大结构地下开采工艺参数优化研究与关键指标攻关

郝吉林

太钢集团有限公司峨口铁矿 山西忻州 034207

1 项目运行综述

按照地下开采设计规划，挂帮矿南翼1972m以下分段、北翼1882以下分段的采矿结构参数由12m＊15m扩大为18m＊20m，以进一步提高地下开采采矿效率，降低采矿生产成本。采矿结构参数变化会导致矿石损失贫化指标波动异常，影响原矿质量[1]。本项目通过采取优化中深孔凿岩、放矿工艺，完善运输系统生产、检修运行模式，优化井下通风、给排水方案，研究井下多矿点配矿模式等措施，提高矿石质量，实现全流程均衡生产。本项目开展期间的主要亮点有：

（1）根据结构参数及设备选型完成过渡分层1972m和1882m水平中深孔凿岩设计，确定回采放矿工艺方案；

（2）通过不断实践摸索优化了1738运输水平放矿作业模式，改善井下作业条件，提高放矿效率；

（3）研究确定井下运输系统协同作业模式，明确生产、检修方案，协调矿部各部门人力、资源配合地采设备维护检修；

（4）完善建立出矿进路—分层—溜井的多级配矿方案。

2 目标完成情况

3 主要工作

3.1 放矿工艺优化研究方面

（1）根据采矿结构参数完成中深孔设备选型，南翼1972水平仍使用YGZ90钻机，1954水平改用1254凿岩台车，北翼1882水平使用1254凿岩台车。

（2）完成挂帮矿南翼1972水平和北翼1882水平两个过渡分层的中深孔设计方案，YGZ90钻机设计参数基本一致，北翼1254凿岩台车孔径80mm，排距2m，孔底距2．5m-3m，边孔角52°，孔数11-12个/排，最深孔22m左右。根据中深孔设计图计算每排扇形孔爆破量，指导铲运出矿，防止过出或少出[2]。

（3）南翼1972水平采用无切割巷回采工艺，在每条进路端部施工一条规格2m＊2m的切割井，切割井后布置2-3排扩井排，孔数14-16个，较正排多1-2个孔，以强化切割拉槽效果。

（4）建立出矿统计台账，分别在出矿量达到40%、60%、70%及80%时进行取样化验，对矿石品位及甩尾率进行分析，并与12m＊15m结构参数时的指标进行对比，指导回采出矿。

3.2 运输设备协同作业模式的研究方面

（1）优化放矿作业模式，提高放矿效率。放矿原有的方式为放矿工与电机车司机通过铁锤敲击悬挂在操作间的道轨来传递信号，随着机车前移，声音会逐渐变弱，且费时费力。后经优化，在机车头一侧的巷道安装电铃，操作按钮置于放矿机操作箱内，按“一声停，二声前进，三声后退”的信号指挥电机车移动。此外，在机车驾驶室对面巷道标示停车指示线，提示机车停车位置，减少机车移动频次，提升放矿效率[3]。

（2）确定了生产准备组进行运输系统设备日常小修、检修队集中大修、铁运站协助检修的运行方案，大大降低了设备停机时间，生产效率得到明显提升。

（3）将电机车下矿量与生产准备组岗薪绩效挂钩，从运行管理方面促进电机车产量提升。

（4）8月份新增两台电机车，电机车数量达到4台，做到两台使用两台备用。

3.3 通风、给排水等辅助工序的优化研究方面

（1）完成1738运输系统通风网络简算，在通风薄弱点5#穿、6#穿增加局扇风机，南东区各溜井砌风墙。

（2）完成地采主要风机调试，1972、1756、1738主要通风机已按计划启动，形成机械通风系统，满足现场通风需求。

（3）完成1738运输系统主排水系统整改并启用，启用1720沉淀池-2020高位水池供水系统。

3.4 井下多矿点生产矿石的最优配矿模式研究方面

（1）规范1738水平各溜井使用方案。南翼使用2-4、3-3、4-3溜井、北翼使用4-2、5-2及6-2溜井，为便于生产组织，南翼将4-3溜井向上施工，北翼将3-2、5-2溜井向上施工与各生产分层贯通，使回采矿石可直接进入1738运输系统。

（2）对1738运输水平各矿石溜井的放矿速度、机车行驶时间进行了统计跟踪。5-2、6-2放矿需要50min/车，速度太慢，影响生产效率，4月份对放矿机进行了集中检修，现在放矿时间缩短到30min/车左右，大大提高了生产效率。

4 结语

根据生产计划制订了各溜井间的配矿方案，地采调度系统每班根据一峒生产情况及各溜井质量指标确定当班计划，由跑外调度及电机车司机组织生产，在保证地采各标段生产进度的同时，矿石质量达标。

采用钻孔应力计对对工作面回采过程中大结构作用下围岩应力演化规律进行分析，得到：围岩应力发生呈上升突变和下降突变交替出现，围岩应力下降突变由于“板-壳”结构失稳，上升突变由于结构下部岩层的周期破断引起的。