SSSSSS SSS SSS SSSSꢀSSSS 金 ꢀ ꢀ属ꢀ ꢀ矿 ꢀꢀ山 总第 SSS 期 ꢀꢀꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ SSSSS SSSS SSSS年第 S 期 ꢁ采矿工程ꢁ 建龙铁矿露天转地下过渡期联合开采方案研究 甘德清 ꢀ张云鹏 S 河北理工学院S 白颖超 S 宽城建龙铁矿S ꢀ 摘ꢀ要ꢀ建龙铁矿正处于露天开采、地下一期斜井开采、边角矿平硐开采S 以及地下二期工程建设共同存在的 过渡时期。根据矿山开采现状和稳产过渡要求S 提出了 S 种过渡期联合开采方案。经过技术经济分析比较S 推荐 建龙铁矿采用露天扩圈开采、不改造斜井、主副井分期建设、先期副井提升 SSSS 水平矿石的联合开采方案。 关摘摘ꢀ露天转地下ꢀ过渡期ꢀ联合开采 SSSSS SS SSS SSSSSSSS SSSSSS SSSSSS SSS SSS SSSSSS SS SSSSSSSSSS SSSS SSSSSSSSSSS SS SSSSSSSSSSS SSSSSS SS SSSSSSSS SSSS SSSS SSS DSqSSg ꢀZhSSg YSSpSSg BSS YSSgchSS ( ((((( ((((((((( (( ((((((( ((( (((((((((((( ( ( (((((((( (((((((( (((( ((((( SSSSSSSSꢀSSSSlSSg SSSS SSSS SS SSw SS S tSSSSStSSS pSSSSd whSS SpSScSStSSgS SSclSSSd ShSft SSSSSgS SdStꢀcSt SSSSSg fSS SdgS Sf SSS SSS S SSdSSgSSSSd phSSS SSd thS cSSStSSct SSS Sf SSS S SSdSSgSSSSd phSSS cSSxSStS SccSSdSSg tS thS SSSSSg SctSSlSt SSS SSd thS SSqSSSSSSSt Sf StSblS tSSSSSt SSS Sf pSSdSctSSS Sf thS SSSSS fSvS SltSSSStSvSS Sf cSSbSSSd SSSSSg fSS thS tSSSSSt SSS pSSSSd wSSS SSdSS ShSSSgh tSchSScSl SSd ScSSSSScSl cSSpSSSSSSS SSd SSSlySSSS St SS SScSSSSSdSd thSt thS SchSSS bS SSSd whSch SSclSdSS SSlSSgSd SpSScSStSSgS SSSꢀtSSSSfSSSStSSS Sf thS SSclSSSd ShSftS SSpSSStS cSSStSSctSSS Sf thS SSSS SSd thS SSxSlSSSy ShSftS SSd thS lSftSSg Sf SSSS lSvSl S SSS by thS SSSly bSSlt SSxSlSSSy ShSftS WWW.KY114.CN SSSSSSSSꢀ SSSSSStSSS fSSS SpSSꢀpSt tS SSdSSgSSSSdS SSSSSSt SSS pSSSSdS CSSbSSSd SSSSSg ꢀ ꢀ建龙铁矿为中型贫铁矿床S 矿石类型为鞍山式 露天转地下稳产过渡。由于建龙铁矿正处于露天开 磁铁矿。矿区主要有!号矿带和 ∀号矿带S 矿体平 采、地下一期斜井开采、边角矿平硐开采S 以及地下 均厚度 SSS 7 SS 平均倾角 7S#S 平均品位 SSS SS% 。 二期工程建设共同存在的过渡时期S 研究过渡期联 该矿床 SSS S 以 上为 露 天 开采S 界 内矿 石 量 8SS 万 tS 平均剥采比 SS SS 原矿生产规模达到 8S 万 合开采方式S 保证过渡期时间和产量的合理衔接S 对 建龙铁矿具有现实指导意义。 t/ S。经过十余年的开发S 露天开采已进入晚期S 为 保持 8S 万 t/ S 的生产能力S 矿山于 SSS8 年进行了 SSS S、S7S S S 个中段地下一期斜井开拓。同时矿 山积极回收露天边角矿S 分别在 S7S S 和 SSS S 水 平各开掘 S 条平硐S 边角矿开采能力 SS 万 t。 目前露天开采最低作业水平已达 SSS S 水平S 露天界内结存矿量 SSS 7 万 tS 露天开采能力已降至 SS 万 t/ S; 地下一期斜井已经完成了 S7S S、SSS S S 个中段的开拓工程S 开拓矿量 SSSS S 万 tS 现开采 SSS S 水平东翼的矿体S 生产能力为 SS 万 t/ S。边 角矿平硐开采尚保有地质储量 SSS S8 万 t。 1 ꢀ摘渡期摘合开采方式 SS S ꢀ扩大露天境界开采 根据∃建龙铁矿地下二期工程可行性研究%报 告S 地下二期采用主副井开拓方案S 基建时间为 SSS SS个月。在 SSSS~ SSSS 年地下二期竖井工程 基建期间S 全矿各种开采方式的最大采矿能力为 7SS S 万 t/ SS 最低为 S7S 8 万 t/ SS 过渡期间产量不能 稳定到 8S 万 t/ S。一旦露天生产能力消失S 也很难 用其它工程补充这一能力。因此S 在露天转地下开 采过渡期间S 保持露天采矿能力对过渡期稳产起到 至关重要的作用。 基于开采现状S 一旦露天矿闭坑S 矿石产量消失 比例较大S 而一期斜井地下开采不能满足生产能力 的要求。因此S 矿山提出进行地下二期工程S 来实现 甘德清S 河北理工学院资源系S 副教授S SSSSSS 河北省唐山市新华 西 道 SS 号。 ꢁ S ꢁ ꢀꢀꢀ甘德清等: 建龙铁矿露天转地下过渡期联合开采方案研究ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀSSSS 年第 S 期 根据建龙铁矿露天开采台阶揭露矿体情况S 以 及地下一期斜井工程的生产勘探结果S S 号矿体均 有随深度变厚的趋势。该矿体在 S~ S 线间沿露天 上盘边帮 S 线附近向北东方向延伸S 平均厚度 SS SS 而采场 S 线以西地形标高较低S 采场南侧 S 线处 最低S 标高为 S7S S。S 线以东原为高山地形S 但实 际开采过程中S 由于上部矿体赋存变化较大S 故露天 上部境界从SSS S 开始收缩S 保留了宽平台S 因而给 露天扩圈创造了条件。 S SS 不改造斜井方案。按照矿山实际完成的地 # 下一期斜井工程标准S 将目前 S 串车斜井的单钩提 升改为双钩提升S 每钩提升 S 辆矿车S 核定的矿岩提 # 升能力为 SS 万 t/ SS S 箕斗斜井的核定提升矿石能 力为 SS 万 t/ S。因此S 在地下一期斜井不改造的条 件下S 其矿岩提升能力为 SS 万 t/ S。 # S SS 改造斜井方案。经考察论证S S 箕斗斜井 # 井筒断面规格较小S 若改造 S 斜井的提升系统必须 刷大井筒断面。由于该方案的工程量大S 停产改造 时间较长S 不能及早形成能力S 对稳定过渡期产量不 根据建龙铁矿的采场状况、矿体条件S 选取矿山 实际生产指标计算经济合理剥采比S 依照境界剥采 比不大于经济合理剥采比的原则确定露天开采境 界。 # 利。S 斜井原为双轨巷道S 只需改造串车斜井的装 备水平S 即可加大串车斜井的提升能力。因此S 将原 SSS P & SS S 型卷扬机更换为SKSS ∋ S ∋ S & SSS S 型 卷扬机S 仍采用双钩提升。同时将原 SS kg/ S 的斜 井轨道改为 SS kg/ S 的轨道。改造后S 由原来每钩 提升 S 辆矿车增加到提升 S 辆矿车。经计算验证S 串车斜井的矿岩提升能力可达 7S 万 t/ S。加上箕斗 斜井提升能力 SS 万 t/ SS 地下一期斜井改造后矿岩 总的提升能力为 SS 万 t/ S。 经计算S 经济合理剥采比为 SS SS。境界圈定结 果: 露天底降到 SSS S 水平S 比原境界降低了S 个台 阶S SS SS S 境界圈平均外扩 SS S。扩圈增加工业矿 量SSS S 万tS 岩量SSSS 7S 万 tS 扩圈增量的剥采比为 SS S。因此露天境界内工业储量 SS7S S 万 tS 岩石量 S8SS S 万 tS 平均剥采比 SS S8。 经露天采剥进度计划编制S 露天矿生产能力最 大可达 SS 万 t/ SS 扩圈后露天矿采至 SSSS 年 SS 月 闭坑。 SS S ꢀ露天边角矿开采 目前露天界外边角矿具备回收条件的矿体有露 天采场东端帮 S 线附近 S7S~ SSS S 的 S& S 号矿 SS S ꢀ地下一期斜井开采 体S 该部位边角矿储量 SS 万 t; 以及露天采场西端帮 WWW.KY114.CN # 地下一期斜井工程采用 S 套提升系统S S 斜井 S 线附近 SSS~ SSS S 的 S & S 号矿体S 该部位边角 为双钩串车斜井S 采用 SSSP & SS S 型卷扬 机提 矿储量 SSS S8 万 t。 YFCSS 7 & S 型翻转式矿车S 井底车场采用高低差吊 根据边角矿的开采技术条件S 并参照该矿以往 开采边角矿的实际指标S 经验证S 平硐采矿生产能力 可达 SS 万 t。在生产计划安排中S 考虑各开采方式 的回采时间和顺序以及过渡期产量的平衡S 边角矿 的回收能力按 SSS S 万 t/ S 编制S 边角矿于 SSSS 年 7 月末全部回收完毕。 # 桥。S 斜井为箕斗斜井S 采用 SS P & SS S 型卷扬机 S 提 SS S S 前翻式箕斗S 井底布设溜矿井直接向箕斗 装矿。斜井提升系统主要服务 SSS S、S7S S S 个中 段S 目前 SSS S 中段已进行采矿生产S S7S S 中段开 拓工程已完成。采矿方法以分段空场法为主S 浅孔 留矿法为辅。S 个中段的主要运输巷道均为双轨巷 道。 SS S ꢀ西端帮 SSS S 平硐开采 作为一项稳定过渡期产量的技术措施S 利用露 天最终边帮矿体揭露的有利条件S 在露天采场西端 帮 SSS S 平台上采用平硐开拓S 与地下一期斜井共 同开采 SSS S 中段矿体。 根据已开拓的 SSS S、S7S S S 个中段矿体的开 采技术条件S 采用同时工作矿块数和年下降速度 S 种方法计算S SSS S 单中段的生产能力为 S8S SS 万 t/ SS S7S S 单中段的生产能力为 SSS 88 万 t/ S。因 此S S 个中段同时生产的条件下S 采矿生产能力可达 SS 万 t/ S。经计算S 中段运输能力完全满足SS 万 t/ S 的要求。因此S 地下一期斜井开采的生产能力主要 是受斜井提升能力的制约。 为了及早准备出开拓 SSS S 水平边角矿的场 地S 在编制露天开采后期生产计划时S 采取强化开采 露天采场西端的措施。根据露天采剥进度计划S SSSS 年S 月即可进行 SSS S 平硐的开拓。地下 SSS S 中段保有地质储量 SSS SS 万 t。西端帮平硐主要 开采 SSS S 水平 S 线以西的矿体S 其地质储量 S7S SS 万 t。在生产计划安排中S 考虑各开采方式的 围绕提高地下一期斜井开采能力问题S 拟定了 不改造斜井和改造斜井 S 个技术方案。 ꢁ S ꢁ 总第 SSS 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ金ꢀ ꢀ属 ꢀꢀ矿ꢀꢀ山 ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀSSSS 年第 S 期 回采时间和顺序以及过渡期产量的平衡S SSS S 平 硐的采矿能力按 SS 万 t/ S 编制S 该平硐服务至 SSSS 年 SS 月末结束。 SS S ꢀ过渡期联合开采方案 根据研究的建龙铁矿露天开采后期联合开采方 式S 依照地下一期斜井是否改造、地下二期主副井是 否同时开拓以及开采中段的不同S 研究下列 S 种可 行的过渡期联合开采方案。 SS S ꢀ地下二期竖井开采 根据∃建龙铁矿地下二期工程可行性研究%S 地 下二期采矿生产能力为 8S 万 t/ SS 采用主副竖井开 拓方案S 设计开拓 SSS S、SSS S、SS S S 个中段。依 矿体开采技术条件S 采用分段空场采矿法和浅孔留 矿采矿法S 中段运输采用 ZKSS & S/ SSS 型电机车牵 引 YCCS & S 型曲轨侧卸式矿车。 S SS 不改造斜井S 先期副井提升 S7S S 中段矿 石方案。该方案中过渡期联合开采方式包括露天开 采、边角矿回采、地下一期斜井、SSS S 平硐开采与 地下二期先期副井开拓。其中S 串车斜井采用不改 造方案。地下二期工程先行掘进副井S 待井筒安装 完毕后S 与地下一期斜井共同开采S7S S 水平矿体。 该方案副井建设工程需增加 S7S S 水平副井石门、 上盘沿脉巷道以及 S7S S 中段采切工程S 建设时间 为 SS 月S 地下二期主井开拓滞后副井开拓 SSS S 月。 该方案的基建投资总额为 SSSSS S8 万元S 分 S 年连 续投入。 主井为箕斗井S 直径 SS S SS 井深 SSS S。选用 SSK & S/ SSS 双卷筒提升机S 提升 FSDSS S 型翻转式 箕斗S 采用旁侧式主溜井集中放矿S 核定主箕斗井的 提升能力为 SS8 万 t/ S。 副井为罐笼井S 直径 SS S SS 井深 SSS S。选用 SSK & S/ SSS SS 双卷筒提升机S 提升 YSSS & SS S & S # S SS 不改造斜井S 先期副井提升 SSS S 中段矿 石方案。该方案中过渡期联合开采方式包括露天开 采、边角矿回采、地下一期斜井、SSS S 平硐开采与 地下二期先期副井开拓。其中S 串车斜井采用不改 造方案。地下二期工程先行掘进副井S 待井筒安装 完毕后S 副井提升 SSS S 水平矿石。先期副井建设 型S 单层罐笼。经计算S 罐笼井除升降人员、下放 材料、设备、提升中段废石外S 还可提升 S7S S 中段 矿石 S8S S 万 t/ SS 提升 SSSS 中段矿石 SSS S 万 t/ S。 鉴于建龙铁矿地下一期斜井开采、边角矿开采、 以及扩圈后露天开采均能持续一段时间、保持一定 产量。为了减少一次性基建投资额S 本研究对地下 工程还包括 SSS S 中段主运巷道及采切工程等S 建 WWW.KY114.CN 副井建设主要工程包括: 井筒掘至 SS S 水平、 SS~ SSS S 各水平副井马头门、水泵房、水仓和变 电硐室、风井等。主井主要建设工程包括: 井筒掘至 SS S 水平、旁侧溜井、破碎硐室、碎矿仓、箕斗装载 硐室、粉矿回收平巷等。 二期工程考虑 S 种建设方案S 即: 主副井分期建设和 主副井同时建设。 设时间 SS 月S 地下二期主井建设滞后副井 SSS S 月。 该方案的基建投资总额为 S SSSS S7 万元S 分 S 期投 入S 第 S~ S 年投入 S S87S SS 万元S 第 S~ S 年投入 S SSSS SS 万元。 S SS 不改造斜井S 主副井同时开拓S 主井提升 S7S S 中段矿石方案。该方案中过渡期联合开采方 式包括露天开采、边角矿回采、地下一期斜井、SSS S 平硐开采与地下二期主副井同时开拓。其中S 串 车斜井采用不改造方案。主副井同时开拓的基建时 间为 SS 个月。该方案的基建投资总额为 S SSSS 7S 万元S 分 S 年连续投入。 2 ꢀ摘渡期最佳开采方案确定 根据过渡期联合开采方式的研究S 建龙铁矿在 露天转地下开采过渡期间S 各种联合开采方式的采 矿能力和形成能力的时间见表 S。 表 1ꢀ全摘各种开采方式的采摘生摘能力ꢀ / S 万 tꢁS- SS S SS 不改造斜井S 主副井同时开拓S 主井提升 SSS S 中段矿石方案。该方案中过渡期联合开采方 式包括露天开采、边角矿回采、地下一期斜井、SSS S 平硐开采与地下二期主副井同时开拓。其中S 串 车斜井采用不改造方案。主副井同时开拓时的基建 时间为 S7S S 月。该 方 案 的基 建 投 资 总额 为 S SSSS S7万元S 分 S 年连续投入。 年 ꢀ ꢀ 份 SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS7 露天生产能力 边角矿生产能力 SS S8 SS SSS SSSS S S S S S S S S S S S# 斜井不改造的生产能力 SS SS SS SS SS SS SS S# 斜井改造后的生产能力 SSS S 8S 8S 8S 8S 8S 8S 一 期 SSSS 平硐开采 S S S S S SS S 8 S S S S 二 先期副井开拓 S7S S 生产能力 先期副井开拓 SSS S 生产能力 主副井同时开拓 S7S S 生产能力 期 主副井同时开拓 SSS S 生产能力 SS S SS SS SS SS SS S SS SS SS SS S7S S 8S 8S 8S 8S 7SS8 8S 8S 8S 8S S S S SS 改造斜井S 主副井同时开拓S 主井提升SSS S S 下转第 S 页S S ꢁ S ꢁ ꢀꢀꢀ曹作忠等: 一种新型结构锚固体及其在露天边坡中的应用ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀSSSS 年第 S 期 从表 S 可看出S 在同等条件下S 采用无内锚头法 比采用加内锚头法的锚索长度增加 S7SS 8 SS 即采 用内锚头法比无内锚头法节省工程量 SS% 。从现 场条件来看S 本滑坡体加固范围从- 88 S 水平到 合自己的研究与设计施工实践提出了施工简便、造 价节省、设置内锚头的锚固体S 并成功地运用于露天 边坡加固。该结构体适用于锚固段较坚硬的岩层S 而对于软岩或破碎岩层S 存在着时效问题S 即由于软 岩的蠕变S 随着时间的推移S 锚索有失效的可能S 因 此对于不同的岩体研制与之相适应的锚固体是相当 必要的。 - SSS S水平S 架空作业S 若搬运重千斤顶S 极不方 便S 由于采用了新型加内锚头锚索S 采用小千斤顶S 施工简便S 减少了施工辅助措施S 起到了缩短工期S 减少投资的目的。 参ꢀ考ꢀ文ꢀ献 经过 S 年的考验S 目前矿坑已开采到- SSS S 水平S 被加固段仍安然无恙S 表明该新型锚索结构是 一种非常有效的加固手段。 Sꢀ Sꢀ陈 ꢀ 分析 ꢁ 岩土工程学报S SSSSS SSS SS : SSS~ SS7 弗洛林 B Sꢁ 土力学原理S 第 S 卷Sꢁ 北京: 中国工业出版社S SSSS 荣S 杨树斌S 等 ꢁ 沙固结预应 力锚杆的 室内试验 及锚固机 理 4 ꢀ摘 ꢀ摘 如何在现有理论基础上创新并研制出简单易行 Sꢀ 尤春 安 ꢁ 全长 粘结式锚 杆的受力 分析 ꢁ 岩石力学 与工程学 报S SSSS SSS SS : SSS~ SSS 的高边坡岩石锚固体是目前露天边坡治理加固设计 S 收稿日期 SSSSꢀSSꢀSSS 与施工中的一个重要课题S 本文根据现有的理论S 结 表 3 ꢀ摘渡期各摘合开采方案投摘成本指摘ꢀ/ 万元 S 上接第 S 页S 财务净 现值法 中段矿石方案。该方案中过渡期联合开采方式包括 露天开采、边角矿回采、地下一期斜井、SSS S 平硐 开采与地下二期主副井同时开拓。其中S 串车斜井 采用改造方案。主副井同时开拓时的基建时间S7S S 月。该方案斜井改造投资为 SSSS SSS 万元S 建设投 方案 总投资 投资现值 总成本 成本现值 S S S S S SSSSS S8 SSSSS S7 SSSSS 7S SSSSS S7 SS8SS S8 SS7SS SS SSS7SSS SS SSSSSS SS 7SSSS SS SSSSS S7 SSS7SSS SS SSSSSS SS 8SSSS SS SSSSS SS SSS8SSS 8S SSS7SS SS 7SSSS S7 S7S8S SS SSS8SSS SS SSSSSS SS 8S8SS S S8S8S 7S SSS8SSS S7 SSSS8S S8 8S88S SS 资总额为 S S8SS S8 万元S 分 S 期投入。第 S 年投入 WWW.KY3 ꢀ1摘ꢀ1摘 4.CN # 从技术角度分析S 方案 S 中 S 斜井改造 S 个月 SSSS SS 万元S S~ S 年投入 S SS7S SS 万元。 左右的时间内没有生产能力S 同时地下一期已开拓 SS S ꢀ过渡期最佳联合开采方案的确定 的中段运输系统需进行必要调整S 如轨道的铺设、局 部巷道刷帮、增加环行绕道等S 无疑会影响到矿石产 量S 而且更换下的卷扬机会造成固定资产的闲置。 因此改造斜井方案不可取。 通过对上述过渡期联合开采方案的设计研究S 在保证过渡期产量 8S 万 t/ S 的条件下S 根据过渡期 不同开采中段的可采矿量、各种联合开采方式的生 产能力S 以及联合开采的空间顺序等S 按月计划编制 了过渡期不同联合开采方案的产量平衡表S 并依此 制定建龙铁矿地下二期工程基建计划。各方案的二 期工程基建投资和资金使用计划见表 S。 对于主副竖井是否同期建设S 由于方案 S、S 均 采用先期副井建设方案S 实行地下二期工程分期建 设分期投资S 减少了矿山一次性投资额S 所以其投资 现值明显低于主副井同期建设的方案 S、S。 对先期副井提升 S7SS 还是 SSSS 中段矿石方 案S 由于 S7S S 中段已由地下一期斜井开拓S 副井提 升 S7S S 中段矿石无疑会缩短一期斜井的服务年 限S 使一期斜井设备设施提前退役; 同时S 由于 S7S S 中段可采储量有限S SSS S 中段需及早开拓S 而且 主井建设必须提前进行。 表 2ꢀ摘渡期摘合开采方案投摘摘划ꢀꢀ/ 万元 方案 S S S S S 总投资 SSSSS S77S SSSSS S7SS SSSSS S77S SSSSS S7SS SS8SS S8SS 第 S 年 SSSSS 7SS7 SSSSS 7SS7 SSSSS SSSS S8SSS SSSS SSSS SSSS 第 S 年 SSSSS SSSS SSSSS 77SS SSSSS 8SSS S8SSS SSSS SS SSSS 第 S 年 SSS S7SS 第 S 年 S7SSS SS8S SS SSSS 第 S 年 SS SSSS SSS S7SS SS SSSS SS SSSS S88SS 7SSS S8SSS SSSS SS SSSS SS SSSS SS SSSS S8SSS SSSS SS SSSS SSS7S 7SSS 第 S 年 SS SSSS SSSSS SSSS SS SSSS SS SSSS SS SSSS 基于上述分析S 结合动态评价结果S 本研究推荐 建龙铁矿露天转地下过渡期联合开采采用不改造斜 井S 先期副井提升 SSS S 水平矿石方案。 ꢀ ꢀ采用动态评价指标体系S 按贴现率和基准收益 率均为 8% S 计算的各联合开采方案的投资额现值 和总成本现值见表 S。 S 收稿日期 SSSSꢀSSꢀS8S ꢁ S ꢁ