西石門(mén)鐵礦復(fù)雜多空區(qū)礦體綜合開(kāi)采技術(shù)研究.pdf

1、西石門(mén)鐵礦為接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床，是我國(guó)冶金系統(tǒng)有名的難采礦山之一。上世紀(jì)九十年代遭到民采礦點(diǎn)的嚴(yán)重破壞，遺留大量復(fù)雜空區(qū)，其中大部分已冒落，部分空區(qū)隨時(shí)可能冒落。由于空區(qū)對(duì)礦體完整性的破壞、冒落空區(qū)引起的巖移、以及未冒空區(qū)的安全危害，使這類(lèi)原本難采的礦體更加難采。如何安全高效地開(kāi)采這類(lèi)復(fù)雜多空區(qū)礦體，成為西石門(mén)鐵礦急需解決的重大生產(chǎn)技術(shù)難題。為此，本文采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)的研究了復(fù)雜多空

2、區(qū)礦體的綜合開(kāi)采技術(shù)，完成了以下4方面內(nèi)容的研究工作:
　　(1)通過(guò)對(duì)無(wú)底柱分段崩落法及其相關(guān)變形采礦方法適應(yīng)性的分析，依據(jù)多空區(qū)礦體分類(lèi)的不同特點(diǎn)，在考慮巖體可冒性的基礎(chǔ)上，分別提出多種新型采礦方法。針對(duì)復(fù)雜空區(qū)破壞礦體，提出斜進(jìn)路與平底塹溝底部結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合的新型開(kāi)采方案，并針對(duì)不同的礦體傾角與厚度條件，提出雙側(cè)塹溝、串聯(lián)塹溝、單塹溝及其與出礦巷道的不同聯(lián)接方式，形成了適合復(fù)雜空區(qū)破壞礦體開(kāi)采的新型采礦方法;針對(duì)民采區(qū)域內(nèi)未被

3、破壞礦體，依據(jù)礦體厚度變化以及底板出露厚層矽卡巖的礦巖條件，分別提出了單塹溝平底結(jié)構(gòu)方案以及上盤(pán)側(cè)塹溝落礦的無(wú)底柱分段崩落法改進(jìn)方案;針對(duì)殘礦的不同類(lèi)型，提出采用進(jìn)路式回收以及塹溝系列方法等多種回采方案。這三類(lèi)多空區(qū)礦體的開(kāi)采方案較好地解決了緩傾斜軟破復(fù)雜多空區(qū)礦體的低損失安全高效開(kāi)采的技術(shù)難題。
　　(2)在分析巖體可冒性的基礎(chǔ)上，提出了基于巖體持續(xù)冒落臨界值的崩落法上、下分區(qū)同步開(kāi)采方案，使上部多空區(qū)礦體與下部原生礦體“貧富兼

4、采”，以此達(dá)到提高生產(chǎn)能力與出礦品位的目的。同時(shí)，采用FLAC3D軟件分析驗(yàn)證了分區(qū)界限的合理性以及分區(qū)開(kāi)采方案的安全可靠性。
　　(3)在分析復(fù)雜開(kāi)拓系統(tǒng)影響因素的基礎(chǔ)上，考慮施工便利性以及快速施工要求，研究了深部開(kāi)拓工程的快速施工方法，提出利用現(xiàn)有工程分段掘進(jìn)井筒的技術(shù)措施和快速形成深部開(kāi)拓系統(tǒng)的技術(shù)方案。此外，優(yōu)化了淺部礦、巖的運(yùn)輸提升線(xiàn)路，較好地解決了淺部生產(chǎn)與深部開(kāi)拓相互干擾的矛盾。
　　(4)本著順應(yīng)地壓顯現(xiàn)規(guī)律

5、和安全、實(shí)用的原則，提出由螺紋鋼焊接可縮性金屬拱架形成的整體拱棚過(guò)冒頂區(qū)技術(shù)，解決了冒頂區(qū)安全快速修復(fù)的技術(shù)難題。同時(shí)，在研究采準(zhǔn)巷道地壓顯現(xiàn)規(guī)律及散體巷道特殊性的基礎(chǔ)上，采用噴錨網(wǎng)+U型可縮性金屬拱架支護(hù)技術(shù)，較好地解決了破碎礦體及地壓顯現(xiàn)較大部位的巷道穩(wěn)定性問(wèn)題;采用超前錨桿+U型可縮性金屬拱架支護(hù)技術(shù)，較好地解決了西石門(mén)鐵礦多空區(qū)軟破礦體條件下的散體巷道的成巷難題，從而保障了高度難采礦段采礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
　　理論研究與在