浅议武川县公忽洞矿山开采

中图分类号：U469.696 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0375-01

1 矿区概况

武川县公忽洞矿区铁矿位于内蒙古自治区呼和浩特市武川县政府所在地可可以力更镇北西60km处，其地理坐标为：东经110°57′00″～111°02′00″；北纬41°14′00″～41°18′00″。行政区划隶属武川县东红胜乡管辖。矿区北西距武川县东红胜乡政府所在地5km，南东距武川县城60km，北测武川至达茂旗104省道从矿区中部通过，交通较为便利。

2 采矿

2.1 矿山规模、服务年限

武川县公忽洞矿区铁矿批准地下开采生产规模为15×104t/a，本次设计的Ⅱ区为该矿所属三个采区其中之一，开采矿体也为主矿体，故本次设计按批准的15×104t/a进行生产能力验证。

1、按可布矿块数计算

计算公式：A=NQKE/（1-Z）

A― 矿山年生产能力

N―可能布置矿块数 取8个

Q―矿块年平均生产能力 取4×104t /a

K―矿块利用系数 取0.5

E―地质影响系数取0.8

Z―副产矿石率 取15%

通过上式计算可知，一个阶段生产矿山生产能力为15.21×104t/a。

2、按经济合理服务年限计算

计算公式： T=qa/AB=7年

T― 矿山服务年限

A― 矿山年生产能力 15×104t/a

q― 采用资源储量 104.71×104t

a―矿块回采率 取85%

B―废石混入率 取15%

通过上述计算可知，矿山服务年限基本符合中小型矿山经济合理服务年限要求，地勘程度控制较低，有待今后进一步勘查或矿山生产勘探，逐步加以解决，以扩大远景储量，以增加资源储量，延长矿山服务年限。

通过两种方式进行生产能力验证，结合类似矿山生产经验，15×104t/a的生产能力是完全可以达到的。

根据2007年11月内蒙古自治区有色地质勘查局综合普查队提交的并评审通过的《内蒙古自治区武川县公忽洞矿区铁矿详查报告》，Ⅱ区范围内FeⅡ-3铁矿体查明资源储量矿石量（122b+333）矿石量122.49×104t，本次设计所有资源量全部利用，122b类采用系数取1.0，333类采用系数取0.8，故本次设计采用储量为104.71×104t。生产能力按15×104t/a计算，矿山服务年限7a，不包含基建期1.0a。

2.2 矿床开拓

2.2.1 岩石移动范围和阶段高度

1、岩石移动范围

根据国内类似矿山开采实际经验，按下述原则圈定岩石移动范围。

（1）矿体上下盘移动区从最低采深（1620m标高）算起。

（2）矿体走向移动区按矿体突出部位算起。

（3）第四系移动角ф=45°，上盘围岩移动角β=60°，下盘围岩移动角为α=65？，走向端部围岩移动角δ=70°。

具置见井上下对照图。

2、中段高度

由于矿山为小型矿山企业，采矿机械装备水平不是很高，采矿方法为浅孔留矿法和削壁充填法，人工劳动强度大，因此，中段高度不宜过高，结合矿山井巷工程现状，本次设计中段高度为40m。

3、保安矿柱

1720m回采上限均为均匀岩体，厚度大于10m，作为护顶隔水永久顶柱可达到安全要求。

2.2.2 开拓方案

根据矿体赋存特征，设计采用竖井开拓方式。

在矿体的西端部下盘岩石移动20m外设计一条竖井，竖井井底标高1610m，断面Φ3.5m，为本采区的主提升井和进风井，担负全采区矿石、废石和提升人员材料任务，主井开1700m、1660m和1620m三个中段；在矿体的东端部下盘岩石移动20m外设计一条竖井，竖井井底标高1700m，断面2.0m×2.0m，为本采区的回风井和另一个直达地表的安全出口；各中段下盘运输巷的东端部利用边界行人通风天井联通。基建工程结束后将形成以主井为主提升井、行人井和进风井，风井为回风井和人员安全出口的竖井开拓系统。主井和风井均装备罐笼和梯子间，各边界行人通风天井均安装梯子间作为各中段安全出口，满足安全出口的安全要求。

2.3 采矿方法

2.3.1 采矿方法选择

采矿方法的选择取决于矿体产状、矿岩稳固性及矿山总体装备水平、生产规模。本矿山各开采矿体呈脉状产出，总体倾角70-81°属急倾斜矿体；平均厚度6.19m属中厚矿体；围岩稳固至极稳固；矿石无结块性、自燃性；矿区水文地质条件简单。

地表允许崩落；井型小，半机械化生产，凿岩设备为YT-24凿岩机；浅孔爆破。具备非常好的空场法开采技术条件。

根据开采矿体的赋存特征和开采技术条件，结合现有的采掘装备水平综合论证，选择浅孔留矿法作为主要开采方法，当矿脉的厚度在局部地段变化时，则采准工程做相应调整。

2.3.2 采矿方法

1、采场结构参数

矿块走向长度50m； 矿块垂高40m

间柱宽度6-8m 顶柱3m

漏斗间距6m 天井联络巷间距4m

底柱6m

2、采准切割

采准工作主要是掘进阶段运输平巷、行人通风天井、联络道、拉底巷道、劈漏。

在矿体下盘掘进中段运输平巷，沿矿体走向每隔50m掘进一条行人通风天井，天井位于两矿块间柱内，在天井内每隔4m掘进联络道，将天井与矿房贯通。沿中段运输平巷每隔6m布置一个漏斗与拉底平巷贯通。

切割工作比较简单，以拉底巷道为自由面和补偿空间，崩落矿石从漏斗放出一部分，平整清理工作面，拉底工作即告完成。

3 采空区的处理

采空区采取大量崩落围岩的方式进行处理，矿块回采完毕，应及时进行采空区处理。以防止顶板围岩塌落，产生冲击波对其他采场的生产人员造成伤害。采空区采取封闭法进行处理，矿房回采和矿柱回收结束后崩落通往空区的巷道顶部围岩，使之封闭。

4 通风及顶板管理

采场工作面利用矿井主风流通风。新鲜风流由中段平巷经顺路人行天井进入采场工作面，污风由采准通风天井经上部回风平巷从回风井排出地表。

矿体顶底板岩石坚固、稳定，不需支护。对局部破碎地带，采用木支架加固，平时生产中加强敲帮问顶工作。

5 矿柱回收

对于采场的矿柱，设计采用浅孔凿岩，一次大量崩落的方式进行回收。在回风巷报废时，可回收顶柱，间柱间隔回收。矿柱回收的设计和施工应在矿房回采前进行。