高，采空区处理成为矿山需要面对的重要问题。以往当矿体采出后直接封闭采空区，不再继续处理。遗留的采空区因围岩不断冒落甚至引法地表塌陷，另外采空区积水、顶板突然大面积冒落引发的冲击波都成为安全隐患。现正在探索采用崩落上盘围岩充填采空区或使用废石、尾砂充填的可行性，一旦获得成功即消除了采空区带来的安全隐患也可减少建设废石场、尾矿库的费用，减少对周边环境的影响。