铁矿采矿有几个方法 业庄铁矿采矿方法的现实状况及其问题和对策

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1、铁矿采矿有几个方法 业庄铁矿采矿方法的现实状况及其问题和对策 业庄铁矿采矿方法的现实状况及其问题和对策肖旭光,孙召波,李 健摘 要:业庄铁矿水文地质条件复杂,现在所用采矿方法的残柱矿量达70%,且劳动效率低、安全条件差。为适应该前的技术经济条件,提出了改善采矿方法的设想,并采取有限元法对采场结构参数进行了优化,得出矿房矿柱宽度宜由现在的7m增加至10,12m的结论。提议采取浅孔切顶、锚喷支护、控制爆破等方法,提升隔水矿柱等的安全性,以处理现在采矿方法存在的问题。关键词:大水矿床;采矿方法;隔水矿柱;中深孔落矿;嗣后充填中图分类号: 文件标识码:A文章编号:1005-276303-0019-02

2、TheSituationandProblemsoftheMiningMethodinYezhuangIronMineandtheCountermeasuresXIAOXu-guang,SUNZhao-bo,LIJianAbstract:Thehoydrogeologicalconditioniscomplex,theorevolumeoftheresidualpillarisupto70%fortheadoptedmin-ingmethodatpresent,andthelabor,theauthorsputforwardsomeideaofimprovingtheminingmethod,o

3、pt-imizethestructureparametersofstopebysuingfinite-elementmethod,anddrawaconclusionthatthewidthsofchamberandpillarshouldbeincreasedfrom7mto10mand12mrespective-ly,finally,suggestsomemeasuressuchascuttingthetopofstopebyshallowblasting,adoptingbolt-shotcretesupportandcontrolledblastingaswellasincreasin

4、gthesafetyofthewater-resistingpillarinordertosolvetheproblemsexistinginthecurrentminingmethod.KeyWords:Heavy-waterdeposit,Miningmethod,Water-resistingpillar,Medium-lengthholecaving,Subsequentback-fillingX及成败。1 水文地质条件业庄铁矿矿床的水文地质条件复杂,矿体上盘存在两大含水层:其一为中奥陶系灰岩,岩溶裂隙含水层,是矿体的直接顶板,和南部山区的大片灰岩相连,此含水层含水丰富,岩溶裂隙发育,

5、渗透性好,渗透系数k1=/d,尤其是矿体北部顶板接触带,岩石比较破碎,含水尤其丰富。另一含水层为第四系砂砾石孔隙潜水含水层,和汶河河床之砂砾石层相连,第四系和潜水地表水可视为一体,此层厚度通常35m,近河处可达10m,富水性强,渗透系数k2=100300m/d。两大含水层因为局部第三系岩层太薄或因为结构的破坏而发生互补关系,依据1975年的疏干试验资料,日涌水量可达1517万m3。2 采矿方法及存在的问题业庄铁矿始建于1966年,1969年底完成一期工程的建设任务,原设计的采矿方法为有底柱分段崩落法,设计规模为年产原矿20万t。投产前在采准施工中发觉涌水量大大超出设计排水量,1971年起被迫转

6、入探水和治水。1980年转为缓建进行排水维护。1986年,业庄铁矿采取预留护顶矿层隔水进路采矿法回采矿体,在此基础上,矿山于1990年设计采取分段崩矿阶段空场嗣后充填法采矿,并于1992年完成简易充填系统的建设,至此,业庄铁矿利用了两种采矿方法采矿。预留护顶矿层隔水进路采矿法实际上是一个在护顶矿层的保护下,靠掘进巷道回采矿石的小空场采矿法,其回采矿石的方法便是掘进,所回采矿石靠电耙耙出;阶段空场嗣后充填法的实质是矿块垂直采矿方法是矿山的关键,直接对矿山的生产规模、矿石的损失和贫化、劳动生产率、采矿成本及安全等起着决定性作用,关系到企业的综合经济效益X收稿日期:2021-12-19,男,.走向部

7、署,长度为预留7m护顶矿层后的矿体厚度,通常在30m左右,中段高40m,矿房、矿柱宽7m,分段高度10m,底柱和顶柱高6m,采取YG)90钻机凿岩,扇形中深孔落矿,电动铲运机在平底出矿。几年的开采实践,暴露了两种采矿方法所存在的问题:预留护顶矿层隔水进路采矿法开采范围长达150m,高30m,局部地段达50m,该范围的矿体已呈蜂窝状,整体性遭到破坏,回采残柱时的安全条件差,将给未来的作业带来很多技术问题和安全问题,且该采矿方法劳动效率较低,采矿成本较高;分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法的生产能力大,劳动效率也较进路采矿法高,但实践证实,现用的矿块结构参数及采矿工艺不尽合理,因为矿房、矿柱宽度太小,

8、矿石回采后不利于矿柱的维护和回收,且上盘预留的护顶矿层在连成一片后,因为跨度过大,整体强度下降,易产生断裂破坏,失去隔水护顶的作用,另外,因为采取中深孔落矿,爆破产生的冲击波对护顶矿层的整体性造成破坏,并对地表建筑物有一定影响。分段崩矿的阶段空场嗣后胶结充填采矿法。不过,业庄铁矿上盘岩体富水这一特殊条件,使得在采取这种较优秀的采矿方法时,不能拘泥于成法,必需有所改变,以优化选择出目前技术经济条件下切实可行的采矿方法。采场结构参数的优化。业庄铁矿因为上盘岩体富含水,不允许开采过程中及充填前发生冒顶,故采场的稳定性十分主要,直接关系到采矿方法的成败。为此,采取有限元数值模拟手段,分析在不一样结构参

9、数条件下采场稳定性改变情况。针对业庄铁矿新开矿体和残矿体,分别垂直矿体走向截取计算剖面,建立4个计算模型。对于每一个计算模型,均分4步模拟矿体开采,第一步骤为计算矿体原岩应力场;第二步骤为回采矿房一;第三步骤为胶结充填矿房,回采矿柱另一侧的矿房二;第四步骤为胶结充填矿房二,回采矿柱。新开矿体、残矿体阶段高均为40m,残矿体内小空区尺寸为3m,间距宽。依据业庄铁矿地质情况和矿岩特征,和充填实测数据,计算所用的参数如表1所表示。表1 计算模型的矿岩、充填体力学参数种类矿体围岩充填体弹模泊松比抗拉强度3 新采矿方法的探讨分段崩矿阶段空场嗣后胶结充填法以其生产能力大,劳动效率高、采矿成本低而成为世界充

10、填采矿法的发展趋势之一。业庄铁矿矿体形态规整、厚大,贮藏比较集中,矿石和围岩中等以上稳固,倾角28b40b,这些开采技术条件,显然适合采取大直径深孔崩矿或中深孔部署形式垂直走向下盘倾角32b上盘倾角54b护顶矿厚度7m经过模拟计算,结合生产实践,得到的最优参数如表2、表3所表示。表2 新开矿体采场结构优化参数顶柱5m阶段高分段高采场长通常866m平均39m矿房宽10m矿柱宽12m4060m1113m表3 残矿回采采场结构优化参数部署形式垂直走向矿体倾角37b38b底柱9m顶柱5m护顶矿层厚7m阶段高分段高采场长47m矿房宽10m矿柱宽1012m257m水的影响原因。现在,业庄铁矿采取10m10

11、m的网度在矿体上盘部署钻探工程。首先,能够探明矿体边界,其次,探水并注浆,经过注浆,试图在矿体之外人工营造一个/帷幕0,将地下水挡在矿体外面,以确保采矿工作的安全。但因为这个假设的/帷幕0的有效性尚不能得到充足的验证,因此,在治水方案未有重大突破的前提下,上盘三角形体宜临时保留,以确保护顶矿层的隔水性。爆破的影响。中深孔落矿孔底起爆易造成对孔底部位的整体性的破坏,使其护顶作用大大降低以至于丧失。其次,因为中深孔长,受采动的影响,全煤巷道顶板破碎,漏煤时会出现空顶区,区内易出现高温自燃发怒点,造成巷道火灾;一旦高温点进入采空区,将造成采空区火灾,因此将巷道护顶材料由荆笆改为菱形金属网,网上部铺设彩条布,然后对巷道围岩进行喷射混凝土全封闭,确保回采巷道煤体和空气隔离,预防或减缓煤体氧化过程,有效地起到了预防巷道火灾的目标。的变形量。易自燃煤层综放开采回采平巷变形破坏的关键原因为:上方小煤矿开采造成底部回采平巷积水,围岩软化后巷内基础支架钻底,支架工作阻力低;应将全煤巷道部署在煤层底板煤矸互叠层上方,采取双排点柱加强支护方法;同时在回采平巷外端,采取喷射混凝土全封闭支护,预防巷道顶板空顶区内出现自燃发怒点,预防巷道火灾,以确保回采巷道的正常使用。研究结果已在耿村煤矿综放开采中得到了推广实施,取得了预期效果。