分层回釆技术在胡集矿区三层矿开采中的应用

陈 靖

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北 钟祥 431910）

荆襄磷矿胡集矿区为一大型沉积型磷矿床，共有三个工业磷矿层，分别称为PH1、PH2和PH3磷矿层，其中PH1、PH3为主要矿层。第三磷矿层（PH3）分布稳定，主要由砂岩状磷块岩和互层状磷块岩所组成，属低品位磷矿。P2O5平均含量为16.5%，出矿品位15.5%左右，工业价值低，用途小。为解决由于出矿品位低问题，根据第三磷矿层（PH3）特征，在目前技术经济可行下选择合理旳开釆技术，降低贫化率提高出矿品位具有较大意义[1]。

1 矿区地质特征

1.1 矿区地质

胡集磷矿区出露地层主要有中元古界崆岭群，震旦系陡山沱组、灯影组及寒武系等。

胡集矿区构造较简单，基本形态为平缓的背向斜褶皱构造，主要的褶皱有滴水崖背斜和除皮山向斜。

1.2 含磷岩系

荆襄磷矿的含矿地层为震旦系下统陡山沱组，其下部为沉积间断面，与下覆中元古界崆岭群呈不整合接触，其顶板为震旦系灯影组厚层白云岩、含燧石条带白云岩。

1.3 三矿层特征

荆襄磷矿区共有三个工业磷矿层，分别称为PH1、PH2和PH3磷矿层，其中PH1、PH3为主要矿层。

第三磷矿层（PH3）:矿层分布稳定，共分5个小层(从底部至顶部层位代号分别为:PH31、PH32、PH33、PH34、PH35)，其中底部PH31与顶部PH35分别为下部与上部的表外矿。PH32与PH34为砂岩状磷块岩，品位与厚度较稳定，工业矿层为PH32-4，中间夹有PH33则为表外矿，开采中混入矿石即降低开采品位，分层开采时将其剔除。矿层形态及厚度变化小，相对较稳定。底部PH31、顶部PH35、中间PH33表外矿品位小于12%。

PH3矿层矿石自然类型：PH32、PH34为砂岩状磷块岩，PH31、PH33、PH35为互层状磷块岩。砂岩状磷块岩具有工业意义，互层状磷块岩为表外矿。

2 荆襄磷矿胡集矿区矿山分布及开采情况

荆襄磷矿胡集矿区从北至南有七大矿段十三个矿山，分别是:

①腰子山矿段(含土子岭磷矿、腰子山磷矿，其中土子岭磷矿为探矿权)；②王集矿段(含鹰子咀磷矿、王集磷矿)；③龙会山矿段(含虎山磷矿、荆钟磷矿、柴湖磷矿、胡集一矿)；④大峪口矿段；⑤放马山矿段；⑥莲花山矿段（探矿权）；⑦熊家湾矿段(含熊家湾磷矿、红土山磷矿)。

荆襄磷矿胡集矿区设置有13个采、探矿权(11个采矿权、2个探矿权)，由11家单位占有。

目前有王集磷矿、虎山磷矿、荆钟磷矿、胡集一矿、大峪口磷矿、放马山磷矿、熊家湾磷矿等7个矿山开采PH3矿层，其中虎山磷矿、荆钟磷矿、放马山磷矿南段、熊家湾磷矿PH3矿层分层开采；王集磷矿、胡集一矿、大峪口磷矿、放马山磷矿北段PH3矿层未分层开采。王集磷矿、大峪口磷矿2个矿山属湖北大峪口化工有限责任公司所有，其三层矿开采取全层开采，矿石直接进选矿厂入选不外销。

3 分层回釆技术在胡集矿区三层矿开采中的应用

3.1 采矿方法的确定

胡集矿区三层矿矿层平均倾角为23°，为中厚缓倾斜矿体，矿层和顶板稳固性较好。根据矿床的开采技术条件，采用浅孔房柱采矿方法。

这种采矿方法已在胡集地区多家矿山使用多年，有丰富的生产经验，具有工艺较简单、便于管理、通风条件较好、生产安全、矿石贫化率低、一般情况下顶板可不支护、生产成本较低等优点。因此浅孔房柱采矿方法适宜于三矿层的开采。

3.2 分层回采技术

浅孔房柱采矿方法的回采分为整层回釆和分层回采两种。

分层回釆按照回釆顺序可以区分为上行回采和下行回采两种。

上行回采的优点是:顶板不稳固而矿石稳固时，回采下部分层不需要护顶，顶板暴露时间短；矿体上部边界不清楚时可以边开采边勘探，节省探矿费用；采准工程量小。

下行回采的优点是:顶板稳固而矿石不稳固时，先切顶，暴露的顶板用锚杆戓锚网支护后再按下行顺序进行分层回采，回采作业安全；适合用配套的自行设备，机械化程度高；可以多工作面作业和调节出矿品位；爆破后及时出矿，易氧化的矿石不会因氧化而降低选矿回收率。

胡集矿区三层矿分层回采技术采用浅孔下行回采，先开采PH3矿层上部PH34分层；其后剔除中间层PH33分层，剔除PH33分层直接充填在附近己回采矿房中，不需要运至地表；最后开采PH3矿层下部PH32分层。其优点为:由于剔除中间层PH33分层，出矿品位可提高2%~4%即出矿品位一般可大于17%；回采作业安全；机械化程度高；便于管理；生产成本较低。浅孔下行回采先用浅孔超前回采切顶层；然后按下行顺序用自行设备钻凿水平炮孔或垂直炮孔，以梯段形工作面爆破，用装载机装入无轨矿用胶轮车装运矿石。工作面的推进方式可以是单一工作面推进，可以是两个或多个工作面推进。

3.3 分层回釆技术在胡集矿区三层矿开采中的应用情况

①出矿品位情况，矿样全分析项目:P2O5、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2、酸不溶物、烧失量。胡集矿区PH3矿层除王集磷矿、大峪口磷矿外，外销PH3矿层采取进行全层开采矿山(釆区)有:胡集一矿、放马山磷矿北釆区，其出矿品位分别为15.81%、14.84%，平均品位为15.33%；采取分层开采矿山(釆区)有:虎山磷矿、荆钟磷矿、放马山磷矿南釆区、熊家湾磷矿，其出矿品位分别为18.72%、20.16%、17.70%、18.33%，平均品位为18.73%。PH3矿层分层开采与全层开采其出矿平均品位差值为3.4，即采取分层开采技术其出矿平均品位可提高3.4%。②矿石使用情况。胡集矿区PH3矿层15%～16%磷矿石仅能供钙镁磷肥厂生产12%钙镁磷肥，全年用量仅5万吨；P2O5大于17%磷矿石能供钙镁磷肥厂生产14%钙镁磷肥，全年用量达60万吨。因此，胡集矿区PH3矿层一部分矿山由于采取分层开采技术而避免了停产且经济、社会效益明显。

4 结论

近几年分层回釆技术在胡集矿区虎山磷矿、荆钟磷矿、放马山磷矿南釆区、熊家湾磷矿三层矿开采中的应用，技术上采用浅孔下行回采、施工简单，采取分层开采技术其出矿平均品位可提高3.4%，降低贫化率提高出矿品位具有较大意义，取得明显经济、社会效益。

三层矿分层回釆技术可在荆襄磷矿胡集矿区其它矿段戓釆区如王集磷矿、大峪口磷矿、胡集一矿、放马山磷矿北釆区推广应用。