黑旺铁矿边角矿体联合开采的应用-矿业114网 
首页 >> 文献频道 >> 矿业论文 >> 正文
黑旺铁矿边角矿体联合开采的应用
2012-05-21
根据联合开采技术的优越性,论述了矿山闭坑前期露天地下联合开采的应用问题,并建立了联合开 采的时间优化模型,其主要目的就是要降低采矿总费用,提高矿山资源的总回收率。
Series No. 296 February 2001   金 属 矿 山 总 第 296 期   2001年 第 2 期 METAL MINE 黑 旺 铁 矿 边 角 矿 体 联 合 开 采 的 应 用 李明郑 怀 昌张 蓬 勃鞠 锋 钰 ( 山 东 淄 博 学 院 ) (山 东 黑 旺 铁 矿 ) 摘 要 根 据 联 合 开 采 技 术 的 优 越 性 ,论 述 了 矿 山 闭 坑 前 期 露 天 地 下 联 合 开 采 的 应 用 问 题 ,并 建 立 了 联 合 开 采 的 时 间 优 化 模 型 ,其 主 要 目 的 就 是 要 降 低 采 矿 总 费 用 ,提 高 矿 山 资 源 的 总 回 收 率 。 关 键 词 矿 山 闭 坑 联 合 开 采 优 化 效 率 Application of Combined Mining of Boundary and Corner Orobocly at Heiwang Iron Mine Li Ming Zheng Huaichang Zhang PengbuoJ u Fengyu ( S handong Zibuo Institute) ( S handong Heiw ang Iron Mine) Abstract   The advantages of the combined opencasting2underground mining and its application in the early period of pit closure are described. The time optimization model of the combined mining is established with the main aim of reducing the gross cost of mining and improving the gross recovery of mine resource. Keywords   Mine closure ,Combined mining ,Optimization ,Efficiency 1 前 言 目 前 ,我 国 80 %以 上 的 铁 矿 将 进 入 中 晚 期 开 散 矿 体 进 行 了 生 产 勘 探 ,西 帮 + 8 线 至 + 44 线 之 间 设 计 施 工 62 个 钻 孔 ,完 成 钻 探 进 尺 3 507167 m ,探 获 A + B 级 矿 石 储 量 105179 万 t ;东 帮 + 28 线 至 + 32线 之 间 设 计 施 工 10 个 钻 孔 , 完 成 钻 探 进 尺 433146 m ,探 获 A + B 级 矿 石 储 量 10178 万 t ,共 计 探 获 A + B 级 矿 石 储 量 116157 万 t 。 若 回 采 率 按 50 %计 算 ,最 终 可 采 出 矿 石 58128 万 t ,且 边 部 矿 体 大 部 分 赋 存 于 最 终 边 坡 边 缘 附 近 ,富 矿 地 质 品 位 在 48 %~ 53 %之 间 。 采 ,而 且 有 部 分 矿 山 将 面 临 闭 坑 问 题 。 针 对 这 些 矿 山 发 展 状 况 ,如 何 最 大 限 度 地 回 收 矿 石 ,提 高 矿 山 总 的 回 收 率 ,做 到 贫 矿 富 矿 合 理 搭 配 开 采 ,并 充 分 回 收 利 用 矿 床 中 共 生 伴 生 的 有 用 元 素 ,提 高 资 源 的 利 用 程 度 ,从 而 减 少 矿 产 资 源 浪 费 。 这 不 仅 可 以 利 用 矿 山 已 有 的 生 产 系 统 和 设 备 如 运 输 、提 升 、排 水 、选 矿 厂 等 ,对 降 低 矿 石 成 本 ,提 高 矿 山 经 济 效 益 ,延 长 矿 山 服 务 年 限 ,缓 解 矿 山 短 时 间 内 转 产 及 安 排 大 量 闲 置 职 工 的 压 力 ,具 有 一 定 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 国 内 矿 山 目 前 对 露 天 矿 境 界 外 边 角 矿 体 开 采 开 展 了 讨 论 。 笔 者 通 过 对 黑 旺 铁 矿 边 角 矿 体 开 采 的 探 讨 ,对 类 似 矿 山 资 源 的 回 收 ,也 具 有 一 定 参 考 价 值 。 WWW.KY114.CN (2) 边 角 矿 回 收 方 式 。 针 对 以 上 情 况 ,矿 山 设 计 采 用 了 露 天 地 下 联 合 采 矿 法 ,即 在 进 行 露 天 开 采 的 同 时 采 用 现 有 生 产 系 统 ,利 用 井 巷 开 采 方 式 对 零 散 矿 石 回 收 ,既 可 减 少 开 拓 工 程 费 用 、开 采 费 用 ,又 可 减 少 通 风 、排 水 等 费 用 。 2 矿 山 基 本 概 况 3 联 合 开 采 方 法 的 应 用 山 东 黑 旺 铁 矿 是 深 凹 型 露 天 铁 矿 。 矿 床 为 中 低 3 11   地 下 开 采 方 法 及 工 艺 温 热 充 填 型“ 朱 崖 ”式 铁 矿 ,矿 石 成 因 复 杂 ,矿 体 分 布 零 散 ,品 位 变 化 较 大 。 根 据 地 质 资 料 在 设 计 的 露 天 开 采 境 界 外 还 有 数 量 可 观 的 富 铁 矿 石 。 矿 山 经 过 ( 1) 采 矿 方 法 及 构 成 要 素 。 目 前 ,矿 山 主 要 是 对 露 天 坑 西 帮 边 坡 下 矿 体 进 行 地 下 开 采 ,现 已 形 成 年 产 12 万 t 的 规 模 。 该 矿 体 最 大 长 度 75 m ,宽 度 4 0 多 年 的 开 采 ,生 产 已 进 入 后 期 ,如 不 在 露 天 开 采 5 0 m ,平 均 厚 度 22 m。 矿 体 赋 存 于 灰 岩 中 ,属 质 地 的 同 时 及 时 地 把 边 部 及 境 界 外 零 散 的 富 铁 矿 石 回 收 利 用 ,矿 山 闭 坑 后 再 开 采 这 部 分 资 源 ,开 采 难 度 势 必 增 加 ,将 造 成 资 源 浪 费 。 松 软 、高 孔 隙 度 、易 含 水 的 褐 铁 矿 。 矿 体 直 接 顶 板 为 李 明 ,山 东 淄 博 学 院 ,讲 师 ,255091 山 东 省 淄 博 市 张 店 区 。 ( 1) 生 产 探 矿 及 边 角 矿 石 分 布 。 矿 山 对 边 部 零 锋 20 锋 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net   李 明 等 :黑 旺 铁 矿 边 角 矿 体 联 合 开 采 的 应 用 2001 年 第 2 期 中 等 稳 固 的 白 云 质 灰 岩 ,大 面 积 落 矿 后 不 冒 落 ,开 采 设 计 采 用 房 柱 采 矿 法 ,沿 边 坡 走 向 布 置 矿 块 ,临 近 边 坡 预 留 厚 15 m 的 倾 角 与 边 坡 角 一 致 的 斜 矿 柱 ,以 利 保 护 边 坡 。 矿 房 宽 10 m ,采 高 8~ 10 m ,顶 柱 厚 2~ 反 ,有 利 于 边 坡 稳 固 。 加 陡 边 坡 后 ,矿 山 后 期 边 坡 下 采 矿 通 过 观 测 未 见 异 常 滑 动 现 象 。 (2) 采 矿 过 程 中 的 边 坡 维 护 。 采 用 房 柱 法 回 采 ,矿 房 长 轴 方 向 垂 直 于 边 坡 面 ,矿 房 间 留 间 断 性 矿 柱 ,边 坡 下 留 厚 15 m 的 矿 石 作 为 斜 柱 不 采 。 随 着 回 采 过 程 中 最 终 顶 板 的 形 成 对 不 稳 固 地 段 用 锚 杆 加 固 ,防 止 大 面 积 垮 落 ,波 及 边 坡 ,以 维 护 边 坡 稳 固 。 4 m ,阶 段 高 12 ~ 14 m ,矿 房 间 预 留 5 m 总 5 m 的 点 柱 ,间 距 10 m ,矿 房 长 度 根 据 矿 体 形 态 具 体 布 置 ,一 般 由 边 坡 下 斜 柱 至 矿 体 边 界 为 止 (见 图 1) 。 4 联 合 开 采 时 间 优 化 问 题 露 天 开 采 进 入 后 期 ,露 天 矿 坑 最 终 边 坡 基 本 已 完 全 暴 露 出 来 ,此 时 露 天 矿 山 转 入 深 部 开 采 。 为 了 充 分 回 收 矿 产 资 源 ,减 少 开 拓 、维 护 等 工 程 量 ,保 持 边 坡 稳 定 ,创 造 最 优 的 经 济 效 益 ,就 要 考 虑 何 时 进 行 地 下 开 采 ,即 进 行 时 间 优 化 。 4 11   数 学 模 型 在 该 矿 床 一 定 的 开 采 技 术 经 济 条 件 下 应 用 露 天 l d 开 采 和 地 下 开 采 的 矿 量 Q 和 Q 都 是 一 定 的 ,则 总 矿 量 就 是 一 定 的 ,设 其 为 Q 。 对 整 个 矿 床 回 采 总 费 用 包 括 两 部 分 ,即 露 天 开 采 费 用 和 地 下 开 采 费 用 。 运 用 联 合 开 采 是 要 在 矿 山 开 采 末 期 ,充 分 回 收 矿 石 ,并 且 使 总 费 用 最 低 。 则 总 费 用 最 低 的 数 学 模 型 为 : 图 1 地 下 采 矿 方 法 示 意 1 — 平 硐 ;2 — 沿 脉 运 输 平 巷 ;3 — 切 割 平 巷 ;4 — 通 风 天 井 ; minΣ C ( t) , 5 — 露 天 边 坡 ;6 — 斜 柱 分 界 线 ;7 — 横 穿 ;8 — 房 间 矿 柱 t WWW.KY114.CN d l ( 2) 开 拓 及 采 切 工 作 。 在 边 坡 台 阶 平 盘 上 开 拓 s. t. ① Ct ≤ Ct + Ct ; l d 平 硐 ,直 达 矿 体 后 在 斜 柱 内 侧 布 置 沿 脉 单 轨 运 输 平 巷 ,联 络 各 矿 块 ,断 面 尺 寸 为 215 m 总 215 m。 切 割 平 巷 布 置 在 矿 房 中 间 自 运 输 平 巷 掘 至 矿 体 边 界 ,相 邻 切 割 平 巷 每 隔 15 m 用 横 穿 联 通 ,在 每 个 矿 房 的 中 央 位 置 掘 进 通 风 天 井 ,断 面 尺 寸 <115 m 联 通 上 一 水 平 。 ② Q + Q = Q , d 式 中 , Ct 为 联 合 开 采 时 采 出 矿 石 的 总 费 用 ; Ct 为 应 用 地 下 开 采 法 所 采 出 矿 石 的 总 费 用 , 上 标 d 表 示 地 l 下 开 采 ; Ct , 为 应 用 露 天 开 采 法 所 采 出 矿 石 的 总 费 用 ,上 标 l 表 示 露 天 开 采 ; t 代 表 时 间 ,一 般 以 年 为 单 位 ,指 从 实 行 联 合 开 采 时 开 始 到 矿 床 开 采 完 为 止 。 ( 3) 回 采 工 艺 。 在 每 一 矿 房 内 分 梯 段 回 采 ,先 拉 底 ,再 向 上 挑 顶 回 采 。 拉 底 由 切 割 平 巷 开 始 向 两 侧 进 行 ,拉 底 高 度 为 118~ 210 m ,宽 度 为 矿 房 宽 度 ,拉 底 空 间 形 成 后 再 上 向 分 层 回 采 ,分 层 高 度 也 为 4 12   模 型 中 相 关 参 数 的 影 响 因 素 d d d d d Ct = Ct1 + Ct2 + Ct3 + Ct4 ; l l l l l Ct = Ct1 + Ct2 + Ct3 + Ct4 , 1 18~ 210 m ,回 采 过 程 中 蹬 碴 作 业 (即 预 留 工 作 平 d d d d 式 中 , Ct1 、Ct2 、Ct3 、Ct4 分 别 为 采 用 地 下 采 矿 法 分 摊 台 ) 。 当 矿 房 回 采 至 顶 柱 时 ,再 进 行 大 量 出 矿 ,矿 石 l l 到 采 出 矿 石 的 掘 进 、采 矿 、排 水 、维 护 费 用 ; Ct1 、Ct2 、 3 由 人 工 装 入 0175 m 矿 车 人 工 推 出 平 硐 外 ,倒 入 边 l l Ct3 、Ct4 为 采 用 露 天 开 采 法 分 摊 到 采 出 矿 石 的 采 矿 、 运 输 、排 水 、边 坡 维 护 费 用 (因 在 开 采 未 期 ,剥 岩 量 几 乎 为 零 ,故 不 考 虑 剥 离 费 用 ) 。 坡 下 露 天 坑 内 ,进 入 露 天 运 输 系 统 。 3 12   地 下 开 采 区 段 边 坡 维 护 (1) 加 强 边 坡 监 测 。 为 保 证 边 坡 安 全 ,建 立 了 d l 其 中 ,若 t ≤ t 即 地 下 开 采 时 间 小 于 露 天 开 采 边 坡 稳 定 性 监 测 系 统 。 在 西 帮 开 采 范 围 内 布 设 4 条 观 测 线 ,计 24 个 观 测 点 ,每 日 观 测 1 次 ,春 季 、雨 季 增 加 监 测 频 次 。 观 测 仪 器 为 SET2C Ⅱ 全 站 仪 ,实 测 数 据 表 明 在 西 帮 边 坡 平 均 年 下 沉 为 3~ 5 mm ,边 坡 稳 固 性 良 好 。 并 且 矿 坑 西 帮 边 坡 倾 向 与 岩 层 倾 向 相 时 间 ,则 地 下 涌 水 经 平 硐 自 然 流 到 露 天 矿 坑 内 经 由 d 3 d l 露 天 排 水 系 统 排 出 ,即 Ct = 0 ,反 之 若 t > t 则 在 l d d l d t 时 间 内 Ct3 = 0 ,在 t - t 内 Ct3 ≠ 0。又 因 受 多 种 l 3 因 素 影 响 矿 山 作 业 期 间 Ct ≠ 0。 锋 21 锋 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 总 期 296 期 金 属 矿 山 2001 年 第 2 期 d l l d l d t - 很 明 显 ,当 d t = t 时 , Ct + Ct 为 最 小 ;当 T 为 利 用 贫 矿 数 量 ,万 t ; t 为 回 采 零 散 矿 石 数 量 。 t 按 58128 万 t 计 算 ,则 有 : T + 58. 28) 总 40 % = T 总 30 % + 58. 28 总 45. 5 % , l t ≠ 0 时 , Ct + Ct 均 增 大 了 。因 此 ,为 了 降 低 总 费 用 若 d l ( 须 t = t ,即 露 天 开 采 结 束 时 则 地 下 开 采 也 恰 好 结 得 出 T = 32105 万 t ,则 W = 90133 万 t 。 也 就 是 说 ,可 以 利 用 贫 矿 32105 万 t ,增 加 出 厂 合 格 矿 石 束 。 效 益 分 析 针 对 矿 山 具 体 情 况 ,露 天 地 下 联 合 开 采 对 零 散 矿 体 进 行 综 合 开 采 具 有 以 下 优 点 : 1) 合 理 地 开 采 利 用 边 部 零 星 矿 体 ,充 分 回 收 矿 产 资 源 ,避 免 了 浪 费 ,提 高 了 经 济 效 益 。 2) 延 长 矿 山 服 务 年 限 ,可 推 迟 安 排 职 工 再 就 5 9 0133 万 t 。 按 1999 年 每 吨 矿 石 利 润 12132 元 计 算 ,可 增 加 经 济 效 益 1 112191 万 元 ,可 延 长 矿 山 服 务 年 限 2 年 。 ( 6 结 语 露 天 地 下 联 合 开 采 在 山 东 黑 旺 铁 矿 得 到 了 成 功 ( 的 应 用 ,既 充 分 回 收 了 矿 产 资 源 ,降 低 了 损 失 ,提 高 了 矿 山 经 济 效 益 ,又 取 得 了 一 定 的 社 会 效 益 ,对 濒 临 资 源 枯 竭 的 矿 山 如 何 延 长 矿 山 服 务 年 限 ,缓 解 企 业 压 力 提 供 了 范 例 。 业 ,缓 解 矿 山 在 短 时 间 转 产 、投 产 的 压 力 具 有 显 著 的 社 会 效 益 。 ( 3) 充 分 利 用 境 界 内 贫 矿 ,变 废 石 为 矿 石 ,做 到 合 理 搭 配 开 采 ,既 提 高 了 经 济 效 益 ,又 可 挖 掘 企 业 内 部 潜 力 ,增 加 产 量 。 参 考 文 献 例 如 ,黑 旺 铁 矿 出 厂 品 位 为 40 % ,回 收 零 星 矿 石 的 生 产 品 位 平 均 为 4515 % ,露 天 开 采 境 界 贫 矿 平 均 品 位 为 30 %。 则 有 : 1 2 胡 福 祥 1 露 天 地 下 水 平 联 合 开 采 时 露 天 境 界 优 化 1 金 属 矿 山 , 997 (6) :6~ 1 9 甘 德 清 等 1 露 天 地 下 联 合 采 矿 法 研 究 的 进 展 及 其 应 用 前 景 1 有 色 金 属 (矿 山 部 分 ) ,1997(3) :9~ 13 W 总 40 % = T 总 30 % + t 总 45. 5 % , 式 中 , W 为 配 比 出 厂 矿 石 数 量 ( W = T + t) ,万 t ; ( 收 稿 日 期 2000205218) ( 上 接 第 15 页 ) 地 形 条 件 和 矿 岩 性 质 及 地 质 结 构 构 造 等 各 种 因 素 的 综 合 定 量 分 析 ,从 而 可 避 免 人 工 设 计 情 况 下 对 设 计 者 个 人 经 验 的 依 赖 性 ,使 爆 破 设 计 工 作 更 趋 科 学 、规 范 ,利 于 更 好 地 控 制 爆 破 效 果 和 钻 爆 生 产 成 本 ,实 现 WWW.KY114.CN 计 进 行 比 较 ,并 从 中 做 出 选 择 ,从 而 使 实 现 优 化 爆 破 成 为 可 能 。 5 结 论 基 于 AutoCAD 并 以 ARX 为 二 次 开 发 工 具 建 立 优 化 爆 破 ,对 提 高 矿 山 生 产 经 济 效 益 具 有 积 极 意 义 。 的 水 厂 铁 矿 采 场 地 质 地 形 数 据 库 ,可 由 原 始 实 测 坐 标 数 据 自 动 生 成 地 质 和 地 形 图 线 ,实 现 了 矿 山 地 质 地 形 数 据 的 计 算 机 自 动 管 理 ,并 能 对 任 一 给 定 区 域 内 的 矿 岩 分 布 、方 (质 ) 量 以 及 矿 岩 的 各 种 属 性 参 数 自 动 进 行 查 询 、识 别 和 处 理 ,不 仅 可 大 大 提 高 矿 山 地 质 地 形 数 据 处 理 工 作 的 效 率 和 准 确 性 ,而 且 为 开 展 露 天 矿 台 阶 爆 破 计 算 机 自 动 设 计 与 模 拟 研 究 ,优 化 爆 破 设 计 ,提 供 充 分 的 数 据 条 件 和 必 要 的 技 术 基 础 。 将 水 厂 铁 矿 采 场 地 质 地 形 数 据 库 与 相 应 开 发 的 爆 破 设 计 软 件 相 结 合 ,爆 破 参 数 的 选 取 基 于 对 爆 区 参 考 文 献 1 2 Jorgenson G K, Chung S H. Blast simulation surface and under2 ground with the SABREX model , CIM Bulletin ,Vo1. 80 ,No 904 , Aug. 1987 :37~ 41 冯 仲 仁 ,等 1 露 天 生 产 爆 破 CAD 系 统 的 研 究 1 爆 破 ,1992(1) :29 ~ 34 3   Onederra Ⅰ ,et al. Mass blast design , simulation ,optimization and monitoring at Big Bell gold mine. Fragblast 1999. Johannesburg , South African Institute of Mining and Metallurgy ,1999 ( 收 稿 日 期 2000212210) 锋信 息 苑 锋 酒 钢 黑 沟 矿 起 爆 兴 建 3   经 过 周 密 部 署 和 详 细 规 划 ,酒 钢 镜 铁 山 矿 黑 沟 万 m ,爆 破 规 模 为 B 级 。 此 次 爆 破 成 功 ,为 将 黑 沟 矿 区 2000 年 8 月 28 日 下 午 顺 利 起 爆 兴 建 。 这 次 爆 破 总 装 药 量 为 932 t ,爆 破 工 程 量 为 95 矿 区 建 成 我 国 大 型 现 代 化 露 天 开 采 矿 山 奠 定 了 基 础 。 (摘 自《 冶 金 矿 山 动 态 》) 锋 22 锋 © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
  • 中矿传媒与您共建矿业文档分享平台下载改文章所需积分:  5
  • 现在注册会员立即赠送 10 积分


皖公网安备 34050402000107号