串联堑沟在西石门铁矿的应用研究
西石门铁矿复杂空区残留矿体综合开采实践
西石门铁矿复杂空区残留矿体综合开采实践苏锡安【期刊名称】《《现代矿业》》【年(卷),期】2019(035)010【总页数】5页(P61-65)【关键词】空区残留矿体; 疏干; 掘支优化; 诱导冒落; 空区防治【作者】苏锡安【作者单位】五矿邯邢矿业有限公司西石门铁矿【正文语种】中文20世纪末西石门铁矿民采破坏猖獗，井下形成了许多大小不一的民采空区，破坏了矿体的整体性，增加了这部分资源开发的难度[1]。
西石门铁矿是我国金属矿山中有名的难采矿山之一，多年来应用多种平底结构的无底柱分段崩落法，使部分难采矿体得以安全高效开采，但该矿北区深部还存在着一种复杂含水空区、有突水危害、下盘围岩高应力破碎等众多开采难题的民采空区残留矿体，开采条件更加恶劣，多年来一直未得到有效开采。
近年因矿区资源枯竭，北区矿体才大量投入开采，遇到突水、巷道大规模塌冒等一系列难题。
本文针对上述开采技术问题，从空区疏干、超前探空、巷道掘支参数优化、回采方案以及空区塌冒防治等方面考虑，研究制定一整套综合开采技术方案，从而实现北区深部复杂空区残矿安全高效回收。
1 工程概况北区西翼-10～-14勘探线厚大的主矿体赋存于20 m水平以下。
-40 m 水平以上矿体厚大，倾角近乎垂直;-40 m 水平以下矿体水平厚度逐渐变小，在-60 m水平处约30 m,矿体下盘倾角变缓至30°～40°。
矿体上盘围岩为灰岩,中等稳定到不稳定;矿体为矽卡岩型磁铁矿，不稳定;下盘围岩主要为闪长岩，中等稳定[2];在矿体与闪长岩间的蚀变闪长岩与矽卡岩层厚度较大，破碎黏结性低，极不稳定。
另外，-60 m水平之上的矿体被民采严重破坏，井下形成规模较大采空区，空区内部矿岩塌落情况不明，地表塌陷范围内已出现数条长短不一、宽度0.1～0.5 m不等的裂隙,同时地表也发生了较为明显的地面沉降，但尚未出现地表塌落。
民采空区见图1。
另外，该民采空区形成时间较早，曾在2009年3月28日发生过一起死亡8人的严重透水事故，水害隐患较大。
西石门矽卡岩铁矿二长岩的成矿条件分析
[8] Yavuz F,Doner Z.WinAmptb:A Windows program for calcic amphibole thermobarometry[J].Period Mineral,2017, 86(2):135-167.
2 样品和实验方法
本次研究采集了西石门矿床附近的矿山二长岩 （KSM01）样品，二长岩为灰绿色，细粒结构，粒径主要介 于0.5-1mm，主要矿物为角闪石（20%）、斜长石（40%）和 钾长石（30%），次要矿物为石英（5%），副矿物有磁铁 矿、榍石、磷灰石和锆石。
通过电子探针获得闪长岩和二长岩中角闪石的主量元素 含量，实验在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。 实验使用JEOL JXA-8230型号电子探针，测试加速电压为 15kV，电子流为10nA，单点测试时间为10-30s，束斑直径 为10μm。
参考文献： [1] Sun Y,Xiao L,Zhang Q,et al.Petrogenesis of the
Kuangshancun and Hongshan intrusive complexes from the Handan-Xingtai district: Implications for iron mineralization associated with Mesozoic magmatism in the North China Craton[J].Journal of Asian Earth Sciences,2015,113(11):62-78.
012 地质勘探 DIZHIKANTAN
西石门矽卡岩铁矿二长岩的 成矿条件分析
武安市西石门铁矿矿床成矿环境及矿床成因浅析
该 矿 床大 地构 造位 置位 于 山西 断隆 （ Ⅱ） 太行 拱
断束 （ Ⅲ） 武安 凹 断束 （ Ⅳ） 所 涉 及范 围为 太行 山东 麓 中段 ， 京 广 线 以西 ， 武安市、 沙 河 市境 内 。区 内主 要 分布 有奥 陶 系 中统 马 家 沟组 、 磁县组、 峰峰组灰岩、
１ ． ２ 岩浆 岩环 境 西 石 门铁 矿 区岩 浆 岩 为矿 山村 岩体 的一 部 分 ， 平 面上 岩体 呈 似层 状 ， 接 触 面 产状 随 围岩 产状 向东
角闪二长岩 ： 分布于西石 门矿床的东部 ， 为浅灰黑
作者简介 ： 丁志礼（ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 地质矿产工程师 ， 主要从事矿产勘查工作 。
岩， 厚度 ８ １ ｍ。三段 以 致 密 灰 岩 和致 密 白云 质 灰 岩
互层 ， 底部 有 少量 角砾 状灰 岩 ， 中部 生物 碎 屑灰岩 中 有 石 膏假 晶颗 粒 ， 厚度 ９ ９ ｍ。
（ ３ ） 奥 陶系 中统峰 峰组 ： 分 布在 矿 区下 部整合 覆 于磁 县组 灰 岩之 上 ， 分 为 两 个 岩 性段 。一 段 岩 性 为
及 东南 倾伏 ， 与 奥 陶 系 中 统 不 同 组 段 呈 斜 交 侵 入 接
白云 质灰 岩地 层 。构造 主要 为一 系 列呈 ＮＮＥ － ＮＥ
向短 距小 于 ２ ０ ０ ｍ 的正断 层及 被 挤压 褶 皱 所 复杂 化 了 的 向斜 、 倒 转背 斜 、 倒转 向斜 和次 一级 的褶 皱 。岩
岩、 白云质 灰 岩 和 致 密 花 斑 状 灰 岩 为 主 ， 夹 薄 层 灰
镜 下鉴 定为 半 自形 晶 ， 粒状结构， 主 要 矿物 ： 斜 长 石 ８ Ｏ ， 角 闪石 １ ０ ； 次要 矿 物辉石 。
西石门铁矿采矿工艺安全性分析研究
、
在西石 门铁矿用 到 了三种不 同的采 矿方 法 ： 有底 柱崩 落采 矿法 ， 无底 柱崩落采矿法 和房柱法 。南区 的开采 曾用到房柱法 ； 但结果表明房柱法在南 区的适 用范 围缩小 至 ３ ５ 且 多在边沿 ． ％， 部位 。从 １８ ９８年起 ， 区开始采用“ 南 垂直平行密集柬状孔落矿有 底柱崩落采矿法” 扇形 中深 孔落 矿的普通有底柱崩落法 ” 和“ 。中 区主要 用到了“ 无底柱分段崩 落采矿 法” 。下 面针对 西石 门铁矿 的具体情况 ， 分别分 析三种 不 同的采 矿方 法 的优 缺点及 相应 的
邯郸西石 门铁矿是 国内大型地下铁矿 山之一 ， １ ７ 开 于 ９ ０年 始施工建设 ，９ ５年由基建 交付 生产 。１７ １８ ９ ３年勘探得 出的地质
储 量为 １ ６８ ９ ０ｔ ０ １． ×１ 。矿体走 向 Ｎ３ 。 沿走向长 ５ ２ ｍ， 体 ０Ｅ， ０５ 矿 厚 度为 １ ￣２ ｍ， ０ ０ 最大厚度 １ ３ ４ ｍ， ０ ． ２ 倾角 Ｏ～４ 。矿体埋深 ４ 。 Ｏ， ～
一
部分本来是坚硬完整的岩体 ， 在工程揭露 后 ， 易受风化 侵 但 极
３ １ 无底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 ．
蚀而产生软化或崩解潮解 。当结构面不利组合遇到临空面时， 极 易沿结构面滑动 冒落 。其性质对 比如表 １ 所示 ：
表 １ 两类矽卡岩性质对比ｃ］ ２
该 种方法是在整个矿 区运用最 为广 泛的采矿 方法 。一般来
４ １ 赋存标 高 ２８ ８ ｍ， ９ ｍ， ７ ￣１ ６ 主要分布在 ０ 以上 ， ｍ 但矿体 的形态
和产状 随空间位置的变化较 大。矿 山的服务年 限计 划为 ４ ９年 ， 年生产规模为 ２ ０ １ 。 ２ Ｘ ｔ ０
西石门铁矿深部矿体开采疏干方案的探讨
西石门铁矿深部矿体开采疏干方案的探讨
陈超;杨丽
【期刊名称】《河北冶金》
【年(卷),期】1997(000)002
【摘要】针对西石门铁矿深部开采的特点，论述了该矿山深开采疏干方案选择的原则和主要影响因素。
【总页数】4页(P15-18)
【作者】陈超;杨丽
【作者单位】邯邢冶金矿山管理局生产处;邯邢冶金矿山管理局生产处
【正文语种】中文
【中图分类】TD861.1
【相关文献】
1.西石门铁矿卸压开采方案研究 [J], 王海君;朱兰洋
2.贫铁矿床深部矿体开采方式探讨 [J], 张家忠;郑长立;李青春
3.马坑铁矿深部开采地下水疏干若干问题及解决方案 [J], 陈小兵
4.西石门铁矿深部矿体开拓方案的选择 [J], 陈超;杨丽
5.西石门铁矿南区深部矿体开采方案研究 [J], 张建威
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大水矿床开采实例4——西石门铁矿大水矿床开采
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟大水矿床开采实例4——西石门铁矿大水矿床开采该矿设计规模220 万吨/年，采用有底柱和无底柱分段崩落法回采。
矿体赋存于潜水位以下，为一大水矿床。
矿山于1970 年开始建设，1987 年底移交生产。
在1970～1977 年期间，是在潜水位以上的闪长岩及石灰岩内施工，未进入奥陶纪含水灰岩层。
通过1978 年6～9 月的第一次放水（日放水量9 万吨）和1980 年7～10 月的第二期放水（在40m 水平日放水量3.5～5 万吨）之后，水位下降至120m 水平以下，才在含水层中施工。
经过放水疏干，矿区水位下降大，三个水口的水力坡度陡，说明了该矿涌水是静储量为主，侧向补量不大。
排水疏干系统如图1 所示。
图1 西石门铁矿排水疏干系统1—主井；2—副井；3—废石井；4—北区排风井；5—北区回风井；6—马河；7—马河矿柱；8—中区回风井；9—南区回风井；10—南区进风井；11—北区水泵房及疏干位置；12—中央区水泵房及疏干位置；13—南区水泵房；14—40m 水泵房及疏干位置；—·—矿体界线；—··—··—矿柱界线该矿北区与南区各建水泵房1座，各安装DX—400—22 水泵8 台（每台功率360kW），排水能力分别为5.8万吨/日和3.6 万吨/日。
另外，在这两泵房内还各安装115kW 的14Sh—19 的低扬程水泵2 台，作为枯水期将水泵入中央区水沟，流入中央区水泵房，然后排出地表供给选厂。
在120m 水平中央区设水泵房一座，安装360kW 的DK—400—22 水泵15 台，洪水期12 台工作，用3 条直径478mm 管道排出地表，排水能力为10.8 万吨/日。
在40m 水平设水泵房一座，安装680kW 的150D30×10 的水泵5 台，日排水能力为3.6 万吨，用两条直径325mm 排水管直接排地表，供矿区生活用水。
河北西石门铁矿磁异常精细解释
河北西石门铁矿磁异常精细解释彭飞;刘建朝【摘要】Taking Xishimen iron ore as sample, the authors interpereted the ground magnetic anomaly by the two -dimensional and three - dimensional, and obtained obviously ore prospecting effect at finding concealed ore and determine the ore spatial location. Especially, the analyzing and comparing of inversion results of the two - dimensional (2D ) and three - dimensional (3D) , which is improved the level of interpretation anomaly and provided the valuable experience of detailed interpretation magnetic anomaly for deep ore prospecting in old mining.%文章以西石门铁矿为例,对地面磁异常进行二维和三维精细解释,在发现盲矿并确定其空间位置方面取得了明显的地质找矿效果.特别是对二维和三维的反演结果进行了分析比对,大大提高了异常解释水平,为老矿山深部找矿磁异常精细解释提供了经验.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2012(003)005【总页数】9页(P657-665)【关键词】西石门铁矿;磁异常精细解释;二维反演;三维反演;河北【作者】彭飞;刘建朝【作者单位】中国冶金地质总局第一地质勘查院邯郸分院,邯郸056200【正文语种】中文【中图分类】P618.31;P631.20 前言西石门铁矿位于河北省武安市境内，距武安市约18 km。
贯通测量在西石门铁矿中的应用
形巷 ，以改变上 述状况 。
在 此次 贯通 中 ，测量 人员 为 了保 证贯通 的精度 达 到设计 各项 经济技 术指 标 的要求 ，施工前 进行 了 贯 通设计 及误 差预计 ，施 工时 首先采 用 了用 Ⅲ级 导 线 指导施 工放 线 。在 施工 放线 过程 中 ，由于巷 道独
头 掘 进 通 风 不 畅 ，炮 烟 和 灰 尘 较 大 ， 测 量 人 员 在 施 工 放 线 时 ，克 服 了 视 线 不 好 等 困 难 ，每 站 多 次 观
２ 测 量 资 料 的精 度 评 定
０１中段 现 有 首 级 控 制 测 量 成 果 是 １ ９ Ｉ Ｔ ９ ８年 由
测 ，重复检 查导 线点 和 中、腰线 。当掘进 施工距 离
一
工 程 顺 利 贯 通 后 ，为 对 今 后 南 区 ０ｍ 中 段 形 成
个完 整 的测量控 制 系统及对 以后 贯通测 量控制 和
２１ 年第 １ ０１ 期
王 志 宇 等 贯 通 测 量 在 西石 门铁 矿 中的 应 用
６ ７
方 案 提 供 一 些 参 考 ，对 实 测 导 线 的 实 际 精 度 进 行 计
工 程 的施 工 进 度 。
通 过 布 设 １ 导 线 控 制 系 统 ，形 成 一 个 ０ｍ ０级 中段 整 体 闭 合 形 状 的 贯 通 控 制 的测 量 方 案 ，导 线 全
长 ２０ ６１ ，以确 保 南 区０１ 中段 的各 项 经 济 技 术 ５ Ｉ Ｔ Ｉ Ｔ
由此 可 知 ，在 水 平 和 垂 直 方 向上 的 实 际 偏 差 均
地 段 ， 当 量 边 采 用 经 过 鉴 定 的 钢 尺 悬 空 量 边 时 ，要 施 以钢 尺 鉴 定 时 的 拉 力 ，拉 力 误 差 应 小 于 １ｋ ；每 ｇ
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串联堑沟在西石门铁矿的应用研究
史美俊１,郑建明２-３
,赵继平１
(１.中国钢研科技集团吉林工程技术有限公司, 吉林长春 １３００２２；２.吉林化工学院计算机系,
吉林吉林市 １３２０２２；３.东北大学资源与土木工程学院, 沈阳辽宁 １１０８１９)
摘 要:对西石门铁矿深部残矿回采进行了研究,指出无底柱分段崩落法端部出矿的采场结构与矿山生产现状很不适应,矽卡岩层中的进路也难于维护,生产可靠性差、矿石损失大。
基于矿体条件与回采工艺,提出了串联堑沟平底出矿方案,经矿山实际应用,结果表明应用串联堑沟平底出矿方案可保证残矿得到有效回采,采场安全得到明显改善,使矿山生产能力得到显著提高。
关键词:残矿回采；串联堑沟；平底结构
０ 引 言
无底柱分段崩落法具有灵活性大、生产效率高、结构简单和作业安全等优点,已在国内外获得广泛应用。
长期以来,由于采用小结构参数及低效风动
设备,致使采准工程量大,生产成本高[１]。
西石门铁矿目前采用的无底柱分段崩落法采场结构参数为常规参数,而矿山生产现状导致无法取得预期的回采效果。
而且矿山多个采区已进入残矿回收阶段,为实现安全高效回收资源的目标,采场结构参数不仅需要适应矿体产状及其稳定性条件,而且要根据开采条件的变化进行调整。
结合矿山以往残矿回收生产经验,提出了串联堑沟平底出矿的残矿回收方案,作为无底柱分段崩落法的补充。
西石门铁矿位于河北省武安市境内,距武安市约１８ｋｍ。
矿床位于矿田内石板坡~马家脑涡轮式旋卷构造体系外圈反时针方向撤开部位的东北部,产于燕山期闪长岩和中奥陶纪马家沟组灰岩的接触带中,为接触交代矽卡岩型磁铁矿床,矿床构造极为复杂,以褶皱为主,断裂构造次之,并控制了矿床的形态、产状及空间位置变化。
顶板多为结晶灰岩、大理岩,中度稳定或不稳定；底板多为矽卡岩,极不稳定；闪长岩中等稳定,蚀变闪长岩中等稳定。
从矿山生产现状来看,各采区回采矿量大多为难采矿量,且以原采场残留矿量为主,需要改进现行无底柱分段崩落法的结构参,从而充分回收残余
矿量,
延长矿山服务年限。
图１ 常规无底柱分段崩落法(端部出矿)
１ 方案选择
西石门铁矿目前采用的采矿方法为无底柱分段崩落法(见图１),因矿山目前主要进行残矿回采,且矿体赋存条件复杂,多处存在民采空区,回采时靠近顶板部位矿石和残柱矿石难以崩下来,造成悬顶与隔墙。
此外,一些厚度较小的原生矿体采场、顶板围岩有时不能及时冒落,致使矿石崩落后上部覆盖层不能及时补充,无法实现进路放矿。
在这种情况下,单一采用无底柱分段崩落法端部出矿的采场结构与矿山目前的矿体赋存条件不适,不但落入空场的矿量放不出来,而且由于矽卡岩的不稳固,导致布置在矽卡岩层中的进路也难于维护,导致生产可靠性差以及矿石损失大。
为解决这一问题,需研究底部出矿的采场结构,尽力减小开采区段内矽卡岩层所承
受的压力[２]。
结合西石门铁矿现行生产经验以及残留矿体赋
ＩＳＳＮ１６７１－２９００ＣＮ４３－１３４７/ＴＤ 采矿技术 第１４卷 第３期ＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,Ｖｏｌ.１４,Ｎｏ.３
２０１４年５月
Ｍａｙ２０１４
存条件,对回采方案进行调整改进。
特别是针对缓倾斜矿体,当单个堑沟回采的空区跨度即可诱导顶板围岩自然冒落时,提出了串联堑沟平底结构的采
矿方案(见图２、图３)。
这种采矿方案是在无底柱分段崩落法的基础上,将３条进路划归为一个回采单元,从出矿巷道打出矿横穿,构成串联堑沟落矿、
平底出矿的底部结构。
图２
串联堑沟平面图
图３ 串联堑沟剖面图
当堑沟巷道１回采时,崩落落入空场的矿石由出矿横穿铲装,经出矿巷道１运出；当堑沟１出矿结
束后,堑沟巷道２凿岩,同时将出矿巷道２与出矿巷道１贯通。
在堑沟２回采时,从出矿巷道２出矿,同时掘进出矿巷道３。
这样一条堑沟一条堑沟地投入回采,每回采一条堑沟巷道,就有一条出矿巷道变成堑沟巷道,随之新准备一条出矿巷道。
在正常回采时,每条巷道都有出矿与落矿的工程,先掘进出矿巷道,后掘进堑沟巷道。
２ 串联堑沟平底结构方案的实施条件
串联堑沟平底采矿方案是诱导冒落采矿法的一种,通过堑沟落矿拉开诱导空间,诱导上部围岩自然冒落形成覆盖层,或诱导上部矿体与围岩一起冒落。
崩入空场的矿石与诱导冒落的矿石主要从出矿横穿
放出；采用串联堑沟出矿时,结合矿山出矿设备,要注意控制堑沟与出矿横穿的距离。
为在落矿时保护出矿巷道的稳定性,堑沟炮孔的边孔角不宜过小,在西石门铁矿条件下,以不小于５０°为宜。
此时,为完整崩开采场内矿体,需要矿体具有足够的厚度,以厚度不小于２５ｍ为佳。
３ 结 论
(１)给出了堑沟布置的最佳合理布置形式,即出矿横穿与出矿巷道呈直角连接,减小了出矿口间距,底部脊部残留少；
(２)出矿横穿的长度大,便于铲运机出矿,有利于矿山利用大型无轨设备组织生产；
(３)矿石回采率相比原无底柱分段崩落法提高
１０％,同时贫化率降低５％。
参考文献:
[１]
陶干强,任凤玉,刘振东,等.随机介质放矿理论的改进研究[Ｊ].采矿与安全工程学报,２０１０,２７(２):２３９-２４３.[２]
李清望,任凤玉.西石门铁矿南区难采矿体的安全回采研究[Ｊ].中国矿业,２０００,９(６):２６-２８.[３]
任凤玉,陶干强,李清望,等.西石门铁矿南区崩落卸载采矿方法试验研究[Ｊ].中国矿业,２００３,１２(１):３９-４１.[４]
常 帅,任凤玉,李 楠,等.双鸭山铁矿北区残矿回收技术研究[Ｊ].中国矿业,２０１０,１９(１２):５９-６１.[５]
任凤玉,王 燕.团城铁矿残矿回采工程支护方法试验研究[Ｊ].中国矿业,２００８,１７(８):６６-６８.[６]
任凤玉,袁国强,陈晓云,等.弓长岭井下矿改进采场结构参数的研究[Ｊ].金属矿山,２００６,９(３６３):８６-８７.
(收稿日期:２０１３-１０-２４)
作者简介:史美俊(１９６５－),男,内蒙古赤峰人,高级工程师,主要从事矿山工程设计工作,Ｅｍａｉｌ:ｑｉａｎｊｉｎｚｈｅｎｇ＠１２６.ｃｏｍ。
通讯作者:郑建明(１９７６－),男,博士,主要从事采矿工艺及崩落矿岩移动规律与岩体冒落规律研究。
(上接第１１页)
技术,１９８９,１８(１):７-１０.[４]
李 春.香炉山钨矿中深孔爆破参数优化研究[Ｊ].中国钨业,２０１２,２７(４):１１-１５.[５]
长沙矿山研究院
“香炉山钨矿安全开采关键技术研究”报
告[Ｒ].长沙:长沙矿山研究院有限责任公司,２０１３.
[６]于润沧.采矿工程师手册[Ｍ].北京:冶金工业出版社,２００９.
(收稿日期:２０１４-０１-０６)
作者简介:兰晓平(１９８５－),男,宁夏银川人,助理工程师,主要从事矿山采矿和安全技术设计、管理工作,Ｅｍａｉｌ:ｏｕｒｅｎｚｅ＠１６３.ｃｏｍ。
７
２ 史美俊,等: 串联堑沟在西石门铁矿的应用研究。