铁矿深部开采切割巷中深孔施工工艺优化

王保东

(中国华冶科工集团有限公司)



铁矿深部开采切割巷中深孔施工工艺优化

王保东

(中国华冶科工集团有限公司)

摘要目前，国内钢铁市场产能过剩，导致铁精粉价格持续回落，加大了铁矿山生产成本。七角井铁矿在施工过程中，通过对切割槽中深孔施工工艺进行优化，减少了采切工程、降低了投资、节约了生产成本，可供矿山同类工程施工参考。

关键词切割槽中深孔施工采切工程生产成本

目前，国内钢铁市场低迷，如何减少采切比、有效控制矿石的贫化及损失、降低综合成本，是矿山企业的重中之重，也是现在矿山企业能否生存的关键因素。西宁特钢肃北县博伦矿业开发有限责任公司七角井铁矿深部开采由山东冶金院设计，采用皮带斜井、竖井联合开拓，由中国华冶科工集团有限公司和金诚信矿业管理股份有限公司联合建设。深部开拓自2010年6月开始基建，2014年10月1日完成皮带斜井及井下溜破运输系统施工，投入运营。七角井铁矿深部开采铁矿石地质储量剩余8 408万t，平均品位TFe 32.58%，设计服务年限18.9 a，达产第1年为250万t，以后12.3 a为360万t，后期5.6 a 为300万t。2013年10月，中国华冶科工集团有限公司承接了基建期采矿任务，2014年8月，中国华冶科工集团有限公司与肃北县博伦矿业开发有限责任公司签订了长达5 a的包采合同，采矿区段为13#～21#勘探线。该区段内矿体倾角52°～55°，矿体水平厚度8～20 m，主要为中厚矿体，个别地段为厚矿体，设计规划阶段高度65 m，分别为2 215 m 中段、2 150 m中段、2 020 m中段，分段高度15 m，主要采用分段凿岩、阶段出矿的阶段空场法，局部尾矿采用浅孔留矿法开采。为大幅度降低该矿山生产成本，本研究对切割槽中深孔施工工艺进行优化。

1采切工程布置

采用退采的施工工艺在各中段最后1个分层布置脉外巷、出矿进路，其余各分层不设计脉外巷。采准工程沿矿体走向布置，采切工程主要有：①堑沟，布置于各中段最后1个分层矿体下盘矿岩接触带位置，施工时确保矿体面积占巷道断面积的1/3～1/2，以利于布置炮孔；②出矿进路，布置于各中段最后1个分层拉底巷与出矿平巷之间，一般与出矿平巷斜交约50°或垂直布置，出矿进路的长度应满足铲运机出矿要求；③出矿平巷，布置于各中段最后1个分层，距矿体10～15 m位置，基本平行于堑沟布置，沿矿体走向施工并根据矿体变化调整；④分段凿岩巷，布置于各分段下盘矿岩接触带位置；⑤切割巷，布置于采场退采方向的起始侧(图1)；⑥人行联络巷，布置于间柱位置，与凿岩巷、下盘沿脉巷相通，为采场回采时的人行、通风通道；⑦溜井，各中段每200 m布置一阶段溜井，以满足各中段的出矿任务；⑧探矿巷，偶尔与联络巷同属1条巷道，要求穿过矿体上盘，兼作探矿之用，探矿巷布置于各分段，对于矿体较厚的采场，宜分层布置双凿岩巷(图2)。

图1　切割巷布置位置

图2　分层局部布置双凿岩巷

2切割巷中深孔施工工艺优化

2.1切割巷中深孔施工工艺

由于YGZ-90钻机操作方便、成本较低，因而当前国内冶金矿山大都采用该型钻机施工中深孔。由于切割槽爆破效果的优劣直接影响整个采场的落矿效果，故而往往垂直于切割巷布置切割巷排位。因矿体一般有一定的倾角，切割巷需施工超出矿体下盘矿岩界线一定长度。切割巷中深孔排位布置完毕后，即可设计中深孔，中深孔排面一般垂直于切割巷向上呈伞形布置。

2.2工艺优化

按常规设计，在退采时，为减少采切工程量，不设置脉外巷。在布置切割巷时，垂直于矿体施工至下盘，需超过下盘矿岩界线一定长度(具体数值视矿体倾角而定)，2 203 m水平S214采场切割巷布置如图3(a)所示。切割巷优化后，垂直于矿体施工至下盘、上盘矿岩接触处即可，不必穿过下盘矿岩界线，在一定程度上缩短了切割巷施工长度，2 203 m 水平S214采场切割巷优化后布置如图3(b)所示。

图3　S214采场切割巷布置

常规设计时切割巷布置排位垂直于切割巷布置，2 203 m水平S214采场切割巷排位布置见图4(a)。对切割巷排位进行优化，排位靠近矿体下盘沿切割巷布置，2203水平S214采场优化后的切割巷排位布置见图4(b)。

图4　S214采场切割巷排位布置

切割巷排位优化后，根据2 203 m水平与上一分层的矿体情况、标高、脉内巷等基础资料，绘制出沿切割巷布置相应排位的矿体剖面图，在此基础上设计中深孔，2 203 m水平S214采场S6中深孔设计如图5所示。在中深孔施工时，将YGZ-90钻机旋转90°即可，且S3～S7排面的孔号角度一致，以便落矿时进行微差爆破[1-3]。

图5　S214采场切割槽S6排中深孔设计

3结语

在七角井铁矿深部开采施工过程中，在采用退采方式的基础上，对采场切割槽施工工艺及中深孔施工工艺进行了优化，加快了施工进度(每个采场切割槽缩短施工平均约10 m)，降低了投资成本，有效控制了矿石的贫化与损失，对于类似矿山有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]徐永圻.采矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2000.

[2]管学铭，刘洪忆，张国云，等.宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术在露天矿的应用[J].现代矿业，2016(1)：58-60.

[3]牛魁.逐孔微差起爆技术在黑沟溜井降段中的应用[J].现代矿业，2015(1)：60-61.

(收稿日期2015-12-29)

王保东(1974—)，男，高级工程师，056002 河北省邯郸市光明北大街12号。