查顯明 潘 健

(1.漢中嘉陵礦業(yè)有限責(zé)任公司;2.西安建筑科技大學(xué))

漢中嘉陵礦業(yè)黑魚礦床產(chǎn)能分析

查顯明1潘 健2

(1.漢中嘉陵礦業(yè)有限責(zé)任公司;2.西安建筑科技大學(xué))

黑山溝鐵礦是一個(gè)開采多年的礦山，為提高礦山產(chǎn)能，通過礦區(qū)產(chǎn)能分析挖潛、統(tǒng)籌規(guī)劃，形成多礦區(qū)協(xié)調(diào)開采，以達(dá)到大幅提升礦山開采能力的目的。

資源分析 最大產(chǎn)能 協(xié)調(diào)開采

受國家宏觀調(diào)控、新一輪鋼鐵產(chǎn)能釋放及國外對(duì)鐵礦石價(jià)格壟斷的影響，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)正經(jīng)歷前所未有的困難。從國內(nèi)鋼廠經(jīng)營效果分析，自有鐵礦山鋼廠尚可維持。漢中嘉陵礦業(yè)有限公司(以下簡稱公司)是略陽鋼廠配套礦山企業(yè)，為提高礦石自給能力，提高該礦產(chǎn)能是維持公司生存的有效途徑。

1 資源概述

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，黑山溝鐵礦有礦體113個(gè)，采礦權(quán)范圍內(nèi)有礦體51個(gè)。具備開采規(guī)模的礦體有：中9、中11、中12、中18、中20、中26、中28、中31、南3、南9、南12等11個(gè)礦體，將礦區(qū)分為4個(gè)開采區(qū)域，各開采區(qū)域保有儲(chǔ)量見表1。

表1 開采區(qū)域保有礦量分布

一區(qū)(黑山溝)礦體儲(chǔ)量/萬t二區(qū)(魚洞子)礦體儲(chǔ)量/萬t三區(qū)(中31)礦體儲(chǔ)量/萬t四區(qū)(南3)礦體儲(chǔ)量/萬t中91109中181001中311072南3853中11833中3176中26168南927中1264中2022南12126中284

2 礦體特征

(1)南3礦體分布在36～49剖面，斷續(xù)長達(dá)3 600m以上；礦體呈層狀、似層狀；產(chǎn)狀300°～330°∠53°～65°，厚1～19.1m,平均6.7m，向深部變厚。夾層厚1.0～4.5m,平均4.2m，礦體上、下盤圍巖性質(zhì)及含鐵量與夾層相似。

(2)中9、中11礦體分布在12～26剖面,出露標(biāo)高1 008～1 174m,礦體長2 530m，呈似層狀；走向300°～320°,傾向NE,傾角68°～75°；礦層厚度平均7.2m。礦體上、下盤圍巖與夾層性質(zhì)相同。

(3)中18礦體分布于0～12剖面，走向長達(dá)2 388m，呈似層狀，傾角65°～75°；最深控制于433m水平，一般控制在600～620m水平；礦層平均厚10.4m。

(4)中31礦體分布于8～24剖面，為半隱伏盲礦體，平行于中9、中11、中18等礦層,產(chǎn)于中18礦體上盤，相距60～110m；長達(dá)2 680m，呈似層狀，傾角65°～75°；礦體厚1.0～13.80m,平均3.80m，夾層厚度平均1.1m。

3 全礦區(qū)開采現(xiàn)狀

3.1 一區(qū)(黑山溝開采區(qū))

(1)825m以上工程。825m水平主要開采中9礦體，采用平硐—盲斜井聯(lián)合開拓。已開采5a，17線以東已采完，17線到18B線尚有2個(gè)分層，18B到19線有4個(gè)分層，19線西有6個(gè)分層未開采。該水平尚保有儲(chǔ)量約76萬t。

采用0.75m3鏟運(yùn)機(jī)(改裝為1m3)出礦，目前基本保障3～4臺(tái)機(jī)出礦，采場生產(chǎn)能力可以達(dá)到30萬t/a，合計(jì)生產(chǎn)能力約35萬t/a。

(2)600m工程。該部分采用獨(dú)立的平硐—盲豎井聯(lián)合開拓，但按照原設(shè)計(jì)要求，礦山基建完成后應(yīng)達(dá)到礦山投產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)準(zhǔn)備礦量，即開拓礦量568萬t，采準(zhǔn)礦量121.5萬t，備采礦量67.5萬t。礦山在基建期結(jié)束后的第1年投產(chǎn)，年產(chǎn)量為30萬t，第2年達(dá)產(chǎn)，年產(chǎn)礦石75萬t。目前600m工程尚處于基建階段。

黑山溝600m工程750m中段的東段上部(801m以上)采用淺孔留礦法開采，下部為無底柱分段崩落采礦法開采，該部分合計(jì)儲(chǔ)量220萬t。

3.2 二區(qū)(魚洞子開采區(qū))

魚洞子600m工程設(shè)計(jì)開采能力為70萬t/a，預(yù)計(jì)2015年建設(shè)完成。848m以上已經(jīng)完成880m中段的開拓并已生產(chǎn)，848m中段已完成部分開拓，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)15萬t，開采期限約4a。

3.3 三區(qū)(12線西中31開采區(qū))

中31礦體僅在900m水平21B，17L，15L施工了3條穿脈，目前主要在1 040m中段、11～12線作業(yè)，年產(chǎn)量約1.5萬t。

3.4 四區(qū)(南3開采區(qū))

南3礦體900m水平目前處于開拓階段，開拓至42L附近，月產(chǎn)礦1 000t；945m水平開拓至40L附近，月產(chǎn)3 000t礦石量；991m水平開拓至距39L附近，月產(chǎn)8 000t礦石量。合計(jì)生產(chǎn)能力為14.4萬t/a。

綜上所述，礦山目前實(shí)際生產(chǎn)能力可達(dá)到195.9萬t/a。

4 提升產(chǎn)能技術(shù)改造

4.1 一區(qū)(黑山溝采區(qū))

黑山溝825m采區(qū)生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到最大值，只針對(duì)黑山溝600m采區(qū)進(jìn)行技術(shù)改造。

通過多方案對(duì)比，黑山溝600m采區(qū)確定采用中部、東部風(fēng)井接力向下延伸方案，按照產(chǎn)量銜接，15線風(fēng)井只需要延伸到675m水平，開展675m水平的開挖并兼作臨時(shí)提升廢石井使用，與18線斜井形成小區(qū)域開采系統(tǒng)，同時(shí)考慮深部礦石開采及魚洞子礦石運(yùn)輸，將15線風(fēng)井直接延伸到600m水平。

通過協(xié)調(diào)生產(chǎn)，適當(dāng)增加750m中段施工力量，在750m水平向中11進(jìn)行開采性施工，完成大區(qū)域的采準(zhǔn)、切割；825m水平中11礦體的開采要盡量規(guī)則、有序的由東向西推進(jìn)，當(dāng)825m限制下部開采時(shí)，采取適當(dāng)留礦柱的方式進(jìn)行超前其推進(jìn)，或?qū)?25m部分礦量崩落后再在750m中段回收，保證中11礦體在750m中段盡快形成生產(chǎn)規(guī)模，保障大產(chǎn)能的實(shí)現(xiàn)。

通過以上改造措施，礦山產(chǎn)能能夠提升20%以上。其示意圖見圖1。

圖1 675 m中段延伸示意

4.2 二區(qū)(魚子洞開采區(qū))

目前二區(qū)(魚子洞開采區(qū))使用的是1m3鏟運(yùn)機(jī)(0.75m3鏟運(yùn)機(jī)改裝)，如裝備2m3鏟運(yùn)機(jī)，效率可以提高近1倍，總體開采強(qiáng)度指標(biāo)至少可以提高50%。

4.3 三區(qū)(12線西中31開采區(qū))

由于礦體賦存條件限制，該區(qū)主要通過調(diào)整開拓方案，盡可能提高產(chǎn)能。

由于在魚洞子900m水平(標(biāo)高912m)已經(jīng)向中31礦體形成平硐開口，并具備平硐作業(yè)條件，因此該開采區(qū)域分為900m以上和900m以下二種情況考慮開拓。在900m直接與黑山溝現(xiàn)有運(yùn)輸平硐溝通，將其礦石由黑山溝現(xiàn)有平硐運(yùn)出地表，在中31礦體的西翼選擇適當(dāng)位置布置專門回風(fēng)井形成通風(fēng)系統(tǒng)；900m以下部分則在目前912m平硐硐口附近的適當(dāng)位置布置盲混合井到600m水平進(jìn)行提升(兼作進(jìn)風(fēng)井)，在900m水平與黑山溝平硐連通，其提升后的礦石由黑山溝目前的運(yùn)輸平硐運(yùn)輸出地表；在其西翼選擇適當(dāng)位置布置專門回風(fēng)井，形成獨(dú)立通風(fēng)等開采系統(tǒng)。

4.4 四區(qū)(南3開采區(qū))

根據(jù)四區(qū)(南3開采區(qū))的現(xiàn)狀，可采用高效開采裝備、調(diào)整開拓方案提高產(chǎn)能。

該開采區(qū)在39～42線礦體厚度較大，為盡可能提高產(chǎn)能設(shè)計(jì)，可以考慮采用有底柱或者無底柱工藝進(jìn)行開采，采場沿走向布置，走向長50m，2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦，礦房生產(chǎn)能力可以達(dá)到400～450t/d。

由于該礦體主要集中在750m以上，900～750m高度分3個(gè)階段；該開采區(qū)上部已在開采，其900m中段也在開拓，900m以下可以由南3礦的900m水平平硐適當(dāng)位置采用盲豎井(混合井)掘進(jìn)到750m水平，在上部形成850,800及750m階段水平，在首采850m中段先行拉開并形成回風(fēng)系統(tǒng)。

5 最大可能分區(qū)產(chǎn)量論證

5.1 一區(qū)(黑山溝開采區(qū))

5.1.1 黑山溝825 m

經(jīng)論證，技術(shù)上可達(dá)到的產(chǎn)量見表2。

表2 生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果 萬t/a

按下降速度按開采強(qiáng)度按礦塊數(shù)綜合能力63614141

該區(qū)域采取委托開采方式進(jìn)行,0.75m3鏟運(yùn)機(jī)出礦，設(shè)備選擇較小，綜合能力可達(dá)到41萬t/a。

5.1.2 黑山溝600 m工程

該礦區(qū)原設(shè)計(jì)開采能力為75萬t/a,如以2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦，出礦效能提高近1倍，總開采強(qiáng)度指標(biāo)至少可提高50%，見表3。

表3 調(diào)整后中段生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果 萬t/a

按下降速度按開采強(qiáng)度按礦塊數(shù)綜合能力92.491.898.491

中9礦體應(yīng)與中11礦同時(shí)開采，以保證該區(qū)域91萬t/a的開采能力。

5.2 二區(qū)(魚洞子開采區(qū))

該礦區(qū)原設(shè)計(jì)開采能力為70萬t/a,通過增大出礦設(shè)備可以有效增大產(chǎn)能，以2m3鏟運(yùn)機(jī)出礦分析，出礦效能可提高近1倍，總開采強(qiáng)度指標(biāo)至少可提高50%。見表4。

表4 調(diào)整后中段生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果 萬t/a

按下降速度按開采強(qiáng)度按礦塊數(shù)綜合能力81.784.783.181

中9礦體應(yīng)與中11礦同時(shí)開采，以保證該區(qū)域81萬t/a的開采能力。

5.3 三區(qū)(12線西中31開采區(qū))

單中段生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果見表5，依據(jù)論證結(jié)果，推薦該開采區(qū)的生產(chǎn)能力為40萬t/a。

表5 生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果 萬t/a

按下降速度按開采強(qiáng)度按礦塊數(shù)按新中段綜合能力43.944.970.14040

5.4 四區(qū)(南3開采區(qū))

生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果見表6，推薦該開采區(qū)生產(chǎn)能力為33萬t/a。

表6 生產(chǎn)能力驗(yàn)算結(jié)果 萬t/a

按下降速度按開采強(qiáng)度按礦塊數(shù)按新中段綜合能力34.833.771.75033

通過合理劃分開采區(qū)域，協(xié)調(diào)開采，礦山最大生產(chǎn)能力可以達(dá)到286萬t/a，比現(xiàn)有實(shí)際生產(chǎn)能力195.9萬t/a增加了將近90萬t/a。

6 結(jié)論及建議

分析了各開采區(qū)礦石分布及現(xiàn)狀，通過選擇先進(jìn)的技術(shù)裝備及合理的開拓方案，確定了礦區(qū)最大開采能力及各開采區(qū)產(chǎn)量分配，為產(chǎn)能提升打下了基礎(chǔ)和前提。

本次論證是在現(xiàn)有資料上的初步論證研究，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)論證與研究，并按照礦山建設(shè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2015-01-20)

查顯明(1967—)，男，高級(jí)工程師，724301 陜西省略陽縣城關(guān)鎮(zhèn)。