头道沟铁矿多矿体开采方案研究

赵占国，刘晓东，陈世江

(1．河北鑫泽矿业有限责任公司， 河北张家口市 075100;2．内蒙古科技大学，内蒙古包头市 014010)

头道沟铁矿多矿体开采方案研究

赵占国1，刘晓东1，陈世江2

(1．河北鑫泽矿业有限责任公司， 河北张家口市 075100;2．内蒙古科技大学，内蒙古包头市 014010)

介绍了头道沟铁矿近地表各矿体开采现状。针对该矿山存在的主要问题，确定了矿山下部矿体的开采方案及开采顺序。根据矿体赋存特点，应用浅孔留矿法开采，改善了工人的作业环境，提高了矿山生产能力。

开采条件;浅孔留矿法;回采工艺;回采顺序

1 概况

头道沟铁矿位于承德市滦平县境内，隶属于滦平富兴矿业有限公司。矿区铁矿床为沉积变质型磁铁石英岩矿床，铁矿体呈透镜状及似层状产于白庙组角闪斜长片麻岩中，岩层总体走向呈北东向，倾向北西，倾角64°～85°。矿区构造不发育，水文地质条件简单，对矿床开采无基本影响。

矿区内有工业价值的铁矿体共15个，其中Fe1矿体位于矿区内北西部，Fe2矿体位于整合区内北东部，Fe3～Fe15集中分布于矿区南部，矿体厚度1．5～5．5 m。区内构造简单，无复杂地段，顶底板岩石为角闪斜长片麻岩，岩石坚固性系数f=10～14。矿区自然环境条件较好，植被覆盖面积较小，地表允许塌陷。

2 矿山存在的主要问题

2．1 开采现状

该矿对Fe1、Fe2、Fe6矿体曾进行过露天开采，对Fe3～Fe5、Fe7～Fe9和Fe11～Fe15矿体原采用平硐开拓。由于矿体皆为薄矿体，各矿体近地表矿体已基本回采完毕，根据各矿体的赋存条件及矿山现状，设计采用竖井开拓各矿体，以回采下部矿体。

矿山原为民采，采用巷采式回采工艺，采场连续无间柱，采场高度一般10～15 m，分层高度不等，且两层之间通常采通，形成10～20 m高的空区，采场宽度为矿体水平厚度，沿矿体走向回采，一般不设脉外运输巷道，拖拉机等运矿车辆直接进入采场并从采场或采空区通过。

2．2 矿山存在的主要问题

(1)巷采式回采工艺无矿块、矿柱划分，结构简单，工艺容易掌握，但是，该采矿方法矿石回采率低、损失贫化大。

(2)井下运输多以采空区为主要通道，矿山生产存在严重的安全隐患。

(3)矿区回采矿体多，且Fe3～Fe15集中分布于矿区南部，多条矿体之间回采顺序杂乱，随矿山开采深度增大，各矿体回采时必然会相互影响，安全隐患随之增大。

3 开采方案确定

3．1 采矿方法确定

根据矿山开采技术条件及矿区生产技术条件，结合矿山所在地区的矿岩特点，矿山设计采用平底放矿结构的浅孔留矿法。

3．2 回采工艺及结构参数

沿矿体走向布置采场，矿块长度40～50 m，矿块高度40 m(中段高度)，矿房宽度为矿体水平厚度。顶柱厚度为4 m，底柱高度5 m，间柱宽度6 m。因矿体厚度在1．5～5．5 m之间，故设计采用单侧出矿的平底底部结构，见图1。

沿脉运输巷道布置在矿体下盘矿岩接触带处，放矿斗穿间距6～7 m。矿块两侧掘进脉内通风人行天井，并与上阶段回风巷道相通。在通风人行天井内，向两侧分别掘进联络道与矿房相通，作为进入矿房的通道。在矿房底部开掘堑沟，并进行拉底工作，以此为回采自由空间，逐层向上回采，分层高度2～3 m。

采用重力放矿方式，每次放出落矿量的1/3左右，从底部出矿穿脉直接装矿，剩余矿石暂存于矿房内作为继续向上回采的工作平台，待矿房采完后，大量放出存留于矿房内的全部矿石。

图1 平底放矿浅孔留矿法

顶柱、间柱与上中段采场底柱一起回采。采场矿石放空之前，在间柱联络道内用YGZ－90型导轨式凿岩机向间柱凿中深孔，顶柱凿下向孔，底柱凿上向孔。用毫秒差导爆管起爆。崩落矿柱前，采场底部留设15 m左右厚的矿石垫层用于保护采场底部结构。矿柱回采后，对未垮落的顶板围岩及时进行崩落，使崩落围岩充填采空区。

在矿体某一矿段，用留矿法开采，嗣后用废石充填处理空区。废石来自本中段或其它中段掘进工程，以便减少废石运输费用和地表废石场的占地面积。

3．3 矿体回采顺序确定

(1)阶段回采顺序。根据矿山各矿体赋存状况，采用下行式回采顺序，先开采上部阶段，后开采下部阶段，由上而下逐个阶段回采。采用下行式开采，使矿山改为竖井开拓后的基建时间缩短，节省初期投资。此外，由于矿山为小型矿山，深部矿体勘探程度较低，在逐步向下的开采过程中，可能进一步探清深部矿体的赋存情况。

(2)相邻矿体回采顺序。头道沟铁矿矿区内矿体较多，各矿体规模较小，且Fe3～Fe15矿体集中分布，因此，随着矿山开采深度的增加，合理确定各矿体之间回采顺序至关重要。矿山开采过程中，根据矿体倾角、围岩移动角以及矿体间夹层厚度等条件，采取从上盘向下盘推进的开采顺序，即先采位于上盘的矿体，后采下盘矿体，使后采矿体基本不受先采矿体的影响，以减少相邻矿体开采时的不利影响。

4 结语

(1)相对于巷采式空场法而言，矿山下部矿体采用浅孔留矿法回采，各采场出矿、运输等工作均在巷道中进行，避免了空区内出矿、运输等作业情况。

(2)及时回收矿柱，减少了矿石损失，同时处理了空区，缓解了地压对后续回采工作的影响，作业环境得以改善，安全性大大提高。

(3)确定了相邻矿体的回采顺序，杜绝了先前的无序开采，使各矿体之间回采时相互影响降至最低，提高了回采作业的安全程度。

(4)浅孔留矿法的使用，使矿山机械化程度有所提高，提高了出矿强度。

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2010－12－04)

赵占国(1977－)，男，河北张家口人，工程师，从事矿山工程与采矿工艺研究，Email:skyzzg@163．com。