陳臺溝鐵礦技術(shù)說明

1、陳臺溝鐵礦采選工程技術(shù)說明一、項目特點1.1礦區(qū)地表環(huán)境特點礦區(qū)緊鄰城區(qū)，地表分布有大量工業(yè)設(shè)施、公路、村莊等建構(gòu)筑 物和農(nóng)田。礦區(qū)距鞍千公路1km，其間有鄉(xiāng)村公路相通，環(huán)市鐵路從 礦區(qū)西側(cè)1km處通過，礦區(qū)西側(cè)礦權(quán)外即為鞍山市高科技園區(qū) 緊 鄰激光園區(qū)，區(qū)外北側(cè)為齊大山鐵礦等工業(yè)設(shè)施，區(qū)內(nèi)西北角有調(diào)軍 臺選礦廠，東部有從南向北的公路穿過礦區(qū)，東側(cè)有正在開采的徐東 溝露天礦,東南側(cè)有鞍千選場和徐東溝運往鞍千選場運輸皮帶廊,再 往東為千山風(fēng)景區(qū)，向南為鞍山烈士陵園和千山鎮(zhèn)；區(qū)內(nèi)還有鞍山鋼 鐵公司的油庫和炸藥庫等工業(yè)設(shè)施和陳臺溝村等民用設(shè)施。礦區(qū)范圍較小，加之存在地表建構(gòu)筑物，較近的地表只有陳臺

2、溝等較小的山溝，周邊無法找到儲存全部尾礦的山溝或平地作為尾礦 庫。另外，礦區(qū)附近無法尋找到滿足礦山生產(chǎn)需要的炸藥庫庫址。區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，于礦區(qū)東部有一條小河為沙河上游支流，常 年流水，流向由南至北。1.2資源賦存特點（1）礦體埋藏深而且傾角陡陳臺溝鐵礦礦體主要賦存在距地表900m以下。主要礦體Fe1礦 體目前控制標(biāo)高-803-1670m。礦體呈厚層狀，總體走向330左右， 傾向北東，傾角6875。礦體厚度為77.85272.61m,平均為 162.09m。地溫很可能較高該礦床埋藏比較深，礦量基本賦存在地表900m以下，雖然礦區(qū) 仍未開展地溫測量，但根據(jù)一般地溫增溫梯度，(地殼的近似平均地 熱梯

3、度是每千米25C)和其他深井礦山實測地溫數(shù)值，-1200m水平 巖石溫度可能達35C左右，隨著開采深度的增加，地溫將進一步上 升。開采過程中很可能存在熱害問題。地?zé)帷⒓由峡諝饨^熱壓縮散熱、 爆破散熱、機電設(shè)備散熱以及人體散熱等可能將給礦山生產(chǎn)帶來危 害。地應(yīng)力可能較大礦體主要賦存于太古界鞍山群櫻桃園巖組綠泥石英片巖中，埋藏 深度900m以上，最深可能達2000m以上。靜壓力和地殼運動等構(gòu)成 地下巖石原巖應(yīng)力，礦體所處位置決定了原巖應(yīng)力將較高。雖然目前 沒有礦體所處層位的原巖應(yīng)力資料，但該層位處于高應(yīng)力區(qū)是可以肯 定的。另外，隨著開采活動的進行，將加劇應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生和巖 爆的發(fā)生可能。高應(yīng)力

4、的存在，隨著采礦活動的進行，造成對地下空間受力狀況 的改變，巖爆等現(xiàn)象將很可能出現(xiàn)，必須提前重視未來可能出現(xiàn)的相 關(guān)災(zāi)害研究和防范。1.3勘查狀況同樣，由于礦床埋藏深，礦體傾角較陡，到目前為止已施工23 個鉆孔，只有8個鉆孔穿過主要礦體 且其中只有2個勘探線的5個 鉆孔(ZK3、ZK7、ZK10、ZK14和ZK19)屬于礦權(quán)范圍內(nèi)鉆孔，同時，其中的2個鉆孔(ZK14和ZK19 )終孔位置偏離勘探線超過200m,最多達360.79m?？碧叫Ч唾|(zhì)量顯然很不好。限于目前勘探使用的鉆機 性能、鉆進技術(shù)方法和鉆孔井內(nèi)測量設(shè)備性能，僅采用地表鉆孔探礦， 要完全達到開采設(shè)計要求是不現(xiàn)實的。另外，現(xiàn)有的勘探

5、方式也不利于其他許多重要勘查研究工作的展 開。二、采礦方法選擇根據(jù)礦床賦存條件、地表建構(gòu)筑物和水系的分布情況，推薦大直 徑深孔空場嗣后充填法和分段空場嗣后充填法Fe1礦體為礦區(qū)內(nèi)最 主要的鐵礦體，貫穿全區(qū)，規(guī)模較大，礦體厚度為77.85272.61m, 平均為162.09m,采用采用大直徑深孔空場嗣后充填法；Fe2和Fe3 礦體位于Fe1礦體下盤，規(guī)模較小，礦體厚度較小，平均厚度小于 50m,采用分段空場嗣后充填法。采礦方法選擇依據(jù)如下：根據(jù)普查報告提供的資料，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD統(tǒng)計結(jié)果， 總的來說巖石質(zhì)量多為中等的，巖體中等完整。但是，深度800m以 下，除個別孔(ZK6、ZK10、ZK12

6、存在巖性為綠泥石英片巖、綠泥千 枚巖的破碎地段)外，巖石質(zhì)量多為好的和極好的，巖體完整或較完 整。調(diào)軍臺選礦廠在陳臺溝鐵礦西北側(cè)，距離礦體邊界較近； 礦區(qū)水系較發(fā)育，礦區(qū)東部有一條小河，常年流水；礦區(qū)地表還有村 莊、農(nóng)田和林地等。礦區(qū)地表的建構(gòu)筑物、河流、農(nóng)田、林地等都需 要保護，礦區(qū)地表也沒有合適的地方建設(shè)尾礦庫，尾礦必須充填井下, 所以必須采用充填法開采。礦體埋藏較深，F(xiàn)e1主礦體埋藏于地表以下8001800m, 巖體完整性好，該礦床可能有巖爆傾向。對于有巖爆傾向的礦床，采 用充填法開采，及時對空區(qū)進行充填，能減少巖爆發(fā)生的頻率和降低 巖爆的破壞程度。深井礦床一般為熱害高溫礦床，采后及時充

7、填空區(qū)，既可 隔絕采空區(qū)的熱源，又可減少采空區(qū)漏風(fēng),提高風(fēng)量的利用率，從而 達到降溫的目的。該礦資源量大，但品位相對不高，只有采用高效率的采礦 方法，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，才能有較好的效益。大直徑深孔空場嗣后充 填法和分段空場嗣后充填法效率高，可以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。該礦屬深埋礦床，高溫和高地應(yīng)力使該礦床開采環(huán)境惡化， 應(yīng)該提高礦山開采的自動化水平，減少人員。大直徑深孔空場嗣后充 填法和分段空場嗣后充填法有條件提高自動化水平，甚至部分實現(xiàn)無 人自動化采礦。三、采礦方法概述(1)大直徑深孔空場嗣后充填法當(dāng)?shù)V體厚度大于70m時采用此采礦方法。將礦體劃分為盤區(qū)，以 盤區(qū)為回采單元組織生產(chǎn)。在礦體厚度小于100

8、m時，沿礦體走向每 200m劃分盤區(qū)，盤區(qū)長200m,寬為礦體厚度。當(dāng)?shù)V體厚度大于100 120m時，沿礦體走向和垂直礦體劃分盤區(qū)，盤區(qū)長仍為200m,寬80-100m。在礦體下盤布置沿脈巷道，上盤布置回風(fēng)巷道。每個盤區(qū)沿礦 體走向劃分為12個采場，采場垂直礦體走向布置，采場寬為1617m。 采場高度初期為60m,達產(chǎn)后逐步過渡到120m。鑿巖采用潛孔鉆機鑿下向平行炮孔，鉆孔直徑165mm。采用乳 化油炸藥和非電導(dǎo)爆起爆系統(tǒng)，由下而上梯段式分段側(cè)向崩礦。爆下 的礦石用25t電動鏟運機集中在采場底部出礦。待一個采場礦石全部 采出后，集中充填。第一步采場采用膠結(jié)充填，第二步采場采用非膠 結(jié)充填。(

9、2)分段空場嗣后充填法將礦體劃分為盤區(qū)，以盤區(qū)為回采單元組織生產(chǎn)。沿礦體走向每 200m劃分為一個盤區(qū)，盤區(qū)長200m,寬為礦體厚度。每個盤區(qū)沿走 向劃分為12個采場，采場垂直礦體走向布置，采場長為礦體厚度， 采場寬為1617m,采場高度為中段高度，即60m。鑿巖采用中深孔鑿巖臺車在分段鑿巖巷道內(nèi)鑿上向扇形炮孔。爆 下的礦石用LH625E型電動鏟運機集中在采場底部出礦。采場殘留礦 石采用遙控鏟運機回收。待礦房礦石全部出完后,集中一次膠結(jié)充填， 礦柱用回采礦房的方式進行回采出礦，回采結(jié)束后采用非膠結(jié)充填。充填材料為選礦廠全尾砂，選廠產(chǎn)出的濕式尾砂通過濃密機濃縮 制備，膠結(jié)材料為普通硅酸鹽水泥。根

10、據(jù)采礦方法對充填工藝的要求，充填系統(tǒng)應(yīng)具備制備兩種料漿 的能力，即加膠凝材料和不加膠凝材料的兩種充填料漿。充填料漿濃 度暫按72%計算。全尾砂日平均用量27978t （干量），選礦廠產(chǎn)出的濕式尾砂量約27581t,可全部用于充填，基本平衡，充填料不足時可以用拋廢干尾砂作為補充。充填設(shè)施主要包括地面充填制備站、充填鉆孔和輸送管路等設(shè) 施。充填料漿在地面制備站制成符合充填工藝要求的充填料漿后，通 過充填管路自流輸送至井下，再經(jīng)充填平巷、充填鉆孔充填采空區(qū)。在礦體下盤地表工業(yè)場地附近建一座充填攪拌站。四、碎磨工藝流程說明選礦廠的破碎與磨礦作業(yè)在選礦工藝中是不可缺少的重要組成 部分，是后續(xù)選別作業(yè)提高

11、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的前提條件。目前，國內(nèi)外 大型、超大型礦山的碎磨工藝主要有兩種：一種是“常規(guī)三段一閉路 碎礦+球磨”的碎磨工藝，另一種是“半自磨（自磨）+球磨”的碎磨 工藝。近些年在鐵礦及有色金屬選廠正推廣使用一種“新型三段一閉 路碎礦+球磨”的碎磨工藝，即在“常規(guī)三段一閉路碎礦球磨”的碎 磨工藝的基礎(chǔ)上，采用高壓輥磨機作為細碎設(shè)備,中碎設(shè)閉路，在強 化中碎作業(yè)的同時最大限度發(fā)揮高壓輥磨機作為超細碎設(shè)備的功能。 目的是為了降低后續(xù)球磨機的給礦粒度，減少整個系統(tǒng)的能耗，在“常 規(guī)三段一閉路碎礦+磨礦”流程的基礎(chǔ)上更能體現(xiàn)“多碎少磨”的節(jié) 能理念，從而全面提升選礦廠的經(jīng)濟效益。高壓輥磨機是近20年發(fā)展

12、起來的新型粉碎機械，目前已成功地 應(yīng)用于鐵礦、金剛石和石灰石等選礦廠。我國的馬鞍山鋼鐵集團公司 南山鐵礦已成功地應(yīng)用高壓輥磨機數(shù)年，正在建設(shè)的谷家臺鐵礦項目 也采用高壓輥磨機作為細碎破碎設(shè)備。與常規(guī)破碎機相比，此設(shè)備主 要優(yōu)點為：單位礦石（碎磨系統(tǒng)）耗電量低、單臺處理能力大、設(shè)備 運轉(zhuǎn)率高。具體闡述如下：單位礦石（碎磨系統(tǒng)）耗電量低。主要表現(xiàn)為磨機給礦粒度 減小、磨機給礦中細粒級（-0.074mm）含量增加、磨礦功指數(shù)降低。 因高壓輥磨機采用擠滿給料和封閉空間內(nèi)的料層粉碎原理，在峰值達 50MPa以上壓力的作用下，使料層內(nèi)顆粒產(chǎn)生位移、壓實、出現(xiàn)微裂 紋和粉碎等，使物料可磨性得到改善，即磨礦功

13、指數(shù)降低，從而降低 了球磨機的裝機功率。細碎采用高壓輥磨機與濕式篩分形成閉路，其 最終碎礦產(chǎn)品粒度可以達到-3mm或更低，在此粒級下，對于磁性鐵 礦石，通過粗磁選可以拋棄大量的合格尾礦，大大降低入磨礦石粒度 和入磨量，同時產(chǎn)出的粗粒級尾礦無需濃縮，經(jīng)脫水篩脫水后即可通 過帶式輸送機運輸，進行干堆。由于高壓輥磨機產(chǎn)品粒度減小且 -0.074mm含量的增加，從而減小了球磨機的體積和裝機功率。根據(jù) 同類選礦廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，本次設(shè)計高壓輥磨機閉路產(chǎn)品的粒級設(shè)定為 -3mm（ P80 約為 1.0mm）。單機產(chǎn)量高、設(shè)備運轉(zhuǎn)率高（可與球磨機同一個工作制度進 行生產(chǎn)）。目前最大規(guī)格設(shè)備的處理能力約3000t

14、/h以上，相當(dāng)于4 臺最大規(guī)格的常規(guī)細碎破碎機的處理量。因此對于大型礦山來說，單 機產(chǎn)量高意味著設(shè)備總臺數(shù)減少，廠房占地面積減小、地基費用低、 配置簡單且易于管理。設(shè)備運轉(zhuǎn)率高意味著設(shè)備日或年處理量大。物料的適應(yīng)性好。與常規(guī)細碎設(shè)備相比主要體現(xiàn)在相同的產(chǎn) 品粒度下高壓輥磨機給礦粒度范圍大，破碎比大;與半自磨機（自磨 機）相比高壓輥磨機對礦石硬度適應(yīng)性強。高壓輥磨機的主要缺點為擠壓后的產(chǎn)品需進行打散才能進行有 效地篩分；在處理含泥含水量高的礦石時，可能會對破碎效果產(chǎn)生不 利影響。本設(shè)計采用濕式篩分，篩分過程中篩面沖洗水能夠有效實現(xiàn) 高壓輥磨機擠壓產(chǎn)品的打散。根據(jù)同類礦石試驗結(jié)果，高壓輥磨機產(chǎn)品在

15、磨礦作業(yè)的功指數(shù)只 為標(biāo)準(zhǔn)磨礦功指數(shù)的80%85% （即，降低15%20%）。本次設(shè)計，高 壓輥磨機產(chǎn)品的磨礦功指數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)功指數(shù)的85%計（標(biāo)準(zhǔn)功指數(shù)設(shè)定 為 15.3kWh/t）。從技術(shù)經(jīng)濟角度綜合考慮高壓輥磨機給礦粒度和產(chǎn)品粒度之間 的關(guān)系，以及中碎破碎機產(chǎn)品的特點，本次設(shè)計在強化中碎和閉路篩 分的基礎(chǔ)上，中碎閉路產(chǎn)品粒度（即高壓輥磨機的給礦粒度）設(shè)定為 350mm。同時磁鐵礦石在中碎產(chǎn)品后采用干式拋尾方式拋棄部分廢 石及品位低的圍巖，能夠有效的提高后續(xù)作業(yè)入選礦石的品位?！鞍胱阅ィㄗ阅ィ?球磨”碎磨工藝的主要優(yōu)勢表現(xiàn)為:該工藝 “以碎代磨”能接受較大的給礦粒度（最大粒度一般為200350mm）, 取代中、細碎及篩分作業(yè)，簡化了工藝流程，占地面積小，減少生產(chǎn) 環(huán)節(jié)和粉塵污染；該工藝的主要缺點是：電耗一般比常規(guī)碎磨高；對 給礦性質(zhì)