某铁矿采矿方法的选择研究

丁 一

(沈阳宇坤工程技术有限公司，辽宁 沈阳 110000)

0 引言

某铁矿矿区位于辽宁省本溪市西北部，是本溪钢铁公司的重要储备矿山。矿区地质资源/储量4 239.35×104t，为充分利用矿产资源，解决本钢铁矿石资源接续问题，需寻求经济合理的开采技术方案。

1 矿山地表环境及开采技术条件

1.1 矿山地表环境

矿山地表情况复杂，小银匠堡村和前堡村位于矿体上方，地表还有小尾矿库和私人选厂，选厂已停产，地表有农地、林地、鱼塘等。

矿区水系较发育，有两条季节性河流，为柳河上游支流，常年有流水，流向自东向西，于棉花堡子村西南部汇合后流向柳河，其中北侧银匠河在矿区北部流过。

1.2 矿山开采技术条件

矿区矿体赋存于太古界鞍山群茨沟组含铁层中，属典型的鞍山式沉积变质型铁矿床。

矿体呈厚层状走向28°，倾向NW，倾角46°～85°。控制延长1 500 m，延深大于500 m，矿量主要赋存于-10 m～-630 m，埋深约150 m。平均厚度12～19 m。

矿体上下盘围岩主要为透闪阳起岩、石英岩及片麻状花岗岩。

矿床工程地质条件、水文地质条件属简单类型，环境地质条件属中等类型。

2 采矿方法选择

2.1 方案一：全充填法开采

全部采用充填法开采，地表河流不改道。

1)采矿方法

选择空场嗣后充填法[1，2]。采场垂直矿体走向布置，间隔分为一步采场和二步采场。一步采场宽度为15 m，二步采场宽度为35 m，采场长度为矿体厚度，一步采场充填养护好后作为其相邻二步采场回采时的矿柱。采矿阶段高度60 m，分段高度15 m。每10个采场划为一个盘区，作为采场回采单元。

2)开拓排水系统

开拓系统采用竖井开拓，布置1条主井(箕斗井)、1条副井(罐笼井)和2条回风井(南、北风井)。

排水系统采用单段排水方式。在-635 m水平设置水仓、水泵房等排水设施。

3)开采顺序

上下两个阶段同时生产，开采顺序由下而上开采。

2.2 方案二：全崩落法开采

全部采用崩落法开采，地表河流改道。

1)采矿方法

选择无底柱分段崩落法。矿体水平厚度在25 m以上，进路垂直矿体走向布置，分段高度为15 m，进路间距15 m，沿矿体走向每75 m划分为一个矿块。矿体水平厚度在25 m以下，进路沿矿体走向布置，采场长度50 m，分段高度为15 m。

2)开拓排水系统

开拓系统与方案一相同，采用竖井开拓，布置1条主井(箕斗井)、1条副井(罐笼井)和2条回风井(南、北风井)。不同的是，2条回风井基建长度不同。南风井基建至-155 m，比方案一短480 m；北风井基建至-155 m，比方案一短120 m。

排水系统采用倒段排水。在-275 m(基建)、-635 m水平设置水仓、水泵房等排水设施。

3)开采顺序

开采顺序由上而下开采。

2.3 方案三：南崩落北充填开采

以北侧银匠河为界，矿区南部采用崩落法开采，北部采用充填法开采，地表河流不改道。

1)采矿方法

南部采用无底柱分段崩落法开采，其采矿方法构成要素、开采工艺与方案二相同。

北部采用空场嗣后充填法，其采矿方法构成要素、开采工艺与方案一相同。

2)开拓排水系统

开拓系统与方案二相同，采用竖井开拓，布置1条主井(箕斗井)、1条副井(罐笼井)和2条回风井(南、北风井)。

排水系统也与方案二相同，采用倒段排水。

3)开采顺序

崩落法为主要回采方式，开采顺序由上而下开采；充填法设置人工假顶，开采顺序亦为由上而下开采。

采矿方法选择方案比较见表1。

表1 采矿方法选择方案比较表

方案一矿山规模大、征地范围小、对地表影响小、综合收益好，综合考虑，推荐方案一，即采用全充填法开采方式。

3 其他地表保护措施

采用空场嗣后充填法是可以保证地表及河流安全的，矿体开采的最高开采标高为-30 m，距地表180 m，下部采用充填采矿方法是可以保护地表不受破坏的，并且，上部矿体厚度不大，经过胶结充填后，不会导致地表发生大的变形。

建议矿山在实际生产中采取以下技术措施：

1)对可能变形与沉降区域进行变形监测；

2)对村庄下面的矿体，开采时采取加大水泥比例的胶结充填；

3)优化充填技术，确保良好的充填接顶；

4)留设部分采场间柱，作为采场的有效支撑。

4 结语

地下矿山开采采矿方法选择是一项复杂的系统工程，其影响因素复杂，涉及地质因素、技术因素、经济因素、社会因素。随着国家对环境保护、社会稳定等社会因素的日益重视，地表环境是矿山采矿方法选择越来越重要的因素，甚至可以决定矿山的生存发展。