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歪头山铁矿深部开采境界的优化

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Se r i a l   No. 53 7   现 代 矿 业  J a n u a r y . 2 01 4   M 0DERN  MI NI NG  总 第5 3 7期  2 0 1 4 年 1月第 1期  ・ 实 用技 术 ・   歪 头 山铁 矿 深 部 开 采境 界 的优 化  韩延清  渠爱巧  米  成  ( 1 . 辽宁科技 学院资源与土木工程学院; 2 . 本溪钢铁 集团矿业公 司)   摘 要 根 据 新的地 质勘 探 资 料 , 通 过 方 案 比较 , 确 定 了歪 头 山铁 矿 深 部 开 采 的 最终 合 理 境  界, 适 当改变了原有采矿工艺, 其规模可达到 5 0 0万 t / a , 有效缓解 了歪头山铁矿 目 前铁矿石产量不   足 的现状 , 为扩 大矿 山生产规 模和 延 长矿 山服 务 年 限提 供 了条件 。

  关键 词  深部 开采 开采境界 采矿 工 艺  根据本 溪 钢铁公 司 “ 十二五” 规划 , 生 铁 和钢 生  产规 模将 达到 1   0 0 0万 t / a , 需要 铁精 粉 1 6 5 0万 t / a ,   目前 公 司铁 精 粉 供 应 能 力 不 足 5 0 % 。

歪 头 山铁 矿  的生 产规模 4 0 0万 t / a , 远 不能 满 足其选 矿 厂 8 0 0万  采 境 界 内储 量 6   8 5 8万 t , 境 界 外储 量 5   9 6 5万 t , 在  1 2   8 2 3万 t 储量中, C级 以上储 量 仅 有 3   7 0 5万 t , D   级储量 9   l l 8万 t , D级 储量 占 7 1 . 1 %, 矿 山现 保 有  储 量 级别 已无 法 满 足矿 山 生产 的需 要 。

为此 , 本 钢  矿业 公 司委托 辽 宁省 冶 金 地 质 勘查 局 四 。

四队 , 于  2 0 0 8年 7月一 1 1月 , 对该 矿进 行 了地质 补勘 。

  辽 宁省 冶 金 地 质 勘 查 局 四 。

四 队于 2 0 0 9年 3   月提 交 的《 辽 宁省 本 溪市 歪 头 山铁矿 床 补 充 地 质 勘  探报 告 》 , 全矿 床共 获得 ( 1 1 1 b+3 3 1+3 3 2+3 3 3 ) 储  量 1 6   0 2 8 . 6 1万 t …。

  t / a的生 产能 力 。

增加 歪 头 山矿 区 的生 产 能力 是 本  钢矿 业公 司今 后 长远要 考虑 的问题 , 为此 , 歪头 山铁  矿加强地质勘探 。

根据新 的地质勘探 资料 , 该矿分  层矿 量有 所 增 加 , 适 当改 变 采 矿 工 艺 , 可 实 现 矿 山  5 0 0万 t / a的生产 规模 , 有效 缓解 歪头 山矿 目前 铁矿  石 产量 不足 的现 状 。

为 了扩大 矿 山生产规 模 和延 长  矿 山服 务年 限 , 研 究 露 天 开 采最 终 合 理 深 度 和合 理  境 界势 在必 行  。

  2 矿 山 开 采现 状  歪 头 山铁 矿 是 多期 勘 探 、 多期 设 计 开采 的老 矿  山, 矿 山投 产 时 地 表 出 露 的 矿 山 标 高 为 3 3 5   m。

经  过 7次 大 的设 计 。

设 计 露 天 底 标 高北 部 一 5 2   m, 南  部为 一 4   m。

规模 4 0 0万 t / a , 剥岩 1   4 4 8万 t / a , 剥  采 比为 3 . 6 2   t / t _ 2   J , 目前 矿 山 正按 此 设 计 的境 界 进  行 深 部开采 。

  1 矿 山地质储 量  辽宁省 本 溪 钢铁 ( 集 团) 矿 业 有 限 责 任 公 司 歪  头 山铁 矿位 于 辽宁 省 本溪 市溪 湖 区歪 头 山镇 , 矿 区  内 出露 的地 层 主要是 太古 界 中鞍 山群 弓长 岭组部 分  变 质 岩系 , 由于遭 到 了强 烈 的混合 岩化 作用 , 地层 在  混 合 岩 中以残 留体 存 在 , 而 歪 头 山铁 矿 为混 合 岩 中  较 大 的残 留体 矿床 , 第 四 系层 直 接 覆 盖 在混 合 岩 及  变质 岩之 上 。

歪头 山铁 矿 床 矿 层 为单 斜 构 造 , 矿 体  ( 层) 呈层 状及 似层 状 , 由于后 期 脉 岩 的穿 插 及 强烈  的混 合岩 化作 用 , 矿 体 形 态 变 得 复 杂 。

本 区主要 工  该矿 山经 过近 4 0   a的开 采 , 现 已形 成 一 个 南 北  长2   3 0 0   m, 东西 宽 1   3 0 0   m, 最 大高 差 2 0 0   1 T I 的采 矿  场 。

目前 矿 山 已完 全转 入封 闭 圈 以下开 采 。

  采用上 盘 陡 坡铁 路 运 输 , 在 上盘 固定 帮 以“ 之”   字线形式 进行折返 , 形成 固定 坑线 和会让 站 。

由南北  业矿体( 层) 有3 层, 即F e l 、 F e 2 、 F e 3 , 其中F e 2矿体  ( 层) 规模 较 大 。

  歪 头 山铁 矿 经 过 多年 开 采 , 地 质勘 探 报 告 提交  会让站分别进入下盘各水平临时移动站 , 再由临时移  动站和移动坑线进入上 、 下各水平台阶。

各水平的矿  石 和岩石 由 4   m  电铲 直 接装 入 6 0   t 矿 用 翻斗 车 , 由   1 5 0   t 电机 车牵引 9辆 矿车分 别运 往 1 9 0   m矿 石粗 破  碎站 和上 、 下 盘废 石场 。

为了加快 掘沟 和沟底 扩 帮的  速度 , 在上盘 1 6 4   m设倒装 矿槽 。

在掘 沟和 沟底 扩帮  的 c级 以上储量所剩无几 , 截止到 2 0 0 7年底 , 歪头  山铁 矿 主采 区 尚保 有 储 量 1 2   8 2 3万 t , 其 中设 计 开  韩延清( 1 9 6 5 一) , 女, 院长 , 教授 , 1 1 7 0 2 2辽宁省本 溪市 高新 园  区香槐路 1 7 6号 。

  1 40   时期 , 或是铁路 布 线不 能 到达 的地 方 , 采 用 汽 车运 输  将 岩石运至 1 4  6 1 T I 卸 矿平 台 , 再 通过 1 4 4   m 运输 线路 

歪头山铁矿深部开采境界的优化

韩延 清  渠爱巧 等 : 歪 头 山铁 矿 深部 开 采境界 的优 化  由电机 车将岩石 运至上 、 下 盘废石 场 。

  2 0 1 4年 1月第 1 期  探 报告 》 为 依 据 圈 定 的 。

根 据 该 报 告 , 4 1~4 2勘 探  3 矿 山露 天 开 采 最 终 境 界 的 圈 定  根据 已确定 的歪 头 山铁 矿露 天 采场 最 终 边坡 构  线 的勘探网度满足要求 , 但4 0 勘探线的勘探 网度不  够, 因此 , 1 1~ 4 1 线 储量 级别 均 为 3 3 3级 J 。

  该 方案 将 前 述 境 界 以 一5 2   m 为 底 向 南 扩 约  2 0 0   m, 破坏 了原 有 的 1 7线 。

采剥 工 艺 和 运输 系统  与前方 案 相 同。

  上 述 两个 陡坡 铁路 运输 方案 必须 尽快进 行 大量  扩帮 , 每年 的扩 帮量 不能 小 于 1   4 0 0万 t , 扩 帮越 晚 ,   难 度越 大 。

  3 . 3 方案1 1 1 : 不保留 1 7线汽 车- 铁路 联合 运输 方案  成要素, 共 圈 定 了 3个 露 天 开采 境 界 方 案 : I 保留 1 7   线的陡坡铁路运输方案 ; Ⅱ 不保 留 1 7 线陡坡铁路运输  方案 ; Ⅲ不保 留 1 7线汽 车一 铁路 联合运 输方案  。

  3 . 1 方 案 I: 保留1 7线 陡坡 铁路 运 输方 案  该 方案 是 以 2 0 0 9年 3月 辽 宁 省 冶 金 地 质 勘 察  局 四 。

四队提交 的《 本 溪 市 歪 头 山铁 矿 床 补 充 地 质  勘探报告》 为依据圈定 的, 圈定结果 : 1 5 ~ 2 1 线露天  底 为 一1 0 0   m, 比原境 界下 降 4 8   m, 境 界 剥 采 比平 均  为9 . 1   m  / m   ( 7 . 4 9   t / t ) , 一1 0 0   m 以下 仅 在 7线 和  该 方 案是 在方 案 Ⅱ的基 础上 衍生 的 。

露天 底标  高、 底长 、 底宽 、 总 体边坡 角 均与方 案 Ⅱ相 同 , 由于考  虑扩 帮工 艺不 同 , 露天境 界 的运输 系 统有所 差 异 。

  方案 I和方案 Ⅱ扩 帮 区 的岩 石均 采用 陡坡 铁路  2 1线 上 盘 剩 余 很 少 矿 量 ; 1 3~1 1线 露 天 底 为  5 2   m, 比原 境 界 下 降 4 8   m, 境 界 剥 采 比平 均 已接  一 近 1 1   m   / m   ( 9 . 0 5   t / t ) ; 9线 以南 一5 2   m 以下 仍 有  大量 矿 石 , 但 向下延 深剥 采 比过 大 , 方案 确定 7线 和  运输 , 虽然这两个方案运营费用较低 , 但扩帮工艺极  其复 杂 , 生产 管理 难 度 大 , 年扩帮量大, 难 以保 证 扩  2 1 线剩余 的矿量 , 以及 9 线 以南 一 5 2   m以下矿石将  来 同花 岭 沟地 下开 采统 筹 考虑 。

  该 方 案 在 上 盘 固定 帮 布 置 陡坡铁 路 固定 坑 线 ,   在 下盘 布 置矿 石 和岩石 公 路运 输 系统 。

正 常采 剥 区  ( 原境界内) 矿、 岩采用 汽车运输 , 扩 帮 区 采 用 陡坡  铁 路运 输 ; 上盘 1 6 4   m 站 和 新 建球 团线 路 大部 分 可  以保 留 , 不 需要 新 征农 田。

  3 . 2 方案 Ⅱ: 不保 留 1 7线 陡坡 铁 路运输 方 案  帮区的下降速度 , 对矿 山稳产在 5 0 0万 t / a 也难 以   保 障 。

为此考 虑 了 扩 帮 区采 用 汽 车一 铁 路 联 合 运 输  方案 , 即在上 盘境 界边 缘1 6 4   m 设 倒 装矿 槽 , 扩 帮 区  的岩 石采 用 大 型汽 车 分 别 运 到 上 盘 1 6 4   m 和 下 盘  6 4   m倒装 矿槽 , 然 后用 电机 车将 岩石 运至 排 土场 。

  3 . 4 露 天开 采最 终境 界 的确定  3 . 4 . 1 方案 比较  本 方 案是 以 2 0 1 0年 2月 辽 宁 省 冶 金 地 质 勘 察  研 究 院提 交 的《 本 溪 市 歪 头 山花 岭 沟 铁 矿 床地 质 勘  3方案 露天 开采 境界 圈定 结果 见表 1 _ 3   。

  表1   露 天 开 采 境 界 方 案 圈 定 结 果  注: ( 3 3 3 ) 级储量矿石按 5 0 %计人矿石 , 5 O %计入岩石 , ( 3 3 4 ) 级储量矿石和 ( F e p p ) 矿石全邵计人岩石 。

  3 . 4 . 2 陡坡铁 路 运输 方 案分 析  ( 1 ) 根据 2 0 0 5年 4月 中钢 集 团 马 鞍 山矿 山研  用 1 5 0   t 电机车 双机 牵 引 , 机 车 调头 繁 琐 , 给 矿 山生  产 管理 造成 了较 大 的麻烦 。

  究 院提交 的《 陡坡铁路技术与应用报告》 的研究成  果, 采用陡坡铁路技术 , 可提高上盘最终边坡角 , 减  少 上 盘 大量剥 岩 。

但 是 , 在 固定线 路形 成 之前 , 各 台  阶运输均采用临时移动站和缓坡移动坑线 , 然后向  陡坡 固定 坑线 过 渡 。

在 由缓 坡 向 陡坡 过 渡 过 程 中 ,   站 场 和线 路经 常移 动 , 运输 线路 经 常 中断 , 扩帮 区剥  ( 3 ) 在采用铁路运输 过程 中, 要求工 作平台较  宽, 可同时工作台阶数仅能保持 2 个, 每个 台阶可布  置 2台 1 0   m  电铲 剥 岩 , 铁 路 运 输 电铲 台年 效 率 按  3 0 0 万t 计, 扩帮部位 年剥 岩能力 仅可完 成 1   2 0 0   万 t 。

  岩停产 , 影响扩 帮下 降速度。

并且 固定坑线形成 困   难, 投 资较 大 。

  ( 2 ) 在 陡坡 运 行 过 程 中 , 为 了保 证 安 全 必 须 采  ( 4 ) 在扩帮过渡期 间, 采用铁路运输 , 工作帮坡  角缓 , 连帮时的扩帮剥岩量大 , 每年上盘扩帮量至少  需要剥离 1   4 0 0— 1   4 5 0 万t 岩石才能保证矿山规模  稳产在 5 0 0 万t / a 。

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