利华石膏矿设计说明书-枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率

PAGEPAGE271、前言枣庄市底阁石膏矿区探明石膏地质储量6亿多吨，由于大多数石膏矿多年来一直采用房柱式采矿法进行开采，平均回采率在15%左右，造成石膏资源浪费较大，使枣庄地区内的整个石膏矿区服务年限大大缩短。石膏是不可再生资源，如果不采用高回采率的新型采矿方法进行开采，十几年后枣庄地区的石膏资源优势将不复存在，枣庄市的水泥工业、石膏制品业所用石膏原料有可能到外地区购买。枣庄市峄城区利华石膏矿从提高石膏资源的回采率、充分利用资源延长矿区服务年限出发，提出推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率项目申请。按照省财政局、省国土资源厅及市、区财政局的有关要求，结合枣庄市峄城区利华石膏矿的开采现状，首先在该矿矿田范围内选择合适矿段进行房柱崩落式采矿法的试采工作。为使该项目工程顺利实施，枣庄市峄城区利华石膏矿于2006年4月组织技术人员编写了推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率的设计说明书。枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回收率，不仅具有较好的经济效益，而且还能取得较好的社会效益和环境效益，对促进石膏资源合理开发和保护，提高矿产资源对经济社会可持续发展的保障能力，具有重要意义。1.1项目名称及类型（1）项目名称枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率（2）项目类型枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率为新开项目。1.2项目立项及批复情况枣庄市峄城区利华石膏矿为提高石膏资源回采率，于2005年8月提出《推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率》的立项申请。枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率项目，得到市、区财政局领导的重视，此项目是否可行，已由峄城区财政局组织有关专家进行论证，并于2005年8月形成了中央财政矿产资源保护项目可行性研究报告，并上报市财政局审批。市财政局接到申请后，于2005年11月14日下发了《关于下达2005年国家补助矿产资源补偿费保护项目经费的通知》（枣财建指[2005]24号）。批准矿产资源补偿费保护项目经费120万元，用于峄城区利华石膏矿“推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率”项目。1.3设计目的和任务（1）设计的目的枣庄市峄城区利华石膏矿目前有未开采的石膏储量1920.73万t，若用房柱式采矿法进行开采，服务年限仅有12年，将有1536.58万t石膏资源浪费掉，推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率项目设计的主要目的：确定较为合理的采矿几何尺寸，最大限度的提高石膏资源回采率，延长矿井服务年限。（2）设计的主要任务①选择合适的矿段，设计出房柱崩落式采矿法施工方案。②设计出试采矿段地质详查方案。③选择地压观测及采矿的相关机械设备。1.4设计依据本项目设计的主要依据有：（1）枣庄市财政局《关于下达2005年国家补助矿产资源补偿费保护项目经费的通知》枣财建字[2005]24号。（2）枣庄市峄城区利华石膏矿推行房柱崩落式采矿法提高资源回采率立项申请书及该项目可行性研究报告。（3）枣庄市峄城区利华石膏矿开采设计方案。（4）枣庄市峄城区利华石膏矿测制的井上下工程对照图。（5）枣庄市峄城区利华石膏矿提供的采矿情况和地质资料。（6）山东地质勘探大队提供的《山东省枣庄市底阁石膏矿区前王庄矿段勘探地质报告》及钻探资料。（7）枣庄市国土资源局2003年3月为枣庄市峄城区利华石膏矿颁发的采矿许可证。（8）山东省矿产资源委员会办公室批准的《枣庄市峄城区利华石膏矿矿简测地质报告》。1.5工作范围及起止时间（1）工作范围项目工作范围位于枣庄市峄城区利华石膏矿依法申请划定的矿区范围内。（2）起止时间自项目批准至矿山服务年限以内。2、设计原则和目标2.1设计原则根据目前矿山现状和上级的要求，本次初步设计的原则是：在确保安全的前提下，尽量提高石膏资源回采率、节约耗材降低生产成本、提高劳动生产率。2.2设计目标项目的设计目标主要有以下几点：（1）通过在生产中对房柱崩落式采矿法的试采，摸索出适合本矿区的矿房、矿柱几何尺寸，使资源回采率大幅度提高，从根本上解决开采回采率低，资源浪费严重的问题，从而最大限度的延长矿井服务年限。（2）通过地压观测，掌握地压变化规律，为安全生产管理提供科学依据，有效控制地压变化，及时崩落采空区，防止顶板事故及大面积塌陷造成的危害，为矿山今后的安全生产打下良好基础。（3）降低生产成本，提高经济效益和劳动生产率。3、项目承担单位概况3.1矿区位置及隶属关系枣庄市峄城区利华石膏矿隶属于峄城区峨山镇政府，矿区位于枣庄市峄城区底阁镇南3.5Km东南晁村南，东部和南部与峄城区峨山石膏矿相邻，西部与峄城区西石膏矿相邻，矿山中心座标:东经117°28′54″,北纬34°24′16″。该矿西距潍徐公路1km，西南距徐州市75km，西北距枣庄市35km，南距京杭大运河台儿庄港15km，之间均有硬化路面相通，区内水、陆交通方便。3.2矿山概况枣庄市峄城区利华石膏矿属镇办集体企业，始建于1995年，设计生产能力30万t/a。2003年3月由省国土资源厅换发采矿许可证，证号：3700000320059，开采矿层为Ⅰ层、Ⅷ层、Ⅸ层石膏，开采深度为-80至-300m，矿区范围拐点坐标见表3-1所示。矿区范围拐点坐标表表3-1点号XY13840000.0020573220.0023840000.0020574480.0033839680.0020574376.0043838916.0020573448.0053838916.0020573220.00该矿矿区面积0.92km2，截至2004年底累计查明资源储量6782.4万t，已开采动用资源量481.7万t，可采保有地质资源储量1920.37万t。该矿现开采Ⅸ层石膏，该层石膏平均厚度7.75m，质量上乘，SO3含量高，杂质少，可作为优质建材、水泥原材料，用途广泛，市场销售较好。企业现有职工260人，其中具有初级、中级职称的矿山地质、测量、采矿技术人员10余人，均从事多年的石膏矿山开采工作，在生产中积累了丰富的采矿经验，有能力做好房柱崩落式采矿法的试采工作。4、矿山地质背景概况4.1自然条件（1）气象水文本地气候属温暖大陆性季风气候区,气候温润﹑四季分明,春冬少雨干燥，夏季炎热多雨。年平均气温14℃,夏季平均气温25~29℃,冬季气温平均-2℃，冻土层平均深度0.19m，无霜期平均193d，年日照时间平均2376h。风多集中与2~4月,平均风速2.7m/s。年平均降雨量834.91mm，降雨多集中于6~9四个月内，占全年降水量的55.4~88.6%，最大年降水量为1390.7mm（1958年），最小年降水量471.8mm（2）地形地貌矿区位于苏北平原北部,属黄淮海冲积平原东部,平原湖地,地势平坦,海拔+29~+30m。4.2地质背景（1）地层井田内均为第四系覆盖，下伏地层为下第三系官庄组，地层产状平缓，走向北西，倾向北东，倾角6~8°。地层有上至下依次为：①第四系(Q3)矿区内大片被第四系所覆盖，本矿段厚约22.2~25m，顶层为1.5m左右厚的耕植土，其下为上更新统冲积层，为黄褐或灰黄色砂质粘土、粘土（含钙质结核及铁锰结核），偶见泥质粉砂土。底部近基岩处可见0.5~1.5m厚含砾石砂粘土层。本层厚21~24m，由西向东厚度加大且砂质成份增高。距地表1~015m处有时砂质成份较高。底部含砾石砂粘土层分布无规律。砾石成份主要为石英岩。次棱角状，泥砂质半胶结，含较多铁锰结核。钙质结核由地表向下皆可见，其大小不一，形状不规则，分布不均匀。铁锰结核下部含量稍多。②下第三系官庄组(E23-3g)下第三系官庄组为矿区含膏岩系。矿区地层由上而下可分为三段：a、上段（E32—3g）灰、灰黑、紫色泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、石英长石砂岩、泥灰岩透镜体等。深灰色泥岩中夹一至两层炭质泥岩，厚0.5~1.00m。砂泥混杂，既不分层，混合也不均匀，局部砂质淤积，无一定形状，轮廓不清。泥灰岩中常可见搅混构造，灰岩中有一些泥灰岩或泥岩的斑状，轮廓有的清楚，有的不明显，有的呈不规则棱角状。本段地层是在浅水氧化一还原环境中形成。交错层理，掺凝构造、搅混构造、层理弯曲等现象均说明沉积环境较浅。沉积物形成于流水入口处且受水波浪的影响。b、中段（E22—3g）该段为含膏岩系，厚100m左右，岩性为黑色泥岩、含膏泥岩、泥岩、普膏、雪花膏、纤维膏及少量泥质砂岩、泥灰岩、泥质白云岩等，可分为上、中、下含矿带及12个矿层，矿带间距为5~15m。上矿带厚度较大，多在45~50m之间，产状稳定，矿化连续性好，=6\*ROMANVI—=12\*ROMANXII七个矿层赋于该矿带中。以Ⅷ、=9\*ROMANIX为主矿层。中矿带厚8~10m，产状稳定性和矿化连续性较差，=3\*ROMANIII、=4\*ROMANIV、=5\*ROMANV三个矿层赋存于该矿带。下矿带厚10~15m，产状稳定，矿化连续性好，=1\*ROMANI、=2\*ROMANII两个矿层赋存于该矿带，以=1\*ROMANI为主采矿层。c、下段（E21—3g）紫红色、砖红色砂质泥岩、泥质砂岩夹薄层长石石英砂岩，粗粒长石石英砂岩及少量泥灰岩透镜体。底部见杂色砾岩与细砂岩，泥质砂岩互层。本段在矿区大片出露，分布面积较广，厚度＞500m，从岩性分析，原始沉积为河流—浅水氧化相。（2）构造区内以断裂构造为主，褶皱构造不发育，基岩层向北东缓倾斜的单斜构造，地层倾角6~8º。区域东西向峄城断裂控制了盆地北界。本矿段所见主要断层有F7、F1、F2。F7断层：位于本矿西南部，已通过采掘工程揭露探明，控制了本矿南部采矿边界。断层走向133°左右，倾向43°，倾角55°左右，垂直断距为60m。该断层把矿田分割成南、北两大块。F1断层：位于F7断层东280m处，通过生产揭露，其走向NW311°，倾向NE，倾角70°，东盘上升，为逆断层，断距11m，在本矿长约400mF2断层：位于F1断层东90m处，通过生产坑道揭露走向NW302°，倾向NE，倾角70°，断距45m。另在生产过程中揭露的数条中小断层，规模断距较小，但对开采有一定影响。（3）岩浆岩本井田内未见岩浆岩。4.3矿体特征（1）膏层特征矿体走向长约1200m，倾向长约1100m，走向110°，倾向20°，倾角6°~8°的层状矿体。含膏岩系厚度100m左右，岩性为泥岩、含膏泥岩、泥膏、普膏、普膏含硬膏及少量泥灰岩、泥质白云岩等。依前王庄矿段勘探资料划分，下第三系官庄组中段含膏岩系分为三个矿带（上、中、下`矿带或第三、第二、第一矿带）,12个矿层（膏组）（由下而上编号为Ⅰ—Ⅻ）。其中上、下两矿带矿化较好，中矿带矿化较差。上矿带包括Ⅵ-Ⅻ七个矿层，其中Ⅷ、Ⅸ为主矿层；中矿带包括Ⅲ-Ⅴ三个矿层；下矿带包括Ⅰ、Ⅱ两个矿层，其中Ⅰ为主矿层。前王庄勘探段以7勘探线为界，分成东西两部分，东部（7-16线）为重点勘探矿段，上、中、下三个矿带皆可见。西部（31—7线）上、中矿带缺失，仅见下矿带。峄城区利华石膏矿区范围位于前王庄勘探东部，以16勘探线以东435m至8勘探线西25m为东、西最大边界，从底阁石膏矿区普查8勘探线钻孔剖面资料可见到Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ矿层，16勘探线见到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ、ⅩⅣ矿层.。峄城区利华石膏矿自建矿后经过多年开采和相邻矿山开采揭露证实，矿区内以Ⅸ层膏和Ⅰ层膏为最厚而且稳定，矿体呈厚层状，走向110°。产状与地层一致，倾向20°，倾角6°~8°，由于受F7断层的破坏，将矿区分为南北两大地质块段。除Ⅸ层膏和Ⅰ层膏外，另有Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ、Ⅺ层膏以现有开采技术有可开采价值，厚2.5~5m.可利用矿层情况如下：Ⅰ矿层：为雪花膏，灰白色，在ZK16_-3，ZK16-7孔中揭露，平均厚度14.19m，矿层平均品位71.36%。Ⅱ矿层:普膏、雪花膏，灰白色，在zk8-7、zk16-3、zk16-7孔中见到，其中zk16-3孔中厚度最大，为3.94m，平均厚度为3.19m，平均`品位70.08%。Ⅲ矿层:为普膏、雪花膏，在zk8-7、zk16-3孔中见到，平均厚度3.82m，zk16-7孔中见矿厚度最大，为5.53m,平均品位76.28%。V矿层:为普膏，只在zk8-7、zk16-3、zk16-7、孔中见到，平均厚度3.82m，zk16-7孔中见矿厚度最大，为5.53m，平均品位76.28%。Ⅵ矿层:为普膏，只在zk8-1、zk8-7、zk16-3、zk16-7孔中见到，其中zk16-7孔中最厚危4.47m,平均厚度位2.65m,平均品位73.89%。Ⅷ矿层:为普膏，在zk８－７zk16-1、zk16-3、zk16-7孔中见到，平均厚度2.72m，平均品位71.35%。Ⅸ矿层：为普膏夹纤膏，在各钻孔中均见到，分部面积广，厚度大，储量大，其中，在ZK8-1孔中厚度最大为10.59m,平均厚度7.75m,平均品位73.05%，目前正在开采此矿层。Ⅺ矿层:为普膏，在zk8-1、ZK8-7、zk16-3、zk16-7、空中见到，平均厚度为2.7m,在zk16-3孔中最厚为4m,平均品位72.58%。（2）矿石类型及质量矿石自然类型有透明石膏、纤维石膏、普膏、泥膏。透明石膏极少见，未形成矿体。①普通石膏：灰黑色、深灰色、粒状结构、块状构造，主要矿物成份为石膏（石膏含量60%），含少量硬膏。石膏颗粒间被泥质矿物充填，泥质矿物的含量不等，石膏颗粒有时相对集中，呈纤维状细脉顺层产出。普通石膏常被薄层黑色泥岩或顺层状纤维石膏所分割，纤维石膏厚2~5mm，此种矿物组合称普膏夹纤膏，由于其中泥质矿物及纤维石膏的含量不等，因此化学成份的差异也较大，石膏含量也较大，石膏含量最高可达90%。化学成份：石膏平均品位75.33%；其中含MgO2.47%、Fe2O30.88%、AL2O32.08%、H2O-0.15%、酸不溶物7.08%、烧失量22.23%、K2O0.40%、Na2O0.15%。②泥膏：石膏含量50~60%之间，其矿石类型又分为下列两种：a、普膏与灰黑色泥岩互层产出，单层厚度小于1cm。b、石膏颗粒与泥质矿物颗粒混杂在一起，厚层状，矿石呈灰黑色、灰绿色。化学成份：石膏平均品位57%；含MgO2.42%、Fe2O31.01%、AL2O32.55%。H2O-0.16%、酸不溶物8.23%、烧失量22.79%、K2O0.46%、Na2O0.22%。③纤维石膏矿区内可见两种类型：一是与层理斜交或重交，主要受节理裂隙控制的纤膏，最宽达5~6cm，一般2~3cm，分布无规律，另一种是顺层分布的纤膏，和围岩产状一致最厚达18cm，一般3~8cm化学成份：石膏平均含量大于95%；其中含MgO0.22%、Fe2O30.16%、AL2O30.54%、H2O-0.015%、酸不溶物1.12%、烧失量20.58%，K2O0.20%、Na2O0.06%、SiO21.15%、Cl-0.08%、SrO0.018%、CO20.37%④影响矿石质量的因素a、泥质矿物：泥质矿物充填于普通石膏和泥膏的石膏颗粒之间，区别在于泥膏的泥质矿物含量大于普通石膏的泥质矿物含量。b、黑色泥岩：是矿石中的主要杂质，其含量的高低直接影响矿石的品位。c、对纤维石膏的影响：泥质矿物和黑色泥岩在优质纤维石膏中含量极低，在劣质纤维中含量较大。（3）矿石的物理化学性质①矿石的机械强度见表4—1。矿石的机械强度表表4—1岩石类型平均抗压（MPa）平均抗剪（MPa）备注普通石膏16.11.92②矿石的吸水率：3.~16.3%③矿石质量普膏：工业品位CaSO4·2H2O≥55%边界品位CaSO4·2H2O≥45%④开采技术要求a、矿石可采厚度≥1m。b、夹石剔除厚度≥1m。c、纤维膏：工业品位CaSO4·2H2O≥85%。4.4矿床开采技术条件（1）水文地质条件①矿区内无大的地表水体，对采矿较为有利，仅有一条新沟河从矿田的西部边界穿过，为季节性河流，对开采有一定的影响，矿区内农田灌溉量每亩每年400~500吨水。据长期观测及水文地质剖面和等水位线等资料，说明河水补给地下水，对矿床充水有间接影响。②矿区均为第四系覆盖，其下为第三系a、第四系含水层（Q4）顶部为厚约1米左右黄褐色、灰褐色腐植土，孔隙发育，为透水层，不含水。其下为灰黄、褐黄色含钙质结核砂质粘土夹粘土透镜体，局部地段夹厚10~30cm，含砾中粗砂透镜体。第四系分布面积较广，地下水位埋深1~2m。含水层平均厚度25.47m，水力坡度0.00043。b、第三系隔水岩层（E2—3g）上段：灰色、灰黑色、紫色泥岩、砂质泥岩互层，夹泥灰岩透镜体，岩性致密。中段：黑色、紫褐色泥岩、含膏泥岩、泥膏、普膏、纤膏等。厚约100m，岩性致密不含水。下段：紫红色泥岩、砂质泥岩互层，岩性致密不含水。岩层厚度大于400m，为良好的隔水层。下第三系隔水岩层中虽有微细节理构造，但节理面光滑紧密，不含水。仅在近基岩与第四系交界附近，由于地下水的作用而使岩石颜色变浅。从钻孔ZK4—19和ZK4—21以及矿井开采得知，涌水量小于0.001L/s.m，可视为隔水层。另外，从实际生产导致矿体破坏，地表下沉，其上开挖养鱼塘，长期蓄水而井下观测冒落区都无灾害性涌水这一事实，也可证明下第三系确为隔水层。③断层的富水性和导水性矿段内已揭露多条断层，只有三条较大断层斜穿矿床，即F7F1、F2（2）工程地质条件依据有关地质资料和峄城区利华石膏矿生产实践可知，含矿岩系中泥岩、砂质泥岩风干后易崩裂，遇水后膨松、变软、粉化，强度极低；而石膏矿层较稳定。矿层的顶板是泥岩，稳固性较差，采矿暴露后即冒落（泥岩夹薄层普膏或互层产出时稳固性也较差），在不支护的情况下不能作为矿层直接顶板，开采过程中必须留设1.5~2.0m左右厚度的矿层作顶板。矿层底板是泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩稳固性较差，受压后不能承受矿柱压力易产生塑性流动，表现为底鼓，最终导致顶板破裂、冒落。因此，底板亦需留设1~2m厚度的矿层作底板。矿层、矿层顶、底板抗压、抗剪强度见下表4—2矿层、矿层顶板、矿层底板抗压抗剪强度表表4-2项目 膏层抗压强度（公斤/厘米2）抗剪强度（公斤/厘米2）垂直岩层面平行岩层面垂直岩层面平行岩层面一般平均一般平均一般平均一般平均顶板10.9—163.849.7412.6—41.827.2 2.77—15.566.66 1.241.24矿层66.0-271172.7681.2—230.5155.89.2—34.1420.6117.72—19.4818.6夹层52.3—134.279.8030.5—40.835.656.03—14.109..9 1.26—6.904.08底版118.3—125.712272.572.514.0514.056.416.41矿层及岩石性较软，硬度系数f≤3。因顶、底板及矿层中夹层稳固性较差，矿井工程地质条件属中等，开采时应保留足够的矿层以维护采场地压。岩石的机械物理性能，据实验，用硝铵炸药每公斤可崩落矿石4~8t。测得块度及松散系数如下：块度30×20×15（cm3）以下松散系数为2.09，块度68×20×35（cm3）松散系数为2.25。测得矿石安息角38°00′~40°33′,平均39°19′。矿石密度普膏为2.31t/m3，纤膏2.27t/m3。(3)环境地质条件矿层均埋藏在第四系以下，含矿岩系稳固性差，采空区形成一段时间后，就会自然垮落或人工强制崩落，崩落后引起地表塌陷，地面建筑设施和农田因此受毁坏。造成一定的矿山地质环境问题。地表水和含水层的水通过井筒、塌陷区边缘渗透到井下，再从井下水仓排到地表沟渠，使含水层得不到正常补给。采矿活动引起区域性地表水位下降。经过循环排到地表的水中硫酸根离子增加，对环境有一定的影响。5、项目实施初步方案5.1矿山地质详查枣庄市峄城区利华石膏矿位于底阁矿区前王庄矿段东北部。由于建矿初期资金不足，对矿田范围内的地质情况没有进行详查，地质勘探钻孔布置的间距较大，特别是矿田的北部，钻孔控制更达不到开采的要求。为使本矿推行房柱崩落式采矿法提高石膏回采率项目设计有科学依据，要进一步查明试采矿段矿体的赋存现状、埋藏深度、矿体厚度、顶底板围岩坚固性等。必须对该矿的矿山地质进行详查工作。根据原地质勘探钻孔布置情况，选择F2断层以北适当位置，加密补打钻孔进行勘查，勘探网络控制在200×200m以内。至少要打四个钻孔。5.2开采技术线路（1）房柱崩落式采矿方法标准方案房柱式崩落采矿法是综合房柱采矿法和崩落采矿法的各自优点而形成的一种新型采矿方法。它利用尽可能小的矿体作为支柱，省去需要较多投资的人工支户和崩落法随采随崩落顶板的特点。即刻服了房柱采矿法因矿柱过多而造成回采率低的缺点；又解决了崩落采矿法因人工支护成本较高的矛盾，以达到大幅度提高石膏回采率，又不会增加石膏开采成本的目的。①回采单元的划分根据本矿目前的开采现状，设计采用沿矿体走向划分盘区，在盘区内沿倾向划分采区，在采区内沿倾斜方向再划分矿快进行回采。即在主运输平巷以下。沿主运输平巷每隔60~80m布置盘区下山，掘至井田边界构成盘区。在盘区内每隔50~60m设置采区运输平巷，把盘区划分成采区。在采区内再把矿体划分成沿倾斜面的分条（矿快），每个矿快即为回采的基本单元。②单元的回采顺序盘区回采顺序：采用后退式，即由井田边界向主下山逐个后退式回采。采区回采顺序：采用上行式。即由盘区最下部的采区开始，沿倾斜向上逐个回采。矿快回采采用后退式。即由已崩落盘区、采区向未崩落的盘区、采区逐条回采。③巷道规格和布置原则开采方案中的采准切割巷道有盘区下山、采区运输平巷、绞车硐室、切割下山、回风平巷等。设计采用同一规格：高2.5~3m，宽4m。巷道布置原则：采准切割巷道均布置在矿体内，且布置在所开采矿体的下部。因矿体底板一般为泥页岩，不稳固，因此在掘进巷道时必须预留部分石膏层作为护底层。④矿快回采根据地质报告和生产探矿情况证实，该矿以=1\*ROMANI、Ⅸ矿层为主采矿层，矿层倾角6°~8°左右。Ⅸ矿层平均厚度7.75m，采矿时根据实际情况留设不小于1.0m护顶矿，0.5m护底矿，矿房宽度7m，矿房高度6m，矿柱为5×5m的间断矿柱。首先把矿块划分为矿房（宽7m）和矿柱（宽5m）,然后按下列步骤进行回采。第一步：在矿房的中心部位由上部平巷沿矿房底板向下掘切割下山与下部平巷贯通。第二步：从切割下山的下端开始，以下山为自由面进行拉底至矿房全宽。第三步：以拉底空间的顶板为自由面，用倒台阶形式回采矿房至矿房的全高和全宽。第二、第三两步骤循环进行，每进行一次为一个回采循环，每循环推进的距离（2.0~2.5m）为一步距。矿房回采的第一个循环拉底时要一次拉底两个步距，然后回采矿房。回采台阶宽度取2.0~2.5m，即一个回采步距的长度。台阶高度以整分矿房全高为原则，本次试采取2.0m。第四步：当矿房推进到设计预留方形矿柱位置时，暂停矿房回采，对矿房一侧的连续矿柱进行切采，其步骤与回采矿房时相同。直至矿柱切透为止，使连续矿柱切出一个5m×5m的间断方形矿柱。⑤主要回采工艺本方案主要回采工艺包括：落矿、通风、顶板管理、二次破碎、运搬和放顶等。落矿：电煤钻钻眼，眼深1.5~2.0m，水平平行布置，眼距1.0~1.2m，最小抵抗线可略大于眼距，取1.5m左右。为有效控制矿石块度，在爆破炮眼之间布置适量不装药的空眼。钻眼工作在爆破后的膏堆上进行。爆破采用2#岩石炸药，电雷管起爆。人工进行二次破碎。通风：掘进切割下山时要配置局扇进行通风，矿房回采时主要靠自然通风，自然通风达不到要求时，也要用局扇进行通风。顶板管理：顶板的维护主要依靠所留临时矿柱的支撑和膏层本身的强度来实现。严禁破顶回采，一旦破顶必须把破层的浮膏块撬掉，使顶板始终保持完整的层面，对欠稳固处要安设少量支柱进行支护。运搬：矿石运搬采用人工装车，串车提升至上部采区运输平巷，再由主提升下山提至主运输平巷，经竖井提至地面。放顶：临时间隔矿柱形成，并出矿结束后，即可开始放顶。放顶前，首先在钻凿矿房最上一个分层炮眼时，即预先在设计位置钻好足够的切顶炮眼和放顶炮眼。并把放顶眼装好药，切顶眼和放顶眼的深度应尽量穿过护顶膏层。其次在切采矿柱的同时，在临时方形矿柱内的适当高度（以钻眼方便为准）钻好崩柱炮眼，并装好药。在做好一切放顶前的准备工作后，放顶眼和崩柱眼同时起爆，使顶板随爆破而冒落，充满采空区，然后开始下一个回采循环。⑥工程的衔接与配合盘区下山的掘进：下山掘进开始可两条相邻下山同步进行，由上而下按设计位置掘进通风联络平巷，以使相邻下山连通，构成采区的通风系统。盘区回采：盘区下山掘完后，即可开始盘区回采。其位置是从盘区最下部（矿田边界）的采区内开始回采。矿块回采：采区内矿块回采应逐个依次进行。前一矿块回采时，可同时掘进后一矿块的切割下山。（2）房柱崩落式采矿法试采施工方案①试采位置的确定根据本矿井下开采现状，F2断层以南已基本开拓完毕，有的部位已经用房柱法进行开采，因试采方案在开采过程中要有计划的崩落顶板，必然要造成地表塌陷。所选的位置一是地表无建筑物；二是无运输公路和；三是塌陷后不影响今后的开采。综合以上情况分析，把试采的位置定在靠近F2断层南，二水平以下西北部采区。②房柱崩落式采矿法试采施工方案选择的试采区有的盘区下山、采区运输平巷都已经掘完，因此对已形成的巷道规格等不在进行设计。新掘进一条盘区上山，其规格高×宽=2.5×3m，和原掘好的下山形成13m的盘区隔离矿柱。为确保试采区开采过程的安全，在试采区北端留17m的盘区隔离矿柱。试采采区有关参数设计：采区沿倾向长度55m，沿走向宽91m，矿房沿走向布置，矿房长84m，宽7m，采高6m，留5×5m的临时间断矿柱，因顶、底板围岩不稳固，为确保开采过程中的安全，在开采时必须留矿层进行护顶护底。现开采矿层厚度7.75m，矿房顶板预留1m、底板留0.75m的矿层（视矿层硬度而定）。矿房回采顺序：按一、二、三、四、五号矿房先后顺序逐个回采。即先从第一号矿房开始，由下向上（由西向东）后退式回采。矿块回采步骤：第一步：从一号矿房的下邦开始，由南向北掘进切割平巷，切割平巷规格高×宽＝2.5×3m，与下部下山贯通形成通风回路。第二步：从切割平巷的北端开始，以切割平巷为自由面进行拉底至矿房全宽。以拉底空间的顶板为自由面，用倒台阶分层式压顶回采至矿房的全高。分层台阶厚度下层2m，顶层1.5m。当矿房推进到设计预留方形矿柱位置时，暂停矿房回采，对矿房一侧的连续矿柱进行切采，其步骤与回采矿房时相同。直至矿柱切透为止，使连续矿柱切出一个5m×5m的间断方形矿柱。第三步：一号矿房回采结束后，强制崩落第一矿块的顶板。根据间断矿柱受压情况，若无明显来压现象，可两个矿块同时崩落。根据原枣庄市联营石膏矿试采的经验，也可一个采区全部采完后，集中一块进行放顶，但采空区一般不要超过2500ｍ２，还要看矿柱承受顶部压力具体情况而定。主要回采工艺：实施方案主要回采工艺包括：落矿、通风、顶板管理、二次破碎、运搬和放顶等。具体内容按标准方案执行，在此不再重复设计。③试采区的开采回收率计算试采采区内本层石膏储量为：109151.54t应采出石膏矿量为：45114.3t粉矿损失量按1%计算，粉矿损失量为：451.1t采区回收率约为40.9%。5.3采矿设备配置（1）测量仪器配置为使项目试采方案设计的方位和尺寸达到一定的精度，尽量做到准确无误，必须配备较为精密的测量仪器进行测量。配经纬仪一架、测距仪一台、水准仪一架。附属设施一套（包括钢尺、塔尺、铅垂等）。（2）采矿设备配置25kw调度绞车2部，矿车12辆（型号与现有的相同），煤电钻4台，移动升降平台两台，380/127V型变压器2台，局扇2台，风筒80m。15kg/m型钢轨1600m，钢丝绳600m，电缆（3）排水设施配置为防止崩落顶板造成地面塌陷后有水涌入采场，必须配备排水设备。选用100D-16×8型水泵，流量37.6m3/h，扬程147.2m，功率30KW，配备2台，其中一台备用。排水管选用Φ108×5.4地压监测设备配置为使房柱崩落式采矿法试采工作安全可靠，摸索适合本矿区内的地压变化规律，同时对原采空区进行有效监控，必须进行地压监测。地压监测设备配置：微机一套，地压观测主机一套，测试地压的压力盒10个，位移计6个。6、经费预算6.1地质详查费用预算详查地质工作费用预算表表6—1序号工作内容单位工作量取费标准（元）工作费用（元）1钻探m980434.74260062样品化学分析及试验件30102.930873综合研究及编写报告1、2项的20%85818.64钻探其他费用8000合计522911.66.2采矿设备购置预算采矿机械设备预算表表6—2序号设备名称数量单价（元）金额（元）125kw调度绞车2车12辆200024003煤电钻4台80032004380/127V型变压器2台80016005局扇2部8000160006风筒80m12096007100D-16×8型水泵2台380072009Φ108×4无缝钢管400m602400010移动升降平台2台120002400011经纬仪1架150001500012水准仪1架8000800013测距仪1台48000480001415kg/m型钢轨1600m7512000015钢丝绳600m301800016电缆800进巷道1160240000合计6586006.3地压监测设备购置预算地压监测设备购置预算表表6—3序号地压设备名称数量单价（元）金额（元）1微机1套800080002压力盒10个1200120003观测主机1套12000120004位移计6个100060005电子监控探头10套40040006微机房及装备25000合计670006.4项目投资总费用预算项目费用预算总表表6—4费用项目地质详查采矿设备地压观测设备总费用金额（元）522911.665860067000.01248511.6备注项目投资总费用不包括材料消耗和人工工资7、预期成果及效益分析7.1预期成果采用房柱式崩落采矿法与原房柱式采矿法开采相比，可使石膏回采率提高20~30%，每年可节约石膏资源75万t，矿井服务年限可延长13年。其他各项指标也都有明显改善。劳动生产率得到提高，节约了爆破器材，缩短了爆破时间，改善了劳动环境，同时可使石膏的块状率明显提高。房柱式崩落采矿法的推广，可取得可观的经济效益和社会效益。7.2经济效益采用房柱式崩落采矿法开采后，矿石回采率可提高到40.9%，较原来的普通房柱式采矿法的回采率20%左右，提高2倍之多。由于回采工作面条件（包括爆破条件和工人的劳动条件等在内）的改善，使得主要材料消耗指标普遍降低，其中：炸药由0.214kg/t降到0.125kg/t；雷管由0.446枚/t降到0.143枚/t；钻头由0.003个/t降到0.0018个/t。工人劳动生产率由3.73t/人班提高到5.0t/人班。同时可使矿石的块状率也相应提高。通过计算，可使石膏采出生产成本由18.7元/t降到16.09元/t，按年产30万t计算，每年可多获直接经济效益78.3万元。采用房柱式崩落采矿法开采后，由于矿石回采率比原来提高2倍多，按2005年底保有可采储量为1920.37万t计算，可多采出石膏384万t，可使矿山服务年限延长13年，从而使企业的基建投资年摊销费用将大幅度降低。按每吨售价30元/t计算，销售成本24元/t，企业可多获经济效益2304万元。同时可为国家多增加GDP11520万元，净增税金2150.4万元。7.3社会效益矿山服务年限的延长，可为当地解决农村剩余劳动力就业问题，按平均全员劳动生产率400t/人年，本矿可安排近750人就业，每人年平均工资6000元计算，每年将有近450万元转化为消费资金。按延长13年计算，可为当地农民多创收入5850万元。本矿石膏由当地社会车辆进行外运，平均按吨膏获利4.5元计算，可使社会车辆多获纯收益1728万元。同时带动车辆维修、餐饮等行业生意兴隆，社会效益可观。我市水泥企业较多，要用大量的石膏作为添加剂；加上石膏制品行业（石膏粉、石膏板、石膏制酸等）也需用大量的石膏。由于矿山寿命的延长，可使上述企业获得廉价原料，其作用巨大。7.4环境效益矿井的服务周期较长，对矿井采空区塌落形成的塌陷地质环境的治理，本着统一规划、塌一块治一块的原则，对塌陷地进行综合开发利用。目前，底阁石膏矿区通过对塌陷区的治理，已总结出比较成功的经验，采取开挖鱼塘、抬田造地的方式，走种粮养鱼的路子，已取得较好的经济效益和环境效益。（1）地表塌陷后进行土地开挖，塌陷深的地方挖水塘，表面腐植土用于平整土地。排水沟渠与新沟河相连，做到涝能排，旱能灌。（2）挖出的水塘进行水产养殖，可以养殖河蟹、鱼鳖等。平整后的土地照常进行农作物种植，底阁矿区已治理过的塌陷地植桑养蚕，不仅改善了矿区的环境，同时也收到了较好的经济效益。（3）底阁石膏矿区矿井多，目前枣庄市底阁石膏矿区塌陷地质环境治理恢复项目已进入实施阶段，第I、II塌陷区的治理已经完成，第三期已经开始。出现的塌陷地区地质环境的治理要本着统一规划、分期实施，局部服从整体的原则，充分利用十分宝贵有限的土地资源，重新建立一个稳定合理的生态系统，为建立立体高效农业打下基础。8、组织领导及保障措施8.1组织领导枣庄市峄城区利华石膏矿，推行房柱崩落式采矿法开采提高回采率工作，不仅技术性强，而且安全要求程度比较高。因此，在试采过程中必须加强组织领导。为了确保该项目试采圆满成功，利华石膏矿决定抽调精干专业技术人员，成立试采工作领导小组，负责项目试采方案的具体实施工作。领导小组组长：矿长，副组长：主管安全生产的副矿长，成员：技术科、生产科、安全科等有关科室的主要负责人和采矿技术人员。项目试采工作全过程接受峄城区财政局的监督和指导，工作小组定期向区财政局报告试采工作进展情况，项目完成后按要求写出总结报告。8.2保障措施（1）项目试采工作