冀東小型鐵礦山開(kāi)發(fā)利用方案研究

第第頁(yè)冀東小型鐵礦山開(kāi)發(fā)利用方案研究摘要：以冀東典型礦床為例，在分析礦體開(kāi)采技術(shù)條件的根底上，對(duì)礦山的開(kāi)拓系統(tǒng)、采礦方法、生產(chǎn)規(guī)模等進(jìn)展了確定，為今后礦體開(kāi)采提供參考。

關(guān)鍵詞：冀東小型礦山開(kāi)發(fā)利用方案生態(tài)環(huán)境治理

中圖分類(lèi)號(hào)：TD951文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16748X（）05（c）011002

1礦體特征與開(kāi)采技術(shù)條件

1.1礦體特征

某小型鐵礦礦區(qū)范圍內(nèi)礦體呈層狀分布在遷西群上川組黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖中。礦區(qū)范圍內(nèi)包括M1、M2兩條礦體。M1礦體受F1斷層的影響分為兩段，F(xiàn)1斷層以北地表出露礦體長(zhǎng)360m，工程控制長(zhǎng)300m，礦體厚1.00至15.03m，礦體走向350°，傾向南西，傾角75～87°，局部有反傾現(xiàn)象；F1斷層以南礦體出露長(zhǎng)度約145m。M2礦體位于渠子地采區(qū)，地表斷續(xù)出露長(zhǎng)580m，南部延出礦界，到達(dá)工業(yè)指標(biāo)的礦體長(zhǎng)度380m，礦體厚度不夠1m地段長(zhǎng)度為200m。工程控制長(zhǎng)320m，礦體厚1.00～9.90m，平均厚2.60m，礦體走向330°，傾向南西，傾角70～75°。

礦區(qū)范圍內(nèi)求得保有資源儲(chǔ)量（122b+332+333）77萬(wàn)t，平均品位TFe28.95%，mFe24.07%；其中控制的經(jīng)濟(jì)根底儲(chǔ)量（122b）59萬(wàn)t，平均品位TFe28.11%，mFe22.94%；控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）11.9萬(wàn)t，平均品位TFe32.94%，mFe28.77%；推斷內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）6.1萬(wàn)t，平均品位TFe29.18%，mFe23.64%。

1.2開(kāi)采技術(shù)條件

礦區(qū)位于燕山南麓低山丘陵區(qū)，海拔標(biāo)高一般193～365m，相對(duì)高差172m，區(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高185m。區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于第四紀(jì)洪積含水層、風(fēng)化裂隙含水帶、構(gòu)造裂隙含水帶。主要含水層為構(gòu)造裂隙脈狀水，礦坑涌水量為5～40t/h，單位涌水量為0.07～0.22L/s?m，富水性為弱至中等。礦床水文地質(zhì)條件屬中等類(lèi)型。

礦石為磁鐵石英巖，具致密堅(jiān)硬的特點(diǎn)，其抗壓強(qiáng)度607～1072MPa，抗剪強(qiáng)度145～169MPa，抗拉強(qiáng)度46～63MPa。近礦圍巖以片麻巖和麻粒巖為主，巖石堅(jiān)硬完整，巖石抗壓強(qiáng)度298～663MPa，抗剪強(qiáng)度126～134MPa，抗拉強(qiáng)度29～72MPa。礦石普氏硬度f(wàn)=10～14，巖石普氏硬度f(wàn)=6～10，礦石松散系數(shù)為1.55，安息角55°。各礦體圍巖均為片麻巖和麻粒巖，巖石硬度大，穩(wěn)固性好，圍巖與礦體產(chǎn)狀一致，接觸界限較清楚。礦體呈似層狀產(chǎn)出，傾角較陡，一般在60～87°，穩(wěn)固性較好，在采掘工程中未發(fā)現(xiàn)坍塌、掉塊現(xiàn)象，工程地質(zhì)條件良好。F1斷層附近工程地質(zhì)條件較差，施工中一定要加強(qiáng)支護(hù)措施和排險(xiǎn)加固工作，如漿砌、支護(hù)等預(yù)防坍塌和掉塊，確保生產(chǎn)平安。工程地質(zhì)條件屬中等類(lèi)型。

2開(kāi)拓方案

采用地下豎井開(kāi)拓，設(shè)計(jì)兩條豎井，主井主要用于提升礦石、廢石、人員及材料等；風(fēng)井主要用于回風(fēng)，并兼做人行平安出口。

主井位于M1礦體下盤(pán)巖石移動(dòng)范圍之外，新設(shè)主井井筒中心坐標(biāo)：X=4466688.40，Y=39607144.21，井口標(biāo)高310m，井筒直徑4.0m，井深283m（含15m井底水窩）。采用2#鋁合金罐籠配0.50m3翻轉(zhuǎn)式礦車(chē)提升，采用2JTK1.6×1.25/30.5型雙卷筒單層繩纏繞式提升機(jī)一臺(tái)，提升最大繩速2.5m/s，電機(jī)功率135kW，電壓380V。井內(nèi)設(shè)梯子間，兼做人行平安出口。

風(fēng)井位于M1礦體下盤(pán)巖石移動(dòng)范圍之外，新設(shè)風(fēng)井井筒中心坐標(biāo)：X=4468105.16，Y=403735.10，井口標(biāo)高355m，井筒直徑3.0m，井深60m。井內(nèi)設(shè)梯子間，兼做人行平安出口。

由新設(shè)主井入風(fēng)，新設(shè)風(fēng)井回風(fēng)，構(gòu)成完整的開(kāi)拓通風(fēng)系統(tǒng)。

中段運(yùn)輸：采用電機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)運(yùn)輸。

設(shè)計(jì)開(kāi)采210m、180m、150m、120m、90m四個(gè)中段，210段作為回風(fēng)中段，中段高度30m。

3采礦方法

礦體為急傾斜薄礦體，選用平底構(gòu)造淺孔留礦法。

3.1礦塊構(gòu)造參數(shù)

礦塊構(gòu)造參數(shù)為：階段高度30mm，礦塊長(zhǎng)度30～50m，礦塊寬度為礦體厚度，平底構(gòu)造，頂柱高度為5m，間柱寬度8m，出礦穿間距7m。

3.2采準(zhǔn)切割工作

礦塊沿走向布置。階段運(yùn)輸巷道位于下盤(pán)脈外，礦塊人行通風(fēng)天井布置于礦體內(nèi)，規(guī)格2m×2m。在天井內(nèi)每隔5～6m掘進(jìn)通往礦房的人行聯(lián)絡(luò)道，斷面2m×2m，在運(yùn)輸巷道內(nèi)每隔7m掘出礦穿，規(guī)格2m×2m。

沿礦體走向掘拉底巷道，規(guī)格2m×2m。將礦房底部全部拉開(kāi)，完成切割工作，形成回采作業(yè)空間，為礦房回采作好準(zhǔn)備。

3.3回采工藝

（1）落礦

在礦房形成采礦作業(yè)空間后，逐層上向回采。分層高度2m，回采工作面為梯段形，采用7655型鑿巖機(jī)鑿巖，人工裝藥，導(dǎo)爆管起爆器起爆導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，乳化炸藥爆破。

（2）采場(chǎng)通風(fēng)

采場(chǎng)主要靠井下貫穿風(fēng)流進(jìn)展通風(fēng)，新鮮風(fēng)流由采場(chǎng)人行天井進(jìn)入工作面，沖洗工作面的污風(fēng)由另一側(cè)天井至上一階段回風(fēng)巷，最后由風(fēng)井排出地表。局部通風(fēng)不良地段采用局扇輔助通風(fēng)。

（3）放礦

采場(chǎng)炮煙排除后，可進(jìn)展局部放礦，放礦量為崩落礦石量的30%左右，使礦房?jī)?nèi)暫留礦石量與頂板之間的作業(yè)面保持2～2.5m的凈空間，為下次回采創(chuàng)造良好的工作空間。局部放礦時(shí)要特別注意礦堆中是否出現(xiàn)空洞，如發(fā)現(xiàn)出礦量與爆堆下降量不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。放礦后，對(duì)采礦場(chǎng)平面進(jìn)展平整，并撬掉頂板的浮石。對(duì)局部不穩(wěn)固部位，可用非可燃性材料進(jìn)展臨時(shí)支護(hù)，確認(rèn)平安之后，再進(jìn)展下一循環(huán)的作業(yè)。直至采到礦房頂柱，最后進(jìn)展大量放礦。大量放礦時(shí)，應(yīng)注意均勻放礦，為減少礦石損失和貧化，在大量放礦時(shí)要加強(qiáng)放礦管理。

（4）礦石運(yùn)搬

采下的礦石經(jīng)礦房底部構(gòu)造，裝入礦車(chē)運(yùn)往主井口提升至地表。

4礦山生產(chǎn)規(guī)模與效勞年限

按中段可布置的礦塊數(shù)驗(yàn)證礦山生產(chǎn)能力：

式中：A――中段生產(chǎn)能力t/a；

N1，N2――分別為中段可布礦塊（房）數(shù)和礦柱數(shù)，個(gè)；

q1，q2――分別為礦塊（房）和礦柱的生產(chǎn)能力；

K――礦塊利用系數(shù)，0.3；

E――地質(zhì)影響系數(shù)，0.9；

t――年工作日數(shù)，306d；

Z――副產(chǎn)礦石率，12%。

地下開(kāi)采生產(chǎn)能力驗(yàn)證結(jié)果如表1所示。

通過(guò)生產(chǎn)規(guī)模驗(yàn)證，礦山多中段生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)能力可以到達(dá)10～15萬(wàn)t/a的生產(chǎn)規(guī)模，推薦礦山生產(chǎn)規(guī)模10萬(wàn)t/a。

5環(huán)境污染與保護(hù)

5.1環(huán)境污染源

礦山生產(chǎn)過(guò)程中主要的污染源及污染物有：

（1）礦山生產(chǎn)各作業(yè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的粉塵，爆破作業(yè)產(chǎn)生的粉塵、炮煙等。

（2）穿孔作業(yè)、爆破作業(yè)等產(chǎn)生的噪聲。

（3）采掘過(guò)程中剝離出的廢石。

（4）井下排出的礦坑水。

5.2環(huán)境污染治理

（1）粉塵控制

粉塵主要來(lái)自采礦場(chǎng)穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸及破碎等作業(yè)過(guò)程，設(shè)計(jì)中對(duì)各產(chǎn)塵點(diǎn)均采取了防塵、抑塵或除塵措施。采場(chǎng)各產(chǎn)塵點(diǎn)及汽車(chē)運(yùn)輸揚(yáng)塵經(jīng)采用濕式作業(yè)及灑水抑塵后，粉塵濃度可下降80%～70%，粉塵污染可得到一定程度的控制。

（2）噪聲污染的控制

礦山作業(yè)的主要噪聲源自采場(chǎng)鑿巖、采裝、運(yùn)輸及破碎等工藝和工序。

1）鑿巖、爆破噪音

爆破噪音是瞬時(shí)的，這些噪音的強(qiáng)度隨著開(kāi)采深度的增加而衰減，對(duì)地面影響很小。對(duì)鑿巖機(jī)噪聲，除盡量選擇消音效果較好的鑿巖機(jī)外，現(xiàn)場(chǎng)工作人員要做好個(gè)人防護(hù)。

2）通風(fēng)機(jī)噪聲

通風(fēng)機(jī)噪聲一般在80～90dB之間，為了減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，應(yīng)采取如下措施：一是隔離噪聲；二是吸收噪聲。為減小噪聲危害，應(yīng)將機(jī)房用較好的隔音材料和隔音設(shè)施來(lái)有效的降低噪聲，到達(dá)平安規(guī)程規(guī)定范圍之內(nèi)。

3）空壓機(jī)噪聲

空壓機(jī)噪聲一般80～90dB，空壓機(jī)站應(yīng)采取如下噪聲消減措施：

①吸氣管：a在吸管上裝設(shè)消聲器；b在吸氣管和空壓機(jī)連接處安裝防振波紋管接頭；c吸氣管應(yīng)支撐在大質(zhì)量的根底上；d在吸氣管上包扎吸聲材料層或?qū)⒐艿婪笤O(shè)在地溝內(nèi)。

②排氣系統(tǒng)：a.裝排氣消聲器；b.排氣口要高出屋面或地溝敷設(shè)；c.止回閥應(yīng)安裝在貯氣罐處。

③其它措施：如分支氣管、排放管、貯氣罐宜布置在同側(cè)；站房外綠化以減少噪聲對(duì)外圍環(huán)境影響。

④破碎作業(yè)對(duì)大型強(qiáng)烈振動(dòng)的破碎機(jī)安裝彈簧、橡膠軟木等，在進(jìn)展密閉通風(fēng)除塵的同時(shí)，采用廠房隔音材料作吸聲處理。

（3）廢石處理

在礦山基建初期，應(yīng)對(duì)采場(chǎng)和排土場(chǎng)的表土進(jìn)展收集，以便根據(jù)排土場(chǎng)建立規(guī)劃，及時(shí)進(jìn)展排土場(chǎng)的土地復(fù)墾。設(shè)計(jì)規(guī)劃廢石場(chǎng)設(shè)在礦區(qū)的老露天坑，將采出廢石集中堆放在廢石場(chǎng)。礦山開(kāi)采完畢后，可考慮在廢石場(chǎng)上覆土進(jìn)展土地復(fù)墾。生產(chǎn)過(guò)程中，排土場(chǎng)在風(fēng)吹等作用下會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，為防止污染大氣環(huán)境，可采用在坡面撒草籽綠化或人工灑水抑制等手段控制揚(yáng)塵。

6結(jié)語(yǔ)

本開(kāi)發(fā)利用方案對(duì)礦山礦體地下開(kāi)采的方案進(jìn)展了初步探討，有待在今后的初步設(shè)計(jì)中作進(jìn)一步深入的研究與論證