3.房柱式采矿法

武安市云驾岭铁矿开采方案设计报告 3.采矿

3.采矿

3.1 开采方法选择

云驾岭铁矿由1#、3#、6#、10#、12#、14#勘探线横剖面，Ｉ—Ｉ纵剖面所控制，分Fe1、Fe2两个矿体。Fe1矿体分布于3 #勘探线上，由CK16和CK44两钻孔控制，呈水平状，平均厚度4～5m，赋存标高＋52～86m的隐伏矿体;顶底板均为灰岩。Fe2为主矿体分布在1#～14#勘探线的灰岩与闪长岩接触带上的隐伏矿体;由ZK18等14个钻孔控制，属D级勘探程度。矿体顶板为灰岩，底板为闪长岩或蚀变闪长岩，有时为矽卡岩。矿体赋存标高为＋50～－285之间，距地表埋藏深度平均400m左右，矿体走向S12°E，走向长1527m，宽度400m～650m，1#至10#勘探线间的矿床产状呈背斜状，东翼倾向NE，倾角25°，西翼倾向SW，倾角17°，10#勘探线至14#勘探线矿床呈向东单斜产状，倾角15°～20°。

根据云驾岭铁矿床赋存条件，云驾岭矿体开采技术较为复杂，影响因素多，矿体埋藏较深，由北向南缓角度倾没。故对云驾岭铁矿设计采用井下开采方法。

3.2 矿床现状及开采范围

云驾岭铁矿由1#～14#勘探线横剖面和I—I纵剖面控制了Fe1、Fe2两矿体。云驾岭村座落在6#勘探线上，村庄东西长约600m，南北宽约400m，玉石洼铁矿生活区位于3#勘探线以东延长线上，村庄与生活区下均压住10#勘探线以北绝大部分矿体;武安冶金矿山公司为开采这部分矿体，已施工了部分开拓工程，其中：主井已掘至-30米，风井掘至0米，-30米水平，0米水平，+50米水平也已做了部分工程。现在，武安冶金矿山公司委托我院做《河北省武安市云驾岭铁矿开采方案设计》。经与武安市冶金矿山公司商定，将云驾岭矿体分两期开采，一期工程开采范围：沿走向1#～10#勘探线间，垂直方向为-75m以上的矿体；10#勘探线以南，-75m以下的矿体作为二期工程开采。

云驾岭铁矿地质储量级别均为333级，共2640.98万吨，其中Fe1矿体38.88万吨。一期工程设计开采范围内的可采地质矿量，Fe1矿体33.57万吨，Fe2矿体为1198.76万

吨，合计1237.64万吨，平均品位46.51%。二期工程范围内为1403.34万吨。

3.3 矿山生产能力和服务年限

3.1.1矿山工作制度

采用连续工作制，年工作330天，天3班，班8小时。

3.1.2矿山服务年限

1．按一期开拓工程以内的可采矿石量计算的服务年限为26年。

2．矿山企业一期工程按设计生产能力正常生产年限为23年。

3.1.3矿山生产能力的验证

设计根据“云驾岭铁矿开采方案设计委托书”的要求，以及10#勘探线以北，-75m 水平以上矿体赋存条件，可采地质储量1199.76万吨分布情况和选用的采矿方法，生产能力确定为25万吨/年铁矿石进行验证。

1．按阶段可布置矿块数进行生产能力验证。

其计算方法如下：

A

N q k t

Z

E =

⋅⋅⋅

-

⋅

1

验算结果如表3-1。

表3-1 按可布矿块数的生产能力验证表

经上述验证矿山达到生产能力25万t/a是可能的。

2．按经济合理服务年限验证年生产能力 其计算方法

年63.267.0%)

81(25%

7376.1199)1(=⨯-⨯=-=

E A Q T ρη，取26年。

式中：Q —可采的工业矿石量，万t ； η—矿石回收率，%； A —矿石年生产能力，万t ； ρ—废石混入量，%； T —矿山服务年限，a 。

E —地质影响系数，％

上述验证结果符合小矿山服务年限要求

根据以上两种方法结果确定矿山生产能力25万吨/年是合理的。

3.4 矿床开拓

3.4.1矿区地形地质特征 云驾岭铁矿位于河北省武安市土岭乡云驾岭村，云驾岭矿体北与玉石洼矿体毗邻，公路横贯矿区。

矿区地处太行山东麓与华北平原的过渡地带。地势北高南低，西高东低，云驾岭标高404.20米，一般地面高程为380米～390米。

区内地层大部分被第四系覆盖，土层厚2～10米，砾石层厚50～130米，矿区北部

及南部见 有中陶统马家沟组灰岩；云驾岭东部（3#和6#勘探线的CK44和ZK909钻孔）揭露了石炭系页岩和砂岩层，厚度为30～50米。

区内两个矿体Fe 1、Fe 2 ,Fe 1矿体平均厚度4～5米，赋存标高50～86米，Fe 1矿体储量38.88万吨，平均品位58.3%，储量级别(333)D 级。Fe 2矿体为主矿体，分布1#～14#勘探线间的灰岩与闪长岩接触带上，平均厚度14.5米，储量级别D 级，Fe 2矿体储量2602.21万吨，平均品位46.51%。储量级别为D 级。矿床埋藏深度50m ～-285m 间，矿石体重3.83吨/m 3。

云驾岭铁矿水文地质条件，矿区在地貌上处于缓坡丘陵地，地势西北高，东南低，地面标高为270米～415米。区内含水层有寒武系，下奥陶，中奥陶系石灰岩，石炭系砂页岩和薄层灰层及燕山期闪长岩风化裂隙潜水层。中奥陶系石灰岩含水系为铁矿床直接顶板。矿区地下水主要补给源是大气降水；云驾岭铁地下水位在118米～132米范围之内；云驾岭铁矿矿坑涌水量预计-75米水平，枯水期0.84万m 3/d ，平水期1.02万m 3/d ，

丰水期1.32万m3/d。

云驾岭矿体埋藏较深，由北向南缓角度倾没，矿体顶板为灰岩，稳固性较好，底板为闪长岩，稳固性能良好，矿体均赋存在地下水位以下，属影响因素多，开采技术复杂的矿体。

3.4.2地表移动界线的圈定

由于云驾岭10#勘探线以北的矿体地表是云驾岭村庄和玉石洼铁矿生活区，在开采这一部分地下矿体时，地表不允许陷落。本次设计选择了嗣后充填房柱采矿法。一期工程期间不存在地表错动问题，故可暂不划定地表错动界线。地表错动界线留待村庄和生活区搬迁而不需充填采空区时再行圈定。

根据现有竖井的位置比较靠近矿体的实际情况，竖井距采场较近，为确保竖井不受地下矿体开采的影响，需圈定保护主提升井筒的保安矿柱。本设计按I类保护标准考虑，在距井筒周边20米之内为保护范围。地表为黄土砾石层，设计错动角45°，黄土砾石层以下的奥陶纪灰岩和闪长岩其错动角为70°。这样圈定的竖井保安矿柱矿量为13.8万吨。详见各平面布置图。

另外25米水平主回风平巷与回风石门联接处需留保安矿柱，其矿柱矿量为2.09万吨，详见+25米水平阶段运输巷平面图。

以上保安矿柱在开采后期均可进行回采，回采后应立即充填采空区以保护地表建筑物。

3.4.3开拓方案

根据武安市冶金矿山公司云驾岭铁矿目前现状，已掘的两条竖井已布置在1#勘探线附近。

一期工程开拓方案:

利用已掘的两个竖井。主竖井设计为双罐笼井，布置于1#勘探线以北，铁路专用线以南的山包上；回风井也布置在矿体西北1#勘探线以南，铁矿专用线以南（铁路现已拆除，改为公路），构成集中式布置的竖井开拓方案。

主竖井井口座标x=72976.499，y=12754.679，z=373.03。主竖井设置2#单层双罐笼，净直径D=5米；延深至-75米标高，井深453米，（已掘至-30米）提升长度448米。主竖井主要提升矿石、废石、升降人员、设备和材料，并兼作入风井。井筒内安装一对1800×1150的2#单层罐笼，以及排水管，压风管、供水管、电缆及梯子间等。

井筒与各阶段布置方式，采用分散布置系统，即各个阶段均分别通过石门、井底车场与主竖井贯通。各阶段采场采下来的矿石装入0.7m3矿车后，分别经各自阶段竖井井底车场，由主竖井罐笼提升至地表，各阶段的废石、设备、材料及人员亦由此竖井升降。