3.房柱式采矿法
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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。