2021年全国机械冶金建材行业“互助保障杯”职工技术创新成果展示

大型地采矿山低贫损安全高效开采技术研究与应用

单位:首钢集团有限公司矿业公司

从常规开采模式分析,杏山铁矿是国内应用无底柱分段崩落法较好的地采矿山之一,但结合生产过程中的实际问题,严重制约着从常规开采模式到高效开采模式的转变和采矿成本的进一步降低。为使这些问题得到有效解决,矿业公司开展技术研究,以此进一步提高相关技术指标,大幅度降低矿石损失贫化与生产成本,以实现经济高效开采的目的。

主要研究内容:

1、小杏山崩落法开采方案优化:为了既采用较大的分段高度又能控制下盘损失,结合矿体条件,开展下盘残留体试验和斜分条放矿试验研究开采方案,研究优化采场结构参数与工艺技术的方法,使之适应小杏山矿体条件,实现采准系数与下盘矿石损失贫化同步降低。

2、巷道松动圈测定、地压活动规律与控制技术研究:对地压显现区域进行历史数据挖掘与现场跟踪,查明地压显现与回采作业关系;对矿体与围岩进行稳定性分级,查明矿岩稳定性的空间分布特征;开展巷道松动圈测定及巷道破坏机理分析,找出地压活动的起因、活动过程与相关参数,揭示巷道破坏机理。在此基础上提出支护形式、支护设计和大杏山下盘分段巷道位置优化方案,保障采准工程的有效利用。

3、散体流动规律研究及大小杏山爆破参数优化:研究各采场的散体流动规律与矿石可爆性,依此优化爆破参数,包括崩矿步距、排面炮孔布置形式与炮孔数、孔口预留与起爆方式等,顺应散体流动规律和提高扇形炮孔爆能利用率,改善爆破效果。

该项目的实施,通过多回收矿石和节省采准、支护、中深孔工程量,实现经济效益2069万元。该项目通过现场调研、参数实测、理论分析、实验室实验、数值模拟与现场试验相结合的多种方式开展研究工作。先后实施了散体流动参数测定、矿岩体稳定性分级、矿岩点载荷强度测定、岩体基本质量指标计算与稳定性分级、巷道松动圈测定、采场地压数值模拟分析等六个方面的基础研究。为崩落法开采方案、支护形式及支护设计、回采爆破等优化研究提供了坚实的理论基础。实现了地采矿山由常规开采向精细、经济、高效开采模式的过渡,相关技术指标得到显著提升,有效促进了地采矿山的技术进步