大型露天矿山复杂地区下开采方案优化

大型露天矿山复杂地区下开采方案优化

1原设计方案为主、副井原位延深终究后2000t/d硫砂销售市场前景分析新桥采矿公司是一个集硫、铜、金、银于一体的综合矿，采用户外和地下开采。西翼一期地下开采工程始建于1985年,1991年建成投产,设计规模60万t/a,服务年限12年。截止1999年底,已累计采出矿石460余万t,-230m中段以上仅剩100多万吨可采矿石,且多属边角矿带,难以回采,生产接替工程建设迫在眉睫。原设计方案为主、副井原位延深,仍然维持2000t/d生产规模。因受进口硫磺替代硫砂制酸的冲击,硫铁矿不仅比前几年滞销,而且硫砂销售价格降低,采选效益低,若仍按照原设计方案进行一期地下开采工程建设,不仅建设资金短缺,而且吨矿投资大,资金返本期长,工程效益差。因此,为保证坑内生产接替的平稳过渡,确保矿山经济效益,结合808地质大队提交的《新桥硫铁矿西翼-270m中段补充勘探地质报告》,对原设计方案进行了阶段性调整和设计。2要建党校产品结构原设计的一期地下开采工程主要包括四个井筒(主井、副井、措施井、粉矿回收井)的延深、主井溜破系统的延深、-270m中段平面开拓工程和30万t/a出矿规模的采切工程。技改工程量11万m3,投资8000余万元,建设工期2.5年。该工程于2000年7月8日正式开工建设,因受资金制约,仅有措施井一个井筒按原设计开工建设,并于2001年1月25日竣工,其他主体工程暂缓建设。新桥矿业公司适时提出了根据市场需要,结合主矿床多金属共生的特点,进行产品结构调整的指导思想。充分利用措施井延伸竣工的有利条件,结合《补勘地质报告》和-270m中段矿石类型分布特点,对其它工程的建设进行阶段性调整,重新选择了一个建设工期短、建设投资少、开采效益高的方案,以保持坑内生产的持续稳定。3长期与短期兼顾,分段实施根据-230m中段以下矿体的赋存特征及矿石类型分布特点,确立了方案优化的基本原则:①长期与短期兼顾,既要有短期利益,又与长远规划相符合;②整体与局部结合,即整体规划,分步实施,局部矿段的开拓与回采不影响整体开拓布局,减少重复建设;③铜、硫、磁铁矿兼并,优先采铜,做到资源的充分回收与综合利用;④工程投资少,建设工期短。3.1号主矿体号主矿体新桥矿床为一大型多金属硫铁矿矿床,共生的矿种有Au、Ag、Cu、S、Fe等,已探明地质储量1.7亿t,矿区有大小矿体80个,其中以Ⅰ号矿体为主,其矿石量占总矿量的87%,矿体平均含S31.2%,属高硫矿床,有自燃的可能性。Ⅰ号主矿体西翼(27线以西)走向NW,倾向NE,倾角10°～15°,呈似层状,赋存于高骊山组砂岩与船山(部分为栖霞)组之间,矿体走向长750m,-230m以下倾向延伸480m,平均厚度25m,地质储量1914万t。矿体顶板为大理岩化灰岩、大理岩,局部为闪长岩、闪长玢岩,稳固性基本良好,底板为石英砂岩,少部分为粉砂岩,稳固性好,一般不需支护,矿床水文地质条件简单,岩溶不发育,地下水以裂隙式承压水为主,其产出部位为矿体底板砂岩与矿体接触面上,补给来源为大气降水。3.2采矿段5-400m原一期开拓方案为主、副井延深至-442m、-352m,主井溜破系统相应下延;-270m中段开拓范围为21线以西矿体,开拓平面采用双底沿+穿脉+顶沿环行运输形式。这种开拓技改方式技术上可行,但经济上不合理,尤其是-270m中段开拓工程量过大,没有考虑开采效益,而且由于一期工程资金的紧张,工程难以全面展开建设。故本优化方案首先对-270m中段开拓进行了调整即以27线以西为界限进行两步规划,首先选取纵5～纵7.5线含铜、金、银较高的矿段为首采矿段。其开拓方式为竖井(措施井)加盲斜井开拓,开拓平面布置以纵4线为界,纵4～纵7.5线之间采用沿脉布置形式,设三条沿脉运输巷道(一条主运输巷道,两条受矿巷道),纵1～纵4线之间矿段采用顶底盘沿脉+穿脉的环行布置形式(见图1)。盲斜井布置在矿体下盘,倾角20°,斜长102m,串车提升,一次提升两辆2m3固定式矿车,提升计算能力40万t/a。矿石经盲斜井提升至-230m中段,利用-230m中段主井提升系统和溜破系统将矿石提升至地表。措施井位于矿体上盘中部,优化方案利用其已延伸至-330m水平的有利条件,将其作为-270m中段开拓期废石提升井,并为盲斜井再次下延至-300m中段创造良好条件。原设计方案-270m中段的通风、排水、供风、供水、供电等利用目前矿山现有基础设施,并随着四个井筒的延伸相应增调。由于副井暂不延伸建设,故本方案对以上几大系统在原方案的基础上进行适当的调整和优化。-270m中段通风以措施井和铲运机通道为进风井,辅以局扇将污风排至-210m水平回风道,再与-180m中段回风系统相连,风量、风压均满足安全技术规程要求;排水系统采取一次规划,分步实施的办法,将-270m中段涌水排至-230m中段,再利用-230m排水系统进行接力排水至地表;坑内供风、供水、供电系统管路通过专用管子井从-230m中段引至-270m中段。3.3交替采场管理原设计方案-270m中段采矿方法仍然沿用分段空场嗣后一次充填采矿法,未考虑-270m中段首采矿段矿体产状的变化,也不利于铜、硫、磁铁矿矿石的分采分出。出矿设备为30kW电耙,出矿台班效率为150t,要满足30万t/a基建出矿规模,需七个采场同时回采,如按60万t/a,则需更多采场同时回采,采充交替采场数量多,管理衔接困难,采切工程量大。因此,-270m中段首采矿段采矿方法、采场结构参数、充填工艺、出矿设备等方面做了较大优化。根据-270m中段矿体赋存特征及顶底板围岩稳固程度,纵5线至纵7.5线矿段采用上向水平分层充填采矿法,采场垂直矿体走向布置,矿房矿柱间隔布置,先采矿柱后采矿房,矿柱采用尾胶充填,矿房采用矸石或全尾砂充填、尾砂胶结接顶。在矿体底板布置一条公用铲运机通道,沿矿体走向每隔7m垂高布置一条沿脉铲运机联道,在联道中按采场布置形式向矿体掘进铲运机联道。采场水平分层高度由过去的4m提高至7m,凿岩采用YG-90台钻,采用了1.5m3电动铲运机出矿(铲运机出矿年台效12～15万t),2～3台即可满足30万t/a出矿生产能力,采掘比可由原采矿方法的160标m/万t降为74标m/万t。对原江沙充填系统进行技术改造,利用选矿尾砂,采用水泥+粉煤灰+尾矿胶结充填新工艺,使吨矿成本由61元下降为51元