王保東

(中國華冶科工集團(tuán)有限公司)

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鐵礦深部開采切割巷中深孔施工工藝優(yōu)化

王保東

(中國華冶科工集團(tuán)有限公司)

摘要目前，國內(nèi)鋼鐵市場產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致鐵精粉價(jià)格持續(xù)回落，加大了鐵礦山生產(chǎn)成本。七角井鐵礦在施工過程中，通過對切割槽中深孔施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，減少了采切工程、降低了投資、節(jié)約了生產(chǎn)成本，可供礦山同類工程施工參考。

關(guān)鍵詞切割槽中深孔施工采切工程生產(chǎn)成本

目前，國內(nèi)鋼鐵市場低迷，如何減少采切比、有效控制礦石的貧化及損失、降低綜合成本，是礦山企業(yè)的重中之重，也是現(xiàn)在礦山企業(yè)能否生存的關(guān)鍵因素。西寧特鋼肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司七角井鐵礦深部開采由山東冶金院設(shè)計(jì)，采用皮帶斜井、豎井聯(lián)合開拓，由中國華冶科工集團(tuán)有限公司和金誠信礦業(yè)管理股份有限公司聯(lián)合建設(shè)。深部開拓自2010年6月開始基建，2014年10月1日完成皮帶斜井及井下溜破運(yùn)輸系統(tǒng)施工，投入運(yùn)營。七角井鐵礦深部開采鐵礦石地質(zhì)儲量剩余8 408萬t，平均品位TFe 32.58%，設(shè)計(jì)服務(wù)年限18.9 a，達(dá)產(chǎn)第1年為250萬t，以后12.3 a為360萬t，后期5.6 a 為300萬t。2013年10月，中國華冶科工集團(tuán)有限公司承接了基建期采礦任務(wù)，2014年8月，中國華冶科工集團(tuán)有限公司與肅北縣博倫礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司簽訂了長達(dá)5 a的包采合同，采礦區(qū)段為13#～21#勘探線。該區(qū)段內(nèi)礦體傾角52°～55°，礦體水平厚度8～20 m，主要為中厚礦體，個(gè)別地段為厚礦體，設(shè)計(jì)規(guī)劃階段高度65 m，分別為2 215 m 中段、2 150 m中段、2 020 m中段，分段高度15 m，主要采用分段鑿巖、階段出礦的階段空場法，局部尾礦采用淺孔留礦法開采。為大幅度降低該礦山生產(chǎn)成本，本研究對切割槽中深孔施工工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1采切工程布置

采用退采的施工工藝在各中段最后1個(gè)分層布置脈外巷、出礦進(jìn)路，其余各分層不設(shè)計(jì)脈外巷。采準(zhǔn)工程沿礦體走向布置，采切工程主要有：①塹溝，布置于各中段最后1個(gè)分層礦體下盤礦巖接觸帶位置，施工時(shí)確保礦體面積占巷道斷面積的1/3～1/2，以利于布置炮孔；②出礦進(jìn)路，布置于各中段最后1個(gè)分層拉底巷與出礦平巷之間，一般與出礦平巷斜交約50°或垂直布置，出礦進(jìn)路的長度應(yīng)滿足鏟運(yùn)機(jī)出礦要求；③出礦平巷，布置于各中段最后1個(gè)分層，距礦體10～15 m位置，基本平行于塹溝布置，沿礦體走向施工并根據(jù)礦體變化調(diào)整；④分段鑿巖巷，布置于各分段下盤礦巖接觸帶位置；⑤切割巷，布置于采場退采方向的起始側(cè)(圖1)；⑥人行聯(lián)絡(luò)巷，布置于間柱位置，與鑿巖巷、下盤沿脈巷相通，為采場回采時(shí)的人行、通風(fēng)通道；⑦溜井，各中段每200 m布置一階段溜井，以滿足各中段的出礦任務(wù)；⑧探礦巷，偶爾與聯(lián)絡(luò)巷同屬1條巷道，要求穿過礦體上盤，兼作探礦之用，探礦巷布置于各分段，對于礦體較厚的采場，宜分層布置雙鑿巖巷(圖2)。

圖1　切割巷布置位置

圖2　分層局部布置雙鑿巖巷

2切割巷中深孔施工工藝優(yōu)化

2.1切割巷中深孔施工工藝

由于YGZ-90鉆機(jī)操作方便、成本較低，因而當(dāng)前國內(nèi)冶金礦山大都采用該型鉆機(jī)施工中深孔。由于切割槽爆破效果的優(yōu)劣直接影響整個(gè)采場的落礦效果，故而往往垂直于切割巷布置切割巷排位。因礦體一般有一定的傾角，切割巷需施工超出礦體下盤礦巖界線一定長度。切割巷中深孔排位布置完畢后，即可設(shè)計(jì)中深孔，中深孔排面一般垂直于切割巷向上呈傘形布置。

2.2工藝優(yōu)化

按常規(guī)設(shè)計(jì)，在退采時(shí)，為減少采切工程量，不設(shè)置脈外巷。在布置切割巷時(shí)，垂直于礦體施工至下盤，需超過下盤礦巖界線一定長度(具體數(shù)值視礦體傾角而定)，2 203 m水平S214采場切割巷布置如圖3(a)所示。切割巷優(yōu)化后，垂直于礦體施工至下盤、上盤礦巖接觸處即可，不必穿過下盤礦巖界線，在一定程度上縮短了切割巷施工長度，2 203 m 水平S214采場切割巷優(yōu)化后布置如圖3(b)所示。

圖3　S214采場切割巷布置

常規(guī)設(shè)計(jì)時(shí)切割巷布置排位垂直于切割巷布置，2 203 m水平S214采場切割巷排位布置見圖4(a)。對切割巷排位進(jìn)行優(yōu)化，排位靠近礦體下盤沿切割巷布置，2203水平S214采場優(yōu)化后的切割巷排位布置見圖4(b)。

圖4　S214采場切割巷排位布置

切割巷排位優(yōu)化后，根據(jù)2 203 m水平與上一分層的礦體情況、標(biāo)高、脈內(nèi)巷等基礎(chǔ)資料，繪制出沿切割巷布置相應(yīng)排位的礦體剖面圖，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)中深孔，2 203 m水平S214采場S6中深孔設(shè)計(jì)如圖5所示。在中深孔施工時(shí)，將YGZ-90鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)90°即可，且S3～S7排面的孔號角度一致，以便落礦時(shí)進(jìn)行微差爆破[1-3]。

圖5　S214采場切割槽S6排中深孔設(shè)計(jì)

3結(jié)語

在七角井鐵礦深部開采施工過程中，在采用退采方式的基礎(chǔ)上，對采場切割槽施工工藝及中深孔施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，加快了施工進(jìn)度(每個(gè)采場切割槽縮短施工平均約10 m)，降低了投資成本，有效控制了礦石的貧化與損失，對于類似礦山有一定的借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]徐永圻.采礦學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[2]管學(xué)銘，劉洪憶，張國云，等.寬孔距小抵抗線毫秒微差爆破技術(shù)在露天礦的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(1)：58-60.

[3]?？?逐孔微差起爆技術(shù)在黑溝溜井降段中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(1)：60-61.

(收稿日期2015-12-29)

王保東(1974—)，男，高級工程師，056002 河北省邯鄲市光明北大街12號。