石人溝鐵礦大露天開采實(shí)踐

石人溝鐵礦大露天開采實(shí)踐

石仁溝煤礦是一家集采和選擇聯(lián)合公司，于20世紀(jì)70年代成立，1975年上映。采礦業(yè)的設(shè)計(jì)和處理能力為150萬(wàn)噸a，實(shí)際生產(chǎn)能力為110120萬(wàn)噸a。經(jīng)過(guò)近30年的露天開采,至2004年4月,大露天生產(chǎn)已全部結(jié)束。為開發(fā)深部礦石資源,經(jīng)秦皇島冶金設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),分別于2001年7月和2003年10月進(jìn)行了井采一期及二期工程建設(shè)。面對(duì)石人溝鐵礦大露天生產(chǎn)結(jié)束后,井下工程建設(shè)仍在進(jìn)行,兩年內(nèi)尚難形成應(yīng)有出礦能力的實(shí)際,礦山生產(chǎn)如何穩(wěn)定,礦山如何生存,便構(gòu)成本礦在露天轉(zhuǎn)井下開采過(guò)渡期的突出問(wèn)題。對(duì)此,我礦結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,進(jìn)行了認(rèn)真的研究、分析和論證,因地制宜探索性地提出并實(shí)施了一系列技術(shù)措施,使礦山的生產(chǎn)得以穩(wěn)定。1穩(wěn)定的方法1.1采礦小露天開采方案及臨時(shí)排水系統(tǒng)的提出石人溝鐵礦大露天生產(chǎn)結(jié)束于+16m水平,井下開采第一中段回風(fēng)巷設(shè)計(jì)于-16m水平,為確保回風(fēng)巷的安全穩(wěn)定,經(jīng)東北大學(xué)研究試驗(yàn),頂板厚度為16m,即露天底可降至0m標(biāo)高。在大露天生產(chǎn)結(jié)束后,采場(chǎng)內(nèi)M1、M2兩條礦體在6～9勘探線間0～16m水平尚結(jié)存礦量約50萬(wàn)t,但由于工作面已非常狹窄,寬度僅10～18m,使用大型設(shè)備(4m3電鏟、20t礦車等)已無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn),為充分回收露天底部礦石資源,經(jīng)研究論證,提出并實(shí)施了“使用小型設(shè)備分區(qū)域進(jìn)行小露天開采”方案。按照礦體賦存位置,M1礦體臨近采場(chǎng)東幫,對(duì)其開采簡(jiǎn)稱東小采,相應(yīng)M2礦體簡(jiǎn)稱西小采。各小采區(qū)域主要的裝備為:D-80鉆機(jī)、1m3挖掘機(jī)及5t自卸礦車。開采順序?yàn)樽陨隙?由端部逐層后退式開采,每分層臺(tái)階高度為4.5～5.5m,內(nèi)部開拓運(yùn)輸系統(tǒng)受工作面寬度限制,只能在礦石爆堆上修墊移動(dòng)式臨時(shí)公路,隨著采掘面的推進(jìn),逐步形成半永久公路,外部與大露天采場(chǎng)永久開拓系統(tǒng)相接;汛期在各小采區(qū)域安裝臨時(shí)排水系統(tǒng),并與原采場(chǎng)的浮船排水泵站及北坑排水泵站構(gòu)成接力排水系統(tǒng)。按照上述安排,2004年?yáng)|小采實(shí)際出礦29.65萬(wàn)t,西小采出礦17.26萬(wàn)t,共計(jì)露天底小采出礦46.91萬(wàn)t,有效彌補(bǔ)了過(guò)渡期供礦量的不足。1.2水平東南角采礦法大露天生產(chǎn)結(jié)束后,在采場(chǎng)北區(qū)西幫境界外尚殘存部分礦石,其中:在8～902勘探線間16～45m水平結(jié)存礦石(M4礦體)約30萬(wàn)t,在902～6勘探線間0～16m水平結(jié)存礦石(M2及M4礦體)約25萬(wàn)t。為充分回收礦石資源,減少露天剝采比,并確保露天邊幫穩(wěn)定,經(jīng)研究論證,確定對(duì)上述兩個(gè)區(qū)域采用平硐開采方式回收邊幫殘礦。其中:在16m水平802勘探線部位設(shè)置6#硐,主要開采16m水平以上M4礦體;在0m水平7勘探線部位開掘7#硐,主要開采0～16m水平的M2及M4礦體.其開采順序?yàn)?在各水平指定位置垂直礦體走向開鑿硐口,當(dāng)平硐揭露礦體后,改沿礦體走向掘進(jìn)平巷,平巷斷面尺寸可視裝運(yùn)設(shè)備及礦體厚度確定,一般采用(5～6)×(5～6)m,而且在掘進(jìn)過(guò)程中每隔(50～80)m開掘調(diào)車場(chǎng),車場(chǎng)尺寸一般為(15～20)m×(12～15)m×(6～7)m,主要用于車輛調(diào)頭及裝車作業(yè)。當(dāng)平巷掘進(jìn)至礦體盡頭后,進(jìn)行擴(kuò)幫、挑頂后退式回采,一般開采高度視具體技術(shù)及安全要求掌握在10～30m。平硐通風(fēng)可在礦體盡頭開鑿2m×2m天井,上部與露天采場(chǎng)邊幫相通,形成自然通風(fēng)系統(tǒng),或利用局扇通風(fēng)方式。平硐排水采用自流排水,底板坡度設(shè)置為3‰～5‰,硐內(nèi)涌水流至采場(chǎng)后,經(jīng)原有的露天排水泵站排出地表。主要采礦設(shè)備裝備為:穿孔用7655鑿巖機(jī),裝礦用ZL-40裝載機(jī),運(yùn)輸用BJ-3364自卸礦車。按照上述安排組織平硐開采,2004年6#硐共采出礦石24.29萬(wàn)t,7#硐因受場(chǎng)地限制,開工較晚,年內(nèi)僅生產(chǎn)礦石3.10萬(wàn)t,大量出礦將在2005年進(jìn)行。1.3井位選擇、井筒建設(shè)石人溝鐵礦大露天生產(chǎn)在北端幫46m水平留有約5000m2的巖石平臺(tái),在其深部仍有M1、M2、M43條礦體分布。井建一期主井距離該部位約1200余m,即使最近的二期斜井距該部位亦約700余m。根據(jù)石人溝鐵礦礦體狹長(zhǎng)的特點(diǎn),為合理開發(fā)深部礦石資源,緩解過(guò)渡期礦石緊缺的矛盾,經(jīng)研究確定,投資500萬(wàn)元,在北端幫46m水平開掘一措施井,并與井建二期工程構(gòu)成統(tǒng)一的通風(fēng)、排水系統(tǒng),井筒直徑?4m,井深118m,井筒裝備為雙層單罐,配置?1.6m卷?yè)P(yáng)。主要開采6勘探線以北-60m水平以上的礦石,總儲(chǔ)量約97萬(wàn)t(含D級(jí)儲(chǔ)量)。該工程于2004年元月正式開工,當(dāng)年9月底完成了全部井巷基建工程821m,10月份正式進(jìn)行采切和出礦生產(chǎn),采礦方法使用平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法,當(dāng)年采出礦石2.70萬(wàn)t,以后逐年可生產(chǎn)礦石15～20萬(wàn)t,為彌補(bǔ)過(guò)渡期選礦廠供礦量的不足,將起到重要作用。1.4礦方共同研究,確定資源布置方案石人溝鐵礦井建一、二期工程設(shè)計(jì)各種井巷總掘進(jìn)長(zhǎng)度為17728m(含部分采切工程),總掘進(jìn)量為19.25萬(wàn)m3。為使井下盡早出礦,銜接和穩(wěn)定礦山生產(chǎn),在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí),礦方與設(shè)計(jì)院共同研究,確定了除中央主副井、南北風(fēng)井及部分硐室布置在脈外,其余主體巷道工程均于脈內(nèi)布置的方案。這樣即可在井建施工過(guò)程中,進(jìn)一步加大副產(chǎn)礦石量,同時(shí)亦有利于井下投產(chǎn)后,能盡快形成出礦能力,滿足過(guò)渡期穩(wěn)產(chǎn)的需要。在具體施工組織過(guò)程中,根據(jù)整體工程進(jìn)展情況及基建期對(duì)三級(jí)礦量的要求,在具備條件的區(qū)域,同時(shí)進(jìn)行了部分采切工程,開掘了部分穿脈巷、天井及拉底巷等,相應(yīng)增加了副產(chǎn)礦石量。按照上述安排,2004年在基建過(guò)程中,共收得副產(chǎn)礦石8.26萬(wàn)t。1.5積極發(fā)揮采場(chǎng)出礦場(chǎng)的調(diào)節(jié)作用為均衡和穩(wěn)定礦石生產(chǎn),石人溝鐵礦在露天生產(chǎn)期設(shè)立儲(chǔ)礦場(chǎng)一個(gè),一方面用于選礦廠停產(chǎn)檢修時(shí),接納采場(chǎng)出礦及日常采場(chǎng)礦石大塊的返礦,另一方面用于當(dāng)采場(chǎng)供礦不足時(shí),作為對(duì)選礦廠礦石的補(bǔ)濟(jì)。進(jìn)入2004年后,針對(duì)采場(chǎng)出礦能力的不足,石人溝鐵礦積極發(fā)揮了儲(chǔ)礦場(chǎng)的調(diào)節(jié)功能,加大了其出礦力度。在合理安排裝運(yùn)能力的同時(shí),組織了專門隊(duì)伍,對(duì)儲(chǔ)礦場(chǎng)多年積存的礦石大塊,進(jìn)行了二次穿爆處理,對(duì)儲(chǔ)礦場(chǎng)沉積多年的粉礦底板及周邊零星礦石進(jìn)行了清理,對(duì)露天基建期堆存的部分軟礦進(jìn)行了回收。通過(guò)積極采取各項(xiàng)措施,2004年儲(chǔ)礦場(chǎng)共完成出礦10.3萬(wàn)t。2石人溝銅礦產(chǎn)出的主要成效2004年,石人溝鐵礦按照上述安排和組織,全年各點(diǎn)出礦情況見表1。由表1可以看出,盡管石人溝鐵礦2004年出礦條件非常困難,但是通過(guò)采取各項(xiàng)措施,積極探索穩(wěn)產(chǎn)途徑,仍較好地完成了全年生產(chǎn)任務(wù)。當(dāng)年共生產(chǎn)供礦108.34萬(wàn)t,生產(chǎn)鐵精粉43.36萬(wàn)t,創(chuàng)利潤(rùn)1.18億元,實(shí)現(xiàn)了露天轉(zhuǎn)井下開采過(guò)渡期的穩(wěn)產(chǎn),并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。3礦物資源