[01208047]湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿地下磷矿安全高效开采技术研究

湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿是宜昌磷矿丁家河矿区（西部）主体矿山之一,位于矿区中南部。丁西磷矿是由原邓家坑磷矿、南岭磷矿、宝石山磷矿、砦沟磷矿于2008年3月整合而成的规模100万t/a大型矿山。 丁西磷矿开采对象为主要工业矿层Ph13,全层开采。采用平硐—石门溜井开拓,房柱法采矿。这种采矿方法以矿柱及顶板的自承能力支撑采场,留下的矿柱一般不回收,造成大量的矿柱损失。 湖北柳树沟矿业股份有限公司作为宜昌磷矿区大型资源型企业,希望在资源的开发利用方面和安全生产方面有所作为,作出表率。因此,研究采用安全可靠的方法,在回采过程中以人工矿柱置换回收原生矿柱矿石,通过研究,既能显著提高矿石回收率,充分回收不可再生的宝贵的矿产资源,又能给企业带来可观的经济效益,延长矿山的服务年限,给宜昌磷矿区带来示范作用,还可产生巨大的社会效益。为此,湖北柳树沟矿业股份有限公司与武汉工程大学签订了《湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿地下磷矿安全高效开采技术研究》的科研合同书,研究丁西磷矿地下磷矿安全高效开采技术。本课题研究的主要目的是解决在安全开采的条件下,采用合理的人工矿柱替代原生矿柱方法,从而提高矿石的回收率的问题。 1、技术原理 在研究矿山地质条件、开采技术条件的基础上,针对水平～缓倾斜矿体房柱采矿法,在矿体开采过程中,应用混凝土人工矿柱、毛石砌体人工矿柱、毛石混凝土人工矿柱置换原生矿石矿柱,以人工矿柱支撑采场项板,控制地压,并达到安全高效开采、提高矿石回收率的目的。 2、性能指标 1)总结出了一套适用于宜昌磷矿缓倾斜薄～中厚矿体的人工矿柱置换原生矿石矿柱的开采方案。 2)设计采用混凝土人工矿柱强度等级为C25,根据检测结果,人工矿柱强度标准值超过25MPa。 3)根据试验测算,实施人工矿柱置换矿石矿柱后,矿石综合回收率可由目前的约75%～80%提高到90%～95%。 研究成果基于对矿山地质条件和开采技术条件的分析研究,对矿山地压及采场稳定性进行有限元计算分析,对采场地压进行监测,对矿柱置换的可靠性提供了安全保障。在矿块开采时,先构造人工矿柱置换矿石矿柱,然后再开采矿房。构造人工矿柱时,利用矿柱内砌隔墙及机械输送填充混凝土的施工方式,加快了人工矿柱施工的速度,提高了人工矿柱施工的效率。人工矿柱材料采用在地表干拌混凝土,井下加水拌合成混凝土的工艺减少了材料的运输工作量,减少了材料的散落及浪费。这些方案均具有创新,且这种方法施工安全性比较好。应用混凝土矿柱,容易实现机械化作业,用混凝土泵浇灌混凝土,可减轻工人劳动强度。 技术的成熟程度：本技术经在湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿应用,技术已经成熟。 适用范围：水平～缓倾斜中厚及以下矿体房柱采矿法中的安全高效开采、人工矿柱置换矿石矿柱支撑顶板。 本项目在研究湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿地质条件、开采技术条件的基础上,针对其水平～缓倾斜矿体房柱采矿法,在矿体开采过程中,应用混凝土人工矿柱、毛石砌体人工矿柱、毛石混凝土人工矿柱置换原生矿石矿柱,以人工矿柱支撑采场项板,控制地压,并达到提高矿石回收率的目的。该方法经湖北柳树沟矿业股份有限公司丁西磷矿实施后,证明是安全有效的。我国有大量的金属、非金属矿应用房柱法进行开采,开采过程中留下的矿柱大多没有回收而损失。对这部分矿石的回收置换既有利于宝贵资源的充分利用,又有良好的经济效益和社会效益,因而前景广阔。 本研究以人工矿柱置换原生矿石矿柱,人工矿柱材料主要为混凝土,因而消耗混凝土量较大。在此基础上可研究其它材料如磷石膏、毛石混凝土等作为置换材料,既可解决矿山磷石膏等的堆放问题,又可进一步降低成本,得到更好的经济效益。