前坪铁矿330中段东采区采矿方法选择及矿块采准设计

1、开采现状及采矿方法存在的问题

1.1开拓方式：

开拓方式为竖井+斜井联合开拓（竖井已至+280， 分+380、

+330、+280三个中段。竖井承担人员上下和矿石、废石、材料提升，斜井承担部分矿石、废石、材料提升及行人安全出口。单翼对角式通风系统，采用轴流主扇风机抽出式机械通风；

1.2、采矿方法及生产能力：

采用无底柱分段崩落法，每次爆破一排，炸药单耗0.4公斤／

吨，一次炸药消耗量120公斤～140公斤。装岩机装矿，分段人力推轨道矿车出矿，年生产能力15万吨。

采准及探矿工程3～5个工作面，台班1.8米，炸药单耗18公斤／米，一次爆破炸药消耗量35公斤～40公斤。

1．1矿床开采、揭露情况

投产以来，380中段作为首采中段分东西两个采区组织开采，采矿方法为无底柱分段崩落法。西采区分为两个矿块，西1矿块因矿体埋藏高度及距洛河河床距离过近，仅以垂直矿体走向的四条出矿进路进行单分段回采，回采已结束；西2矿块划分为三个分段进行回采，目前正在回采中。东采区在105勘探线以西50—60米范围内的上水平进行回采，中段水平作为中段底柱未采。目前330中段东采区开拓工程基本完成，且在105线西10m处拉探矿穿脉平巷（1#穿脉），1#穿脉长70余米，见矿厚度41.2m，2#穿脉平巷距1#穿脉50m，目前已掘进60m,在30m处见矿，厚度已超过 20m尚未穿透矿体。

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1.2采矿方法存在的主要问题

1）采切井巷工程成巷困难，支护比例大。由于受区域褶邹、断裂构造影响，矿岩及其破碎，井巷开挖后极易片帮冒顶，不得不进行锚网联合支护，且支护比例过大。

2）出矿进路巷道维护困难。出矿进路属于采动巷道，在回采过程中，原锚网支护局部常因爆破震动而脱落，因而需重新支护，不仅增大了采矿成本，甚至因难以恢复造成部分矿石丢弃。

3）炮孔成孔率过低，严重影响落矿质量，造成损贫指标恶化。此乃矿石松软破碎造成炮孔堵塞所致。

4）采场通风管理困难，每一分段水平必须配备局扇加强通风，且易造成污风串联。

5）采场出矿因矿石过早贫化而严重影响回采率提高。这由多方面原因所致，主要有：①崩矿步距过小（每次仅崩落一排炮孔），使放出椭球体过瘦，正面废石过早放出，在崩矿质量差的情况下（大块多），因废石流动性好，更易提前贫化。②端部出矿宽度有限，在眉线高度因上一步距爆破震动变高后更易使放出椭球体直径度变小引起过早贫化。③采场未设废石溜井，在采场不能配矿情况下，贫化势必增大。当贫化增大到一定程度必须提前终止出矿，这样也就使回采率大大降低。

6）矿块采切工程量偏大，采切比大于10m/Kt以上。在矿岩极不稳固矿块采切比增大，将使开采成本大幅度提高。

2、330中段东采区地质概况及矿体赋存条件

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矿区位于前村～前坪向斜北翼，为一单斜构造层。岩层走向E、W向S倾斜，倾角40至60°。区内构造较发育，主要为走向EW或近于EW的褶皱和5条逆断层。东采区位于矿区105线以西，地质构造与矿区基本一致，矿体产于南沟断层（F1）和朱家沟断层（F2）之间，330水平矿体上下盘分别距F2断层和F1断层10至25m不等。

矿床属于接触交代矽卡岩类型，矿体产在成矿岩体正长斑岩体与大理岩外接触带矽卡岩中。

矿体可能属于前坪铜矿主矿体的一部分。该矿体为透镜状，本采区矿体为这一透镜体西段，走向近EW，长150余米，向西趋尖灭状，东段最厚，达42m，向西逐渐变薄。矿体属急倾斜，倾角大于60°。

矿体顶板为透辉矽卡岩，夹石为正长斑岩，因受后期构造影响裂隙发育，岩石破碎，使围岩坚固性大大降低，底板为正长斑岩，局部为黑云大理岩或透辉大理岩，较破碎，稳固性极差。

本采区目前矿体揭露情况：原地质队有两个钻孔（ZK1052、ZK1053）在倾向上以135—155m的间距加以揭露控制。330水平恰在两钻孔见矿标高中间，应该说矿体的空间位置、产状等不会发生大的变动。但矿体厚度、品位及夹石情况却与330水品两条探矿穿脉平巷揭露的大相径庭。

地质队据钻孔资料将矿体分为三个矿体（FeⅨ、FeⅩ、FeⅪ矿体），两条夹层，矿体总厚度25.8m，夹层总厚度10m，矿石品位TFe27.43%。而330水平1#穿脉平巷见矿厚度达40m以上，2#穿脉见矿20m尚未穿透矿体。但矿化极不均匀，最高品位TFe27.44%，最低品位仅

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TFe9.1%，平均TFe18.89%，而钻孔资料，若矿体与夹石混合加权平均品位TFe19.77%。

矿石中伴生的Zn金属元素达到综合回收利用指标为Zn0.95%，伴生的铜Cu达不到综合利用指标仅为0.08%。

3、采矿方法选择

根据本采区矿体赋存条件：矿体属于急倾斜厚矿体，矿体形态不太复杂，含夹石无法分采，尽管矿岩稳固程度差，但围岩可保证开凿补偿空间时不会提前崩落，矿石不结块不自燃地表充许陷落等，选择阶段强制崩落采矿法。

本方法的优点：

① 矿块采切工程少，这对于矿岩松软破碎矿体开采尤为重要； ② 开采强度大，劳动生产率高；

③ 底柱矿量少，且出矿水平在阶段水平，省略了分段水平出矿设备的提升搬运；

④ 采场垂直矿体走向布置能适应多种地质条件变化，是有很大的灵活性；

⑤ 扒渣机出矿便于放矿管理和合理配矿，进而改善损贫指标； ⑥ 扒渣机出矿，设备简单易于操作、调运和维修； ⑦ 设有专用进、回风道，采场通风便于管理。 主要缺点：

① 底柱巷道多，既有出矿平巷，又有出矿进路，还要在出矿进

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路端部上掘放矿漏斗，这样对底部结构的稳定性有很大影响，势必要采取加强钢筋砼支护，增大了开采成本。

② 矿岩松软破碎，炮孔易被堵塞，致落矿中深孔成孔率过低， 严重影响落矿质量，大块产出率过高，二次破碎工作量增大，影响采场出矿效率的提高。

4、矿块采准设计

1、矿块采准布置方案 ①采场布置及采准运输道

矿块采场垂直矿体走向布置。中段运输大巷即为矿块采准运输道，采场出矿平巷垂直中段运输大巷。

②矿块采准布置方案

矿块采准布置为垂直层中深孔落矿方案。矿块采准切割工程分为三类：一为出矿水平，包括出矿平巷和出矿进路；二为受矿水平，包括放矿漏斗及堑沟平巷，三为分层凿岩落矿水平，即在矿块垂直方向上除出矿和受矿水平后分成若干层凿岩水平，在每一分层水平布置凿岩平巷、切割横巷与切割天井。

受矿水平采用中深孔小补偿空间挤压爆破落矿；分层凿岩水平首次爆破（矿块东端）为中深孔切割槽落矿，以后各次爆破则采用中深孔侧向挤压爆破落矿。

③ 矿块底部结构形式，矿块底部结构为扒渣机出矿漏斗。 2、矿块结构要素及其参数

矿块沿矿体走向长70m，宽为矿体厚度40—25m，高为中段高度

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中布置的出矿平巷、出矿进路及放矿漏斗等工程本来就削弱了底柱的稳定性，加之这些工程属于采动巷道，不仅要受采场落矿大爆破地震波的震动，还要经受出矿过程中二次爆破的频繁冲击，而且每一漏斗担负的近1万T矿石要经过它们放出，共稳定性关系到应用此方法的成败，所以底部结构工程支护必须高标准其严要求。

解决方案是：出矿平巷及进路掘进采用控制爆破施工，开挖后立即采用喷锚网联合支护型式进行临时支护，嗣后再进行砼标号不低于C30.主筋为￠20以上螺纹钢筋砼砌璇的二次加强支护。

3、中深孔成孔率低

矿岩破碎又软硬不一，中深孔炮孔容易卡堵，造成中深孔成孔率低，影响落矿质量。

对策一，缩小每一次爆破落矿范围，且在落矿范围内集中凿岩以尽量缩短炮孔钻凿后的停放时间，对策二，在回采中不断调整爆破参数，争取在低成孔率条件下不致过大的影响爆破效果。

4、采出矿石品位过低，这是矿块矿体赋存客观存在的，在无法剔除夹石情况下，只有加强放矿管理予以解决。

附件：《330中段东采区01矿块采准设计施工图》

7、图纸目录：

1、矿块采准工程纵投影图 2、330水平平面图 3、335水平平面图 4、341水平平面图

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5、354水平平面图

6、380水平平面图

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