劉曉軍 王軍 徐萬壽 楊小平

（玉溪大紅山礦業(yè)有限公司）

1 引言

大紅山鐵礦經(jīng)過十余年開發(fā)利用，已消耗約2億t 鐵礦石資源，如何提高資源綜合利用率，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限是礦業(yè)公司當(dāng)前的重要工作。目前大紅山鐵礦井下鐵品位在20 %-15 %之間的超低品位鐵礦資源約4 600 萬t，平均品位18.5 %，主要分布于II1 主礦體周邊（分采、西翼采區(qū)）及III、IV 號(hào)礦上下盤，該部分礦體與貧礦呈互層透鏡狀產(chǎn)出，連續(xù)性差。由于二期建設(shè)時(shí)鐵精礦價(jià)格低，超低品位鐵礦回采經(jīng)濟(jì)效益差，未對(duì)該部分超低品位鐵礦石進(jìn)行規(guī)劃回采。目前大紅山鐵礦井下II1 主礦體已回采至320 m 分段，III、IV 號(hào)礦體已回采至340 m分段，鐵精礦市場(chǎng)價(jià)格亦有大幅回升，若再不及時(shí)對(duì)該部分鐵礦石進(jìn)行回采，將造成礦石資源的永久性損失。

大紅山鐵礦于2022 對(duì)分采采區(qū)周邊低品位礦體進(jìn)行了重新圈定并開展了回采規(guī)劃，本文主要針對(duì)設(shè)計(jì)范圍周邊的復(fù)雜工程條件所采取的設(shè)計(jì)思路、處理措施以及采礦工藝設(shè)計(jì)過程中所作出的降本優(yōu)化成效進(jìn)行論述。

2 背景概述

分采采區(qū)低品位鐵礦石回采規(guī)劃范圍為分采300-370 m 標(biāo)高，A32 線～A28E 線之間、III-IV 號(hào)礦回采范圍以南的所有礦體。根據(jù)前期完成的供礦截止品位分析報(bào)告及2022 年儲(chǔ)量核實(shí)資料，地質(zhì)人員已將將TFe＞18 %或MFe＞10 %超低品位鐵礦體重新圈定，從平面及剖面圖上來看礦體間夾石變薄，礦體連續(xù)性較好。

工程現(xiàn)狀方面，分采采區(qū)原設(shè)計(jì)為分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法，主要圍繞貧礦和富礦施工了370 m、355 m、340 m、320 m、300 m 共五個(gè)分段十四個(gè)盤區(qū)，其中370 m、355 m分段已基本回采結(jié)束，320 m、300 m 分段已部分回采形成了空區(qū)，其余未回采部分除340 m 分段以外均已完成中孔施工待回采。規(guī)劃范圍上部及東部均為西翼采區(qū)，下部為分采300 m 以下采區(qū)，西部為西上采區(qū)，北部為III、IV 號(hào)礦采區(qū)，均設(shè)計(jì)采用無底柱分段崩落法回采。

3 工程條件復(fù)雜性分析

超低品位鐵礦體重新圈定后，礦體間夾石變薄，多層礦體密集度變高，若繼續(xù)采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ɑ夭桑傻V工藝損失率較大，無法實(shí)現(xiàn)“應(yīng)收盡收、顆粒歸倉”，已明顯不適用于超低品位礦的綜合利用。根據(jù)一、二期初步設(shè)計(jì)對(duì)賦存密集礦體采礦方法的比較，無底柱分段崩落法最有優(yōu)勢(shì)，該工藝簡(jiǎn)單靈活，相對(duì)于分段空?qǐng)龇ɑ夭陕瘦^高，因此選定采用無底柱分段崩落法回采，同時(shí)可與分采范圍周邊的西翼采區(qū)、III-IV號(hào)礦采區(qū)的采礦方法相統(tǒng)一，生產(chǎn)組織上便于持續(xù)銜接。

規(guī)劃范圍周邊的工程條件極為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在以下幾方面：一是分采300 m-370 m 各分段均有大量針對(duì)貧礦體施工形成的分段空?qǐng)龇ㄏ锏狼易呦蚍轿粯O不規(guī)則，影響采礦進(jìn)路布置、易造成邊角礦石損失；二是320 m 分段二盤區(qū)、355 m 分段二盤區(qū)、三盤區(qū)均為雙鑿巖巷沿礦體走向布置，新設(shè)計(jì)采礦進(jìn)路若東西向布置則無法控制和回收雙鑿巖巷中間三角體；三是300 m 分段一盤區(qū)、二盤區(qū)、四盤區(qū)及320 m分段二盤區(qū)均已回采形成空區(qū)，而采空區(qū)上方尚有很大一部分低品位礦、超低品位礦待規(guī)劃回采，處理起來較為棘手；四是340 mA31 線及A32E 線作為III-IV 號(hào)礦采區(qū)的主要通道對(duì)下部回采形成壓制。這些都對(duì)本次規(guī)劃帶來極為不利的影響。見圖1～圖3。

圖2 分采采區(qū)320 m 分段現(xiàn)狀平面圖

圖3 分采采區(qū)A30 線剖面圖

4 初步回采規(guī)劃

設(shè)計(jì)以原分段空?qǐng)龇ūP區(qū)走向礦柱、傾向礦柱為界初步將規(guī)劃范圍劃分為三個(gè)區(qū)域，即A30線以西部分礦體、A30-A32 線原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)下盤礦體、A30-A32線原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)上盤礦體。根據(jù)本次規(guī)劃范圍內(nèi)工程現(xiàn)狀的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)采取以下四項(xiàng)措施解決[1]、[2]：一是充分利用原有工程、局部適當(dāng)增加巷道，將原分段空?qǐng)龇ūP區(qū)走向礦柱、傾向礦柱控制到位，盡可能保證采礦進(jìn)路與周邊采區(qū)進(jìn)路的走向方位有效銜接延續(xù)；二是針對(duì)原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)下盤礦體垂直礦體走向布置采礦進(jìn)路，以控制和回收雙鑿巖巷中間三角體礦石資源；三是設(shè)計(jì)充填聯(lián)道對(duì)原分段空?qǐng)龇ㄒ研纬傻牟煽諈^(qū)進(jìn)行廢石充填后再綜合評(píng)估空區(qū)上方礦體回采的可行性；四是在340 m 分段西側(cè)邊緣新設(shè)計(jì)一條通道以解除340 mA31 線、A32E 線對(duì)下部回采的壓制影響。

（1）A30 線以西部分礦體沿礦體走向布置采礦進(jìn)路

在A30 線原分采傾向礦柱西側(cè)布置1#切割槽，各分段采礦進(jìn)路東西向布置并以該切割槽及原分采沿脈干線自東往西退采，見圖4。

圖4 分采采區(qū)340 m 分段A30 線以西部分采切工程平面圖

（2）A30-A32 線原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)下盤礦體垂直礦體走向布置采礦進(jìn)路

該范圍主要以原分段空?qǐng)龇ūP區(qū)采空區(qū)及沿脈干線為切割槽由北向南退采，為常規(guī)布置、不作贅述。見圖5。

圖5 分采采區(qū)320 m 分段下盤采切工程平面圖

（3）A30-A32 線原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)上盤礦體

A30-A32 線原分段空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)上盤礦體根據(jù)當(dāng)前采空區(qū)現(xiàn)狀，分采340 m 北側(cè)走向礦柱以北礦體主要集中在A30’線以西，A30’-A30 線已在300 m、320 m 分段回采形成采空區(qū)，設(shè)計(jì)在320 m、340 m 分段布置充填聯(lián)道對(duì)兩個(gè)采空區(qū)進(jìn)行廢石充填，充填后再綜合評(píng)估空區(qū)上方礦體回采的可行性，屆時(shí)若進(jìn)行回采只需將1#切割槽往東調(diào)整、延伸采礦進(jìn)路即可。見圖6。

圖6 分采采區(qū)340 m 分段充填聯(lián)道平面圖

最終在原分采采區(qū)的370 m、355 m、340 m、320 m、300 m 五個(gè)分段均布置采切工程，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

表1 分采采區(qū)300-370 m 分段低品位礦體回采設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

5 方案優(yōu)化與成效

本次方案規(guī)劃的370 m、355 m、340 m三個(gè)分段間高度僅15 m，因340 m 分段原有采礦進(jìn)路為下坡，中孔最大高度約30 m，因此最初是按照H1354 臺(tái)車施工中孔≤35 m 來考慮的。這樣就存在以下兩方面問題：一是在現(xiàn)有分段空?qǐng)龇üこ态F(xiàn)狀條件下巷道過于密集、采切工程量較大，二是后續(xù)實(shí)際生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)穿孔、卡釬等情況，不利于生產(chǎn)組織協(xié)調(diào)。

隨著2022 年下半年東上采區(qū)現(xiàn)有協(xié)力單位中標(biāo)分采范圍，從合同角度來說已具備應(yīng)用其已配置的大型中孔臺(tái)車、鏟運(yùn)機(jī)等采礦設(shè)備的條件，尤其是DL421 中孔鑿巖臺(tái)車施工孔深可達(dá)45 m，偏斜率小、采礦效率高，以東上采區(qū)無底柱分段崩落法的實(shí)際應(yīng)用來看，采礦分段高度在30 m 時(shí)亦能保證生產(chǎn)組織的高效順暢。因此，鑒于370 m、355 m、340 m 三個(gè)分段間高度僅15 m，考慮將355 m 分段設(shè)計(jì)的采切工程取消，將340 m 的分段高度自然調(diào)整為30 m。經(jīng)過設(shè)計(jì)調(diào)整與復(fù)核，取消355 m 分段設(shè)計(jì)工程后，通過現(xiàn)有的DL421 中孔鑿巖臺(tái)車與其它中孔設(shè)備相互配合完全能夠全部控制礦體、滿足生產(chǎn)需要。最終優(yōu)化采切工程量約1 900 m/29 000 m3，優(yōu)化采切費(fèi)用約812 萬元，采切比降至1.49 m/kt、23.07 m3/kt[3]。

另外，本次規(guī)劃充填原分段空?qǐng)龇ㄈ齻€(gè)盤區(qū)的采空區(qū)，預(yù)估可充填廢石3.5 萬m3，為后續(xù)井下各采區(qū)掘進(jìn)廢石提供排放點(diǎn)，預(yù)估節(jié)省排廢費(fèi)用近300 萬元。

6 總結(jié)

（1）通過分析研判并采取合理的技術(shù)措施，規(guī)劃了大紅山鐵礦分采采區(qū)低品位礦石資源回采方案，結(jié)合合同條件的改變對(duì)采切工程進(jìn)行優(yōu)化，在提高采礦生產(chǎn)效率的同時(shí)大大降低了采切費(fèi)用投入，預(yù)估節(jié)省排廢費(fèi)用近300 萬元。

（2）回采方案設(shè)計(jì)采出鐵原礦量660 萬t，設(shè)計(jì)采出品位21.05 %，在大紅山鐵礦先天的資源優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)下，提高資源綜合利用率、延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限才是最大的效益。