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马路坪矿中磷开采工艺的改进

2011-11-15军,罗曼,李

采矿技术 2011年4期
关键词:空场矿房矿层

汪 军,罗 曼,李 黔

(贵州开磷集团, 贵州贵阳 550302)

马路坪矿中磷开采工艺的改进

汪 军,罗 曼,李 黔

(贵州开磷集团, 贵州贵阳 550302)

开磷集团马路坪矿中磷开采一直以来是个难题。近几年随着磷石膏胶结嗣后充填法的成功应用,再通过开采工艺的优化,取得了较好的效果,解决了产能提升、安全生产、生产组织等方面存在的难题。

中磷;空场采矿法;嗣后充填采矿法;开采工艺

0 前 言

开磷集团马路坪矿中磷开采在750中段以上均采用空场采矿法。2006年磷石膏胶结嗣后充填采矿法在用沙坝矿试验成功后,2008年在马路坪矿进行推广应用,但由于马路坪矿开采技术条件与用沙坝矿不同,推广过程中出现了一些问题。在实践中,针对出现的问题提出了解决方案,并取得了较好的效果。

1 中磷开采技术条件

马路坪矿回采范围沿走向为E25~E15线,走向长度约3000 m,矿体呈稳定层状产出,矿层倾角20°~45°,矿体厚3~6 m,平均4 m,矿石平均地质品位35.23%。

矿层直接顶发育,厚度一般0~2 m,局部可达3 m以上,该层极不稳定,直接顶上为鲕状白云岩,致密稳固;矿层底板为白云岩,矿层中距底板0.8~1.5 m处存在一层光滑平直的白云质薄层,是矿层中的薄弱面,严重影响矿体的稳定性,一经揭露极易片帮滑落。

矿层顶板白云岩为含水层,常有裂隙、溶洞时有发育,矿层为隔水层。由于中磷矿层在开采过程中遇水后成泥浆状,对安全生产、运输以及生产能力的提升造成了较大影响。

2 开采工艺简介

2.1 空场采矿法

中段高度50 m,分层高度10 m,共5个分层。盘区长度600~800 m。盘区斜坡道布置于矿体底板,位于盘区中央,盘区内布置3条溜井,分别位于盘区中央、盘区斜坡道两翼200 m处。盘区内采用从上往下、从两端向中央的顺序回采。

盘区斜坡道送至相应分层后沿脉内掘进脉内采准巷道,然后由盘区两端向盘区斜坡道退采,在脉内掘进工程到位的情况下,采用两分层同步退采,上分层超前下分层一个矿房。

2.2 充填采矿法

中段高度50 m,分层高度10 m,共5个分层。盘区长度600~800 m。盘区斜坡道布置于矿体顶板,位于盘区中央,盘区内布置3条溜井,分别位于盘区中央、盘区斜坡道两翼200 m处。盘区内回采采用从下往上的方式进行。

盘区斜坡道送至相应分层后在距矿体15~30 m处掘进顶板脉外采准巷道,并沿走向每隔20 m掘进矿房石门至矿体,然后沿矿体走向掘进20 m形成脉内采准,在矿房两端施工沿矿体倾向的切割上山;在2~3个分层的脉外采准掘进完成后,由最低分层开始,间隔对矿房采用房柱法进行回采,然后由上分层对下分层已采矿房进行充填,充填矿房胶结后继续向上回采并充填,在上一分层矿房充填体胶结后,可采最低分层未采的矿房,如此循环。

2.3 存在的问题

(1)用空场法开采时,由于盘区斜坡道位于矿体底板,顶板的水释放不出来,导致在回采过程中水对顶板特别是直接顶的浸润,形成严重的安全生产隐患;水与中磷矿混合后形成泥浆状,对文明卫生整治及矿石运输带来极大的影响。

(2)由于盘区长度在600~800 m,开采是自上而下、两翼向中央进行,造成回采准备时间过长。

(3)回采矿房跨度的确定随意性大,回采过程中观察顶板的情况主要依靠经验。

(4)原设计每个盘区布置3条溜井,由于使用空场采矿法,矿、废的排放在掘进工作的不同阶段进行,即掘进前期为废石,掘进后期及回采期间为矿石。随着生产能力的提升以及充填采矿法的应用,脉外掘进和回采同时进行,矿、废排放的生产组织难度加大。

3 开采工艺的改进

3.1 采切工程布置的改进

针对中磷的特性,如果在回采前对回采地段先行疏水,将可以避免回采过程中水对安全生产、运输、文明生产等的影响。

由于矿层顶板是含水层,裂隙、溶洞发育,而矿体为隔水层,如果将井巷工程布置在矿体顶板,并施工脉内采准,将可以使顶板水提前排除或减小将来回采过程中的水量,加之回采顺序是从下自上进行,因此上几个分层的回采将基本不会受到水的影响。

根据磷石膏胶结嗣后充填法回采工艺要求,所有工程均布置于矿体顶板,包括斜坡道、脉外采准及溜井系统等,这就为疏水创造了较好的条件。

3.2 盘区布置的优化

马路坪矿在使用空场采矿法和充填采矿法前期,盘区长度是按照600~800 m进行划分的,在实际应用过程中,随着产能的提升,出现了生产组织困难、生产准备时间长等问题。经过一段时间的研究和实践,提出了新的盘区布置方式,较好的解决了以上问题。

将盘区长度由600~800 m变更为400 m,盘区溜井由3条分散溜井变为2条集中溜井,且矿石和废石分别进入不同的溜井。不同盘区布置方案的对比见表1。

表1 不同盘区布置方案的对比

3.3 采场暴露面积的控制及确定

在采用空场采矿法时,采场的暴露面积主要依据施工人员的经验来确定,顶板好暴露面积大,顶板差则暴露面积小,这为安全生产留下了不确定因素。根据使用空场采矿法近30 a的统计和经验,马路坪矿采场暴露面积根据不同地段一般在400~800 m2,因而在确定马路坪矿充填采矿法矿房大小时选取的是600 m2,即矿房走向长20 m,倾向长30 m,平均暴露面积400~600 m2。由于充填采矿法需要事先确定矿房位置以便于矿房石门的布置,因而杜绝了矿房大小控制随意性的问题,为安全生产提供了保障。事实也证明,自2008年采用充填采矿法并根据矿山实际情况固定矿房大小以来,马路坪矿未发生过重伤以上安全事故。

3.4 综合方案

马路坪矿在充填采矿中结合以上方案对充填采矿法进行了修改,形成了新的采场参数:中段高度50 m,分层高度10 m,共5个分层。盘区长度400 m,矿房间距20 m。盘区斜坡道布置于矿体顶板,位于盘区中央,盘区内布置两条溜井,分别位于盘区斜坡道两侧中央。盘区内从下往上进行回采。

4 结 语

通过对盘区划分的优化,马路坪矿每个盘区虽然增加工程量140 m,但解决了矿、废石分排的难题,为产能提升的生产组织创造了条件;疏水方案的实施,使中磷回采过程中的安全性上大大提高,同时在矿石运输、井下排水及文明生产上也有了很大的改善;矿房间距明确也使矿房暴露面积在可控范围内,减小了安全生产压力。

优化后的充填采矿法方案现已在矿业总公司所属的3个生产矿应用,矿业总公司近几年来未发生过采场内重伤以上安全事故。

2011-06-02)

汪 军(1963-),男,江西景德镇人,工程师,主要从事采矿技术设计,Email:gzwj_003@163.com。

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