對敦德鐵礦開采方法及設備選型的研究與探討

第第頁對敦德鐵礦開采方法及設備選型的研究與探討摘要：本文結(jié)合敦德鐵礦礦區(qū)的實際情況，在投入少量設備，降低礦石成本，提高企業(yè)的效益的前提下，提出了適宜的采礦方法和設備選型，以供類似礦山借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵礦；開采方法；構(gòu)成要素

中圖分類號：TD文獻標識碼：A文章編號：1009-914x（2014）32-01-01

一、工程概況

敦德鐵礦礦區(qū)位于和靜縣西北40°方向，行政區(qū)劃隸屬和靜縣管轄。敦德鐵礦礦區(qū)由多個礦體組成，主要為4號礦體，礦體總體走向均為北東南西向，礦區(qū)鐵礦體在地表可見露頭三處，分布于礦區(qū)西部及中部，長約53～70m左右，寬8～20m，礦體傾角較陡，屬于急傾斜礦體。現(xiàn)普查工作主要針對Fe4號鐵礦，并施工了深部勘探工程，故本文主要針對Fe4號鐵礦進行開采方法及設備選型的研究。

Fe4號礦體分布于7～10勘探線之間，傾角55°～75°，傾向13～53°之間。Fe4號礦體最大厚度90m，最小3.3m，平均72.3m。礦體圍巖主要是灰綠色凝灰?guī)r、硅化凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r，礦體與圍巖界線明顯，礦體中常見圍巖夾層。礦石和圍巖硬度較堅硬，斷裂構(gòu)造對礦體和圍巖破壞不大。

二、采礦方法的選擇

2.1、采礦方法選擇的原則

（1）選取的采礦方法必須與礦體的賦存條件相適應，與生產(chǎn)規(guī)模相適應；

（2）選取的采礦方法的采準、回采、出礦作業(yè)必須與采礦設備機械化、高效化相適應；

（3）選取的采礦方法必須有利于礦石回收和減少廢石混入；

（4）選取的采礦方法必須結(jié)構(gòu)簡單，采準工作量小，作業(yè)安全。

2.2、采礦方法的確定

基于上述原則，根據(jù)敦德鐵礦礦體賦存條件及產(chǎn)狀特點，可行的采礦方法有無底柱分段崩落法、分段空場法。與無底柱分段崩落法相比，分段空場法采準工程量大，回采作業(yè)分兩步進行，先采礦房，后采礦柱，工序復雜，其中礦柱礦量占階段礦量30%～40%，回收率低，只有50%～60%，而且礦柱回收在技術(shù)上和操作上難度大。

無底柱分段崩落采礦方法是目前國內(nèi)外大中型坑內(nèi)礦應用最廣泛的一種采礦方法，如梅山鐵礦、張家洼鐵礦、鏡鐵山鐵礦、程潮鐵礦、板石溝鐵礦、杏山鐵礦、羅河鐵礦、北銘河鐵礦等都采用這種采礦方法。我國80%的地下礦都采用無底柱分段崩落法。無底柱分段崩落采礦方法具有礦塊結(jié)構(gòu)和回采工藝簡單，作業(yè)安全，可以實現(xiàn)設備機械化、高效化，確保礦山規(guī)模實現(xiàn)的優(yōu)點，缺點是回采進路通風效果差。

敦德鐵礦井下開采最終推薦采用無底柱分段崩落采礦方法進行礦石回采。

2.3、采礦方法的構(gòu)成要素

目前世界坑內(nèi)采礦業(yè)發(fā)展趨勢是設備大型化、高效化、自動化、結(jié)構(gòu)參數(shù)大型化，以提高勞動生產(chǎn)率，并進行加大分段高度和進路間距的生產(chǎn)嘗試，效果明顯。如梅山鐵礦的采場結(jié)構(gòu)參數(shù)為15m×20m（分段高×進路間距），程潮鐵礦為17.5m×15m，杏山鐵礦為15m×20m，眼前山鐵礦為18m×20m，弓長嶺井下鐵礦為15m×20m，鏡鐵山鐵礦為15m×18m。

影響分段高度主要有兩個方面，一是鑿巖設備有效鉆進深度，二是礦體厚度和傾角。在滿足鑿巖設備要求的前提下，加大分段高度，可以減少采準工程量，提高爆破量，充分發(fā)揮采礦設備效率。

敦德鐵礦3788m以上礦體傾角陡，厚度大，平均達到72.3m，適于加大分段高度，而引進的進口鑿巖臺車，鉆孔深度可達38m。根據(jù)梅山鐵礦的生產(chǎn)實踐證實，加大無底柱分段高度和進路間距是有利的，15.5m與10m分段高度相比，可減少采準工程量35%。

基于上述，根據(jù)敦德鐵礦礦體賦存條件，采用無底柱分段崩落采礦方法。當?shù)V體厚度大于20m時，垂直走向布置進路，小于20m時沿走向布置進路。進路聯(lián)絡巷距礦體下盤10m左右，溜井距進路聯(lián)絡巷9m左右。

3788m～3912m之間礦體厚度較大，結(jié)合礦體賦存條件，采用垂直礦體走向布置進路方式。礦塊構(gòu)成要素為：分段高度15.5m，進路間距18m，每5～6條進路構(gòu)成一個礦塊，每個礦塊布置一條礦石溜井，每兩個礦塊布置一條巖石溜井，另外，在每個分段礦體下盤脈外8～10m處布置一條脈外聯(lián)絡道，把所有進路、溜井和天井連接起來，作為出礦、通風、設備的聯(lián)絡通道，采區(qū)斜坡道亦與每個分段的脈外聯(lián)絡道相通。千噸采準比為3.6m/kt，礦石回收率85%，廢石混入率17%。全礦平均地質(zhì)品位TFe38.50%，Zn平均含量1.21%；圍巖夾石品位：TFe平均品位3.88%，Zn平均含量0.32%；采出礦石品位為TFe：32.61%，Zn：1.06%。

對敦德鐵礦3788m～3568m水平之間礦體開采，可根據(jù)進一步地質(zhì)勘探情況進行采礦方法參數(shù)的優(yōu)化，對新的地質(zhì)情況提出更加合理的礦塊構(gòu)成要素。敦

三、回采工作的選擇

3.1、鑿巖爆破工作

德鐵礦3788m水平以上礦體采用無底柱分段崩落法，礦山一期年生產(chǎn)礦石最大300萬t，二期年生產(chǎn)礦石500萬t。依據(jù)采礦結(jié)構(gòu)參數(shù)，回采鑿巖設備采用阿特拉斯生產(chǎn)Simba1354鑿巖臺車。該鑿巖臺車配備COP1838HE鑿巖機，釬頭直徑Φ76mm，鉆孔直徑Φ78mm，鑿巖效率考慮高山礦床開采適當降低為4.5萬m/臺.a。

在回采進路中炮孔按扇形布置，最小抵抗線1.4～1.6m，孔底距1.5～2.0m，邊孔角50°～60°，炮孔排距1.4～1.6m，每米炮孔崩礦量9t。裝藥爆破采用BQF-100型裝藥器?；夭杀泼刻彀装喟嗄┻M行，爆破時要做好警戒，嚴格按規(guī)定時間進行，爆破后要加強工作面的通風，以保證安全生產(chǎn)。

一期（300萬t/a）設備：每班所需鑿巖米數(shù)：3066.7/9×1.1=374.8m/班；每年所需鑿巖量：374.8m/班×3×300=33.74萬m；所需鑿巖機數(shù)：33.74/4.5=7.49臺，取8臺。

二期（500萬t/a）設備：每班所需鑿巖米數(shù)：5111.11/9×1.1=624.7m/班；每年所需鑿巖量：624.7m/班×3×300=56.22萬m；所需鑿巖機數(shù)：56.22/4.5=12.5臺，取13臺。

3.2、出礦工作

為保證一期300萬t/a、二期500萬t/a礦石規(guī)模的實現(xiàn)，本次回采出礦設備采用LH514E電動鏟運機（6m3）電動鏟運機和LH514柴油鏟運機，鏟運機臺年效率取56萬t。LH514柴油鏟運機一方面做為回采設備使用，另一方面做為電動鏟運機牽引設備使用。

一期需用鏟運機臺數(shù)計算：276萬t/a÷56萬t/臺?a=4.9臺，取5臺。二期需用鏟運機臺數(shù)計算：460萬t/a÷56萬t/臺?a=8.2臺，取9臺。

3.3、主要設備

3788m以上礦體一期設備主要回采設備如下：8臺Simba1354鑿巖臺車；5臺LH514E電動鏟運機；1臺LH514柴油鏟運機；3臺BQF-100裝藥器，其中1臺備用；20臺JK58-1No4.5局扇，其中5臺備用。

二期設備主要回采設備如下：13臺Simba1354鑿巖臺車；9臺LH514E電動鏟運機；1臺LH514柴油鏟運機；3臺BQF-100裝藥器；其中1臺備用；32臺JK58-1No4.5局扇，其中8臺備用。

四、結(jié)束語

綜合以上分析，認為該礦應用無底柱分段崩落采礦方法進行礦石回采具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)