石人沟铁矿露天矿开采中的浅孔留矿法

石人沟铁矿露天矿开采中的浅孔留矿法

唐钢石人沟采矿于1975年7月开始生产。自1998年6月以来，露天矿产生了440万吨矿石。t，只能持续五年。而露天采场边帮内?+64m?至?+150m?之间的残留矿体有矿石量78.58万?t,需要在露天开采结束前充分地加以回收利用,否则将影响露天转地下的开采。1矿体结构及断层露天生产至1998年6月,石人沟铁矿露天矿北部端帮形成上部标高?+220m,下部标高?+64m。端帮境界外?+64m?至?+150m?之间结存矿石量78.58万?t,分布在?M1、M2、M3三条矿体中,同时又分布有?F1、F2、F3三条断层(如图1)。F11断层出露于北端帮的外侧150m?水平,与?M1矿体垂直相交,断层倾角81.7度,倾向北;F10断层倾角80°,倾向北,临近?+110m?水平的边坡处;F1断层倾角75°,倾向西北45°,这些断层是构成边帮不稳定的因素。矿石普氏系数f=10～20,岩石普氏系数f=10～16。2边帮小区内平浚采用平硐开拓方法,充分利用露天边帮上安全平台做运输平台,+64m、+88m、+110m、+130m水平沿M1、M2、M4分别自边帮平台向内掘进平硐,使?+64m至?+150m?水平之间的矿石通过以上9条平硐运出,平硐断面规格3m×2.5m。如图2所示,在边帮境界外所圈定的开采矿体尽头掘一通风天井,配合?JK56-2N04扇风机保证开采过程中作业通风的需要。矿石运输采用5t?自卸汽车,汽车可直接开到平硐深部。3垂直矿房布置在临近边坡地段回采残矿,绝大多数矿山采用充填法,但充填法成本较高,作业也非常复杂,对于石人沟铁矿因矿岩体稳固性较好,采用了小矿房规格的浅孔留矿法进行回采,如图3所示。对于M2矿体,沿走向布置矿房,矿房规格为40m×(5～2)m×24m,对于?M4矿体,沿走向布置矿房,矿房规格为40m×(4～13)m×24m;对于?M1矿体,垂直矿体走向布置矿房,矿房规格为18m×(15～20)m×24m。以上矿房高度是以中段?+64m至?+88m?水平为例,对于三中段?+88m至?+110m?矿房,高度为22m,对于二中段?+110m?至?+130m?水平和一中段?+130m至?+150m?水平,中段高度为20m。矿房的结构参数如表1。4计算回采量和回采率+64m?至?+150m?地段回采矿量及回采率计算见表2。5岩体走向上的过渡(1)从各中段回采的上下关系考虑开采顺序,对于同一条矿体,其顺序应先回采上部中段,而后回采下部中段。(2)从矿体走向上,以距离边坡的远近关系考虑开采顺序,采取后退式开采。在矿体开拓工作中,将各中段运输平巷从边帮安全平台上沿矿脉打到矿脉的深部结束处,对于?M1矿体的运输平巷掘到?F11断层,对于?M2和?M4矿体的运输平巷掘到?F10和?F1断层处。矿房布置是从里往外,回采矿房也是先从里部的矿房而后到外部的矿房,直至采到临近露天采场边帮的矿房。6采矿大尺寸回采工作的凿岩机选用?YSP-45型,该设备回采矿房中矿石的能力为100t?/d,共需4台,总生产能力为12万?t?/a。用于采准切割工作的凿岩机选用7655型,每条矿体使用1台,另外备用1台,共需7655型凿岩机4台。运输设备选用5t?自卸汽车3台,每条矿体使用1台。扇风机选?JK56-2N04型,共6台。7矿房布置要求在边帮地段回采残留矿体,主要的安全问题是防止边帮滑坡。因为在临近边帮地段回采矿石势必导至边帮出现失稳状态,同时又因北端帮出露有三条大断层也易对边帮的稳定构成威胁。各条矿体矿房布置应远离这三条断层10m?以外,矿体出露露天坑边帮的部分要留矿房间柱,间柱宽保证8m?以上,主运输巷道应打到断层处,有利于巷道深处通风问题的改善。在开采过程中,要严格监视巷道及采场中的岩体变形情况,若发现有变形问题,矿房规格应相应调整,巷道支护要及时,支护方法要据实际需要选定,其他安全措施要及时跟上,确保万无一失,保证边坡及人员的安全。8矿房内顶底柱凹陷自1998年开始开采到现在已采出矿石42万?t,边坡稳定性较好,没有出现滑坡及矿房内顶底柱塌陷问题。矿石的开采成本为20元/t,较露天矿目前矿石开采成本34元/t节约费用588万元,另外回收了露天境界外的矿石,延长了矿山寿命,为露天转地下开采赢得了宝贵的时间,保证了石人沟铁矿的可持续发展。9端帮开采及回采问题(1)露天矿在转地下开采前应完成边帮残留矿体的回采,确保资源合理利用,同露天矿开采相比可节约大量的矿石开采成本。(2)在端帮开采残留矿体,充分利用非工作帮上的安全平台做运输道路,合理划分开采阶段高度。(3)露天铁矿端帮回采宜采用沿脉平