某铁矿降低矿石贫化损失的采矿工艺优化

2018-05-23姚德言王小良

采矿技术 2018年2期

姚德言,王小良

(安徽金日盛矿业有限责任公司，安徽霍邱县 247400)

1 概述

周油坊铁矿区(床)内共有8个矿体，自上而下编号为：Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，属于沉积变质型矿床。该矿床矿石类型为磁铁镜铁矿、磁铁矿和少量赤铁矿，矿体内夹石为石英二云片岩，围岩是由片麻岩和大理岩等组成。由于某铁矿夹层过于厚大，地质构造复杂，对矿体边界影响较大，并且夹石品位低，容易降低采场出矿品位，所以合理选择采矿方法，降低贫化、损失率，对延长矿山服务年限、提高企业效益有重要的意义。

2 矿山存在的主要问题

矿山在基建期结束进行开采时，经设计人员反复论证，认为该矿床由南到北全长3800 m，按垂直矿体和沿走向布置采场共计186个。但后期生产实践中发现，虽然南部矿体厚大(约60 m垂直厚度)、品位高，但3#措施井至S9线开始进入氧化带区域，岩层不稳固，并给采矿工作带来了极大的难度，如果一味按照设计院提供的采场设计方案开采，不仅贫化损失大，还容易给该矿山带来重大安全生产事故。该矿矿床以北矿体狭长，主矿体垂直厚度不足15 m，地质品位20%～23%，在铁矿石市场不景气的情况下，开采难以获得经济效益。

3 问题分析及解决方案

3.1 控制采场边孔

大孔崩落法回采缓倾斜矿体时，若边孔采用斜孔装药爆破，在爆破过程中很容易把采场上盘不稳固的围岩崩落到采场，如果遇到裂隙小断层，对矿体有少许改变，还可能直接把斜孔打进废石内，加重采场贫化率。

结合生产实践和每月采空区例行检查发现：散体矿岩在流动的过程中对崩落区上盘围岩几乎无支撑作用。特别是上盘预留在斜孔中的围岩较多，矿岩分层线较缓，在爆破的过程中，随着矿石的流动，上盘围岩在一个中段至下而上约1/3处最先冒落。冒落的废石一并随矿石一起到达采场出矿进路内，这样不仅造成贫化，而且损失至少2/3左右的矿量。

针对以上出现的问题，该矿对采场施工大孔及采矿方法进行了调整，在回采上盘富矿带时，为避免矿石丢失过多、减少贫化，在设计边孔时，斜孔数量较少(每排2～3个)，其余均为垂直大孔，并且斜孔的角度都控制在80°～85°，很好的避免了上盘围岩垮落到采场造成的贫化，同时也有效的控制了矿石损失，还大大降低了施工大孔的难度，提高了工作效率。如图1所示。

图1 N64P上盘斜孔设计

3.2 无底柱和有底柱双中段结合采矿法

该矿无底柱采矿法是把大孔硐室作为爆破落矿存矿空间，这种采矿法虽然可以省去底部施工中深孔，缩短回采周期，但结合实际情况，该方法一是对岩层稳固性要求较高，硐室面积暴露较大，存在安全隐患；二是爆破后硐室内的矿石不能完全运出。因为平底结构的硐室在出矿过程中，随着矿石量的逐渐减少，最后会形成一个三角堆堆矿场，由于铲运机受安全因素影响，无法进一步深入到出矿硐室内部作业。因而每次在出矿过程中会造成较多的“存窿矿量”的损失。

针对上述问题对无底柱采矿方法进行优化。为更进一步改善爆破效果，提高利用率，本矿 2015年把副井-410中段至-530中段S35P采场作为双阶段120 m段高实验采场，通过对该采场综合实验数据分析，爆破后能有效利用120 m段高自由落差降低采场大块率，减少采场二次爆破的工作量。同时，减少了“存窿矿量”的损失和采场矿石的损失。目前该采矿方法已得到很好的优化，在矿山广泛开展了使用。例如-350至-470 m S9P采场(见图2)。

图2S9P采场采矿方法设计

由图2可知，该采场主要是通过垂直大孔回采下盘Ⅵ矿体，使其在分层爆破后自由落入-470 m中段采空区，利用-470 m中段底部塹沟式底部结构出矿，解决了-410 m中段平底结构硐室内出矿不干净的情况，合理利用-470 m中段采空区及出矿进路，有效的控制了损失率，减少了采切工程量，降低开采成本。

3.3 预留保安矿柱上下盘开采

周油坊南部矿体厚大，受李楼铁矿大断层影响，南部破碎区域较大，同时又是该矿的富矿带，储量占全矿的60%～70%左右，由于受到地质条件限制，不能完全把采场垂直矿体布置，余留下的矿体部分作为二步回采，部分为永久损失。但按选矿比3.2∶1分析，损失量太大，导致矿山服务年限缩短，降低了企业效益。为能把南部破碎矿体损失降到最低，矿山采用预留保安矿柱上下盘分期开采(见图3)。该方法的目的一是解决采矿硐室暴露面积过大，采取有效支撑来消除安全隐患，二是通过在采矿硐室内把保安矿柱预留在夹层中以控制采场夹石过多对采场总品位造成的贫化，三是通过保安矿柱来划分上下盘回采区域，为合理布置大孔设计提供有利条件，并避免边孔爆破过多废石。