预控顶上向分层充填法在马庄铁矿的应用.pdf

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1、2010年6月中国矿山工程Jun．，2010第39卷第3期ChinaMineEngineeringVol_39No．3预控顶上向分层充填法在马庄铁矿的应用Applicationofroof-precontroloverhandcut-and-fillstopinginMazhuangIronMine苏红蕊，王凤波(莱钢集团莱芜矿业有限公司，山东莱芜271lOO)摘要：针对矿体条件不稳固矿石的开采，介绍了马庄铁矿采取的支护方式、矿房参数和爆破参数的设计选择。关键词：预控顶；预裂爆破；潜孔钻凿岩Abstract：Invie

2、woftheminingconditionsofunstableorebody，thedesignofthesuppo~way，roomparametersandblastingparametersofMuzhuangIronMinewereintroduced．Keywords：roof-precontrol；pre—splittingblasting；drilllwithdown-the-holemachine1前言马庄铁矿1958年建矿，现在年处理本矿产铁矿石50万t，外购部分矿石，年产铁精矿5O万t，是莱钢集团

3、莱芜矿业有限公司下属矿山之一。矿山自建矿至今不断探索适合矿山生产条件的采矿方法，由最初的无底柱分段崩落法、空场采矿法、留矿法、上向进路充填采矿法直至目前的预控顶上向分层充填采矿法。马庄铁矿采用预控顶上向分层充填采矿法，在矿岩条件不稳固的矿石中，适当加大超前支护，尽量加大矿房尺寸，利用潜孑L钻等较为大型的凿岩设备，下向垂直中深孔大爆破落矿。2水文地质概况马庄矿床位于华北地台东部泰山背斜与徂徕山背斜之间，莱芜复向斜中部矿山背斜的东南翼，属燕山期接触交代矽卡岩型磁铁矿床，矿体走向长2500m，走向N30。E，倾向SE，倾角4

4、0。6O。，埋藏地下0～500m，矿体完整性一般，平均厚度11．2m，底板为燕山期闪长岩，顶板为奥陶系中统马家沟组灰岩。矿床内出露的主要含水层为第四系冲、洪积砂砾岩含水层，奥陶系灰岩、大理岩。隔水层为第三系粘土质砂岩、砂砾岩，燕山期闪长岩。奥陶系灰岩、大理岩为矿床的直接充水岩层，灰岩岩溶裂隙发育，透水性好，地下水连通性好。矿体上部大理岩、灰岩从整体来看，岩溶裂隙发育规律为横向上东部比西部强，纵向上看上部较下部强，同时其富水特征又表现出较为明显的各向异性。第三系粘土质砂岩、砂砾·30·中国矿山工程2010年(第39卷)岩

5、厚度为80～150m，是良好的隔水岩层，但是局部地段由于地层较薄形成“天窗”或由于地质构造破坏而形成构造渗漏带。闪长岩是良好的隔水体，只拉]是局部因构造、蚀变作用而裂隙发育，含有少量裂A隙水。3采矿方法和矿房参数的确定马庄铁矿地处莱芜市市区，随着城市的不断发展，客观条件不再允许地表有陷落现象，同时资源变得越来越稀缺，根据形势需要将采矿方法由原来拉切平巷

6、

7、的回收率较低的分段崩落法和空场法改为上向进路充填采矿法，矿石回收率可达95％以上。但在马出矿平巷庄铁矿矿体厚度较薄，矿岩条件又不稳固的情况B—B下，上向进路充填采矿法

8、的出矿能力有限，极大地图1预控顶矿房布置图制约了矿山的生产能力，如何对现有的采矿方式进行改进，提高充填采矿矿房的出矿能力成为必须解抵抗线2．8m。②主爆孔孔间距0=(0．8～1．1)，W=O．9x决的首要问题。经过多年的生产探索和实践，预控2．8=2．5m。③主爆孔单孔装药量Q孔=q·n·1V·L=顶上向分层充填采矿法逐渐形成并应用。0．76~2．5~2．8x8．6=46kg。④补偿空间f3．5x20x10+2x根据马庄铁矿的矿岩条件，为保证矿石顶板及2x6+10~8．36)／12．5x20x10=32．3％。⑤预裂孔

9、孔间距围岩的稳固性，通常情况下上向水平分层进路充填0预=(8～14)d=12~7．6=90cm。⑥预裂孔线装药密度采矿法矿房尺寸一般控制在宽3-5m、高4～5m，单Q线=Q／L=O．15x40／9=0．67kg／m。⑦预裂孔不耦合系数个矿房生产能力一般保持在3O00t／月，矿房生产能76／32=2．4。计算爆破参数见表1和表2。力较低。要提高矿房生产能力，必须加大矿房尺寸。表1主爆：E7-艺参数为控制顶板冒落，马庄铁矿采用长锚索和喷锚网相结合的支护方式，在出矿作业空间上部提前进行拉项目排舢炸药堵塞长度郸量b／mq／(k

10、l／m切和支护，从而保证下部作业空间顶板的稳固，预控顶上向分层充填采矿法的矿房宽度可以加大到lOre，矿房长度根据矿体厚度确定，一般在20m左右。矿房高度为12．5m，根据凿岩设备工作空间需要，顶部拉切矿房高度为3．5m，剩余矿体采用下向深孑L爆破落矿，爆破高度为9m。矿房爆破前事先布置2mx2m的切割井作为爆破自由空间。预控顶矿