对敦德铁矿开采方法及设备选型的研究与探讨

摘要：本文结合敦德铁矿矿区的实际情况，在投入少量设备，降低矿石成本，提高企业的效益的前提下，提出了适宜的采矿方法和设备选型，以供类似矿山借鉴。

关键词：铁矿；开采方法；构成要素

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）32-01-01

一、工程概况

敦德铁矿矿区位于和静县西北40°方向，行政区划隶属和静县管辖。敦德铁矿矿区由多个矿体组成，主要为4号矿体，矿体总体走向均为北东---南西向，矿区铁矿体在地表可见露头三处，分布于矿区西部及中部，长约53～70m左右，宽8～20m，矿体倾角较陡，属于急倾斜矿体。现普查工作主要针对Fe4号铁矿，并施工了深部勘探工程，故本文主要针对Fe4号铁矿进行开采方法及设备选型的研究。

Fe4号矿体分布于7～10勘探线之间，倾角55°～75°，倾向13～53°之间。Fe4号矿体最大厚度90m，最小3.3m，平均72.3m。矿体围岩主要是灰绿色凝灰岩、硅化凝灰岩、晶屑凝灰岩、安山质凝灰岩，矿体与围岩界线明显，矿体中常见围岩夹层。矿石和围岩硬度较坚硬，断裂构造对矿体和围岩破坏不大。

二、采矿方法的选择

2.1、采矿方法选择的原则

（1）选取的采矿方法必须与矿体的赋存条件相适应，与生产规模相适应；

（2）选取的采矿方法的采准、回采、出矿作业必须与采矿设备机械化、高效化相适应；

（3）选取的采矿方法必须有利于矿石回收和减少废石混入；

（4）选取的采矿方法必须结构简单，采准工作量小，作业安全。

2.2、采矿方法的确定

基于上述原则，根据敦德铁矿矿体赋存条件及产状特点，可行的采矿方法有无底柱分段崩落法、分段空场法。与无底柱分段崩落法相比，分段空场法采准工程量大，回采作业分两步进行，先采矿房，后采矿柱，工序复杂，其中矿柱矿量占阶段矿量30%～40%，回收率低，只有50%～60%，而且矿柱回收在技术上和操作上难度大。

无底柱分段崩落采矿方法是目前国内外大中型坑内矿应用最广泛的一种采矿方法，如梅山铁矿、张家洼铁矿、镜铁山铁矿、程潮铁矿、板石沟铁矿、杏山铁矿、罗河铁矿、北铭河铁矿等都采用这种采矿方法。我国80%的地下矿都采用无底柱分段崩落法。无底柱分段崩落采矿方法具有矿块结构和回采工艺简单，作业安全，可以实现设备机械化、高效化，确保矿山规模实现的优点，缺点是回采进路通风效果差。

敦德铁矿井下开采最终推荐采用无底柱分段崩落采矿方法进行矿石回采。

2.3、采矿方法的构成要素

目前世界坑内采矿业发展趋势是设备大型化、高效化、自动化、结构参数大型化，以提高劳动生产率，并进行加大分段高度和进路间距的生产尝试，效果明显。如梅山铁矿的采场结构参数为15m×20m（分段高×进路间距），程潮铁矿为17.5m×15m，杏山铁矿为15m×20m，眼前山铁矿为18m×20m，弓长岭井下铁矿为15m×20m，镜铁山铁矿为15m×18m。

影响分段高度主要有两个方面，一是凿岩设备有效钻进深度，二是矿体厚度和倾角。在满足凿岩设备要求的前提下，加大分段高度，可以减少采准工程量，提高爆破量，充分发挥采矿设备效率。

敦德铁矿3788m以上矿体倾角陡，厚度大，平均达到72.3m，适于加大分段高度，而引进的进口凿岩台车，钻孔深度可达38m。根据梅山铁矿的生产实践证实，加大无底柱分段高度和进路间距是有利的，15.5m与10m分段高度相比，可减少采准工程量35%。

基于上述，根据敦德铁矿矿体赋存条件，采用无底柱分段崩落采矿方法。当矿体厚度大于20m时，垂直走向布置进路，小于20m时沿走向布置进路。进路联络巷距矿体下盘10m左右，溜井距进路联络巷9m左右。

3788m～3912m之间矿体厚度较大，结合矿体赋存条件，采用垂直矿体走向布置进路方式。矿块构成要素为：分段高度15.5m，进路间距18m，每5～6条进路构成一个矿块，每个矿块布置一条矿石溜井，每两个矿块布置一条岩石溜井，另外，在每个分段矿体下盘脉外8～10m处布置一条脉外联络道，把所有进路、溜井和天井连接起来，作为出矿、通风、设备的联络通道，采区斜坡道亦与每个分段的脉外联络道相通。千吨采准比为3.6m/kt，矿石回收率85%，废石混入率17%。全矿平均地质品位TFe38.50%，Zn平均含量1.21%；围岩夹石品位：TFe平均品位3.88%，Zn平均含量0.32%；采出矿石品位为TFe：32.61%，Zn：1.06%。

对敦德铁矿3788m～3568m水平之间矿体开采，可根据进一步地质勘探情况进行采矿方法参数的优化，对新的地质情况提出更加合理的矿块构成要素。敦

三、回采工作的选择

3.1、凿岩爆破工作

德铁矿3788m水平以上矿体采用无底柱分段崩落法，矿山一期年生产矿石最大300万t，二期年生产矿石500万t。依据采矿结构参数，回采凿岩设备采用阿特拉斯生产Simba1354凿岩台车。该凿岩台车配备COP1838HE凿岩机，钎头直径Φ76mm，钻孔直径Φ78mm，凿岩效率考虑高山矿床开采适当降低为4.5万m/台.a。

在回采进路中炮孔按扇形布置，最小抵抗线1.4～1.6m，孔底距1.5～2.0m，边孔角50°～60°，炮孔排距1.4～1.6m，每米炮孔崩矿量9t。装药爆破采用BQF-100型装药器。回采爆破每天白班班末进行，爆破时要做好警戒，严格按规定时间进行，爆破后要加强工作面的通风，以保证安全生产。

一期（300万t/a）设备：每班所需凿岩米数：3066.7/9×1.1=374.8m/班；每年所需凿岩量：374.8m/班×3×300=33.74万m；所需凿岩机数：33.74/4.5=7.49台，取8台。

二期（500万t/a）设备：每班所需凿岩米数：5111.11/9×1.1=624.7m/班；每年所需凿岩量：624.7m/班×3×300=56.22万m；所需凿岩机数：56.22/4.5=12.5台，取13台。

3.2、出矿工作

为保证一期300万t/a、二期500万t/a矿石规模的实现，本次回采出矿设备采用LH514E电动铲运机（6m3）电动铲运机和LH514柴油铲运机，铲运机台年效率取56万t。LH514柴油铲运机一方面做为回采设备使用，另一方面做为电动铲运机牵引设备使用。

一期需用铲运机台数计算：276万t/a÷56万t/台・a=4.9台，取5台。二期需用铲运机台数计算：460万t/a÷56万t/台・a=8.2台，取9台。

3.3、主要设备

3788m以上矿体一期设备主要回采设备如下：8台Simba1354凿岩台车；5台LH514E电动铲运机；1台LH514柴油铲运机；3台BQF-100装药器，其中1台备用；20台JK58-1No4.5局扇，其中5台备用。

二期设备主要回采设备如下：13台Simba1354凿岩台车；9台LH514E电动铲运机；1台LH514柴油铲运机；3台BQF-100装药器；其中1台备用；32台JK58-1No4.5局扇，其中8台备用。

四、结束语

综合以上分析，认为该矿应用无底柱分段崩落采矿方法进行矿石回采具有明显的技术和经济优势。该矿井的采矿方法和选矿设备选择实实在在的按着“生产规模、分期建设、国内外先进、生产可靠、少用人”的原则进行选取，不仅提高劳动生产率，而且实现高海拔高寒地下采选一流装备水平。

作者简介：苏静明（1984），男，本科，新疆乌鲁木齐市，采矿工程师，现就职于新疆巴州敦德矿业责任有限公司，主要从事安全生产管理方面的工作。