泥河铁矿开采方案.docx
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泥河铁矿开采方案
安徽省庐江县泥河铁矿
开采方案
五矿矿业（安徽）工程设计有限公司
2012.04
1.地质概况
受五矿矿业公司委托，我公司对泥河铁矿进行了重新圈定。
一、圈定范围
按照要求，本次圈定范围只针对I矿体磁铁矿部分进行圈定，对于硫铁矿、铁硫矿和其他矿体均为进行圈定。
二、工业指标
原报告里工业指标经过充分论证，且经国家储委批准，工业指标如下：
mFe：
边界品位≥12%
工业品位≥16%
可采厚度≥1米
夹石剔除厚度≥5米
根据实际需要，本次圈定采用国家一般工业指标，即下述：
mFe：
边界品位≥15%
工业品位≥20%
可采厚度≥1米
夹石剔除厚度≥1米
三、圈定原则
根据仔细论证，原报告所述的矿体圈定原则符合本矿床成矿规律以及赋存状况，故圈定原则仍采取原报告所述。
四、计算方式
原报告计算方式利用Surpac软件，采用距离幂次反比法对矿体进行计算，并用平行断面法对该矿体中331（探明的内蕴经济资源量）进行了验证，比对结果为误差小于2%。
本次仍采用的是平行断面法。
五、计算结果
表1.1重新圈定后资源量表
储量级别
资源量（万t）
TFe（%）
mFe（%）
备注
Ⅰ号矿体
331
2284.77
37.32
31.92
探明的内蕴经济资源量
332
4481.55
31.6
26.02
控制的内蕴经济资源量
333
2180.15
32.14
26.43
推断的内蕴经济资源量
合计
8946.47
33.23
27.66
中段矿量情况见表1.2：
表1.2中段矿量表
中段
-690m以上
-690m～
-770m
-770m～
-830m
-830m～
-850m
合计
矿量（万t）
447.16
1762.02
2049.91
812.91
5072
六、水文地质
根据已经掌握的水文地质资料，矿体及其顶底板基本不含水，未来矿坑涌水的主要来源为次生石英岩含水层，由于裂隙充水矿床含水层的不均质性，准确预测矿坑涌水量较难。
本次矿坑涌水量预测通过对矿区水文地质条件进行概化，采用承压转无压“大井法”公式计算，计算结果见表1.3。
表1.3矿坑涌水量预测结果表
排水水平
（m）
地下水涌水量（m3/d）
正常
最大
-895
5511
7233
-1095
7820
9816
本矿区是以裂隙含水层充水为主的矿床，矿体埋藏深（埋深大于600m），远远低于当地侵蚀基准面（标高9.5m），矿区内主要含水层其富水性弱～极弱，矿区内构造破碎带富水性弱，地下水补给条件差，水文地质边界条件简单，矿坑涌水量预测不大，确定本矿床水文地质条件属简单类型。
七、需要说明的问题
1、本次采用的计算方式为平行断面，因为时间的关系，未经其他计算方法的验证，可能与原报告计算方式存在一定的误差。
2、矿体减少的原因主要因为工业指标的提高，且因为工业指标的提高，造成矿体内低品位矿体和夹石的增加，对于矿体形态有了一定的影响。
2.采矿技术方案
本次设计开采范围为泥河铁矿Ⅰ号矿体磁铁矿石，矿体主要分布在2线与7线之间，设计采用地下开采方式，生产规模220万t/a，矿石损失率10%，贫化率10%，采出矿石品位:
TFe：
32.18%；mFe：
26.21%；Ts：
5.83%。
年产铁精矿80.19万t，硫精矿19.95万t，铁精矿品位65%，硫精矿品位36%。
采用分段凿岩阶段出矿的嗣后充填采矿方法（阶段空场嗣后充填采矿方法），矿块沿走向布置，矿块宽20m，长120m，高80m，矿块之间留间柱，间柱宽20m，溜井和穿脉在间柱中布置，按可布矿块数对矿山生产能力进行验证结果如表2.1所示，
表2.1按可布盘区数对矿山生产能力验证结果表
中段
可布矿块数
矿块利用系数
矿块生产能力
中段生产能力
-750m
38
0.3
20
228
-830m
48
0.3
20
288
从上表可看出，矿山达到220万t/a的生产能力是可行的。
-850m水平以上资源量为5072万t，可满足矿山20年以上的生产。
采用主、副井开拓方案，即1条主井、1条副井、南回风井，3条井。
主副井工业场地的东南侧布置岩石堆场，岩石堆场面积为5hm2，岩石堆场基底采用铺设20cm厚的粘土并压实进行防渗处理，并在四周设置浆砌片石排水沟进行雨水收集。
表2.2各竖井主要技术特征表
井筒
净直径
井口标高
井底标高
井深
装备情况
提升机型号
用途
名称
（m）
（m）
（m）
（m）
主井
6
22.65
-965
987.65
11m3底卸式双箕斗
JKM-3.5×6（Ⅲ）
矿石提升
副井
7.7
22.65
-880
902.65
5200mm×2850mm多绳双层罐笼
JKM-3.5×6（Ⅰ）
下放大型设备、人员、材料、提岩、进风
1800mm×1150mm多绳双层交通罐
JKM-2.25×4（Ⅰ）E
以满足零星人员、材料的提升和下放
南风井
6
22
-850
872
梯子间
矿区的回风、安全出口
1）主井
主井为箕斗井，位于矿区1号勘探线附近，井筒中心坐标X=3436323.4554；Y=532226.4787，井口标高22.65m，井底标高-965m，井深987.65m，井筒净直径6m。
主井负担井下矿石的提升任务，该主井设井下破碎，破碎硐室标高-880m，破碎机选用C140颚式破碎机，破碎后的矿石采用JKM-3.5×6（Ⅲ）型塔式多绳摩擦轮提升机型，提升11m3底卸式双箕斗到地面箕斗仓。
2）副井
副井为罐笼井，位于主井北侧，距离55m左右。
井筒中心坐标X=3436358.8051；Y=532268.6142，井口标高22.65m，井底标高-880m，井深902.65m，井筒净直径7.7m。
副井设两套提升系统，其中一套罐笼提升系统采用JKM-3.5×6（Ⅰ）塔式多绳摩擦轮提升机，罐笼底板尺寸为5200mm×2850mm，为多绳双层罐笼带平衡锤的提升方式，主要用于井下人员、部分材料和大型采掘设备的下放任务等，作为进风井。
另外一套提升系统为交通罐提升系统，采用JKM-2.25×4（Ⅰ）E型塔式多绳摩擦轮提升机提升1800mm×1150mm多绳双层罐笼带平衡锤提升方式，以满足零星人员、材料的提升和下放。
3）南回风井
南回风井布置在矿区南端部，南回风井井筒中心坐标X=3435318.8569；Y=531859.2716，井口标高22m，井底标高-850m，井深872m，井筒净直径6m。
南回风井承担矿区的回风任务，井筒中设梯子间，兼作安全出口。
南回风井通过风量为282m3/s，风速为11.74m/s。
4）采区斜坡道
作为井下无轨采矿设备上下的通道，采区斜坡道布置1线和7线之间，在-830m中段设无轨设备组装硐室，从-830m中段开始进入各个开采分段。
自下而上分别设置-850m、-770m有轨运输中段，-830m、-750m、-670m无轨开采中段，开采中段高度为80m。
其中-850m为生产初期有轨运输中段，-830m中段为首采中段，-750m作为先期回风中段，后期作为开采中段，-770m中段作为后期的有轨运输中段，-670m为后期回风中段。
风量按照采矿工作面、掘进工作面、硐室等需风量计算。
经计算矿山需风量282m3/s，万吨耗风量1.28m3/s。
计算结果见表2.3。
表2.3矿井风量计算表
序号
用风地点
断面
风速
估算风量
风量
工作面数
总风量
（m3/s）
（个）
（m3/s）
一
掘进
1
平巷掘进台车凿岩
15.43
0.7
10.801
10.801
3
32
2
浅孔掘进工作面
3
3
2
6
3
支护
5
5
2
10
二
回采和充填
1
中深孔凿岩
12.85
0.7
8.995
8.995
3
27
2
回采出矿4m3电
15.43
0.7
10.801
10.801
4
43
3
回采出矿2m3电
11.45
0.7
8.015
8.015
1
8
4
充填
14.76
0.7
10.332
10.332
2
21
三
运输水平
1
有轨运输
10.73
0.7
7.511
7.511
1
8
四
硐室
1
破碎硐室
15
1
15
2
水泵房及变电所
4
1
4
3
无轨设备检修硐室
4
1
4
4
电机车检修硐室
4
1
4
5
皮带道
2
1
2
6
粉矿回收巷道
4
1
8
7
井下炸药库
4
1
4
五
合计
196
六
内部漏风（1.2）
235
七
外部漏风（1.2）
282
八
总计
282
矿山基建范围包括主井、副井、南风井、溜破及粉矿回收系统、-850m中段、-830m中段、-750m中段、斜坡道及采切工程等。
矿山基建工程量为14250m/332957m3。
基建期为4年，基建工程量汇总见表2.4。
表2.4基建工程量汇总
序号
工程名称
支护
断面（m2）
长度
开凿量
形式
厚度（mm）
净
掘
（m）
（m3）
一
主井（φ6.0）
1
井颈
钢筋砼
700
28.27
43.01
22.7
976
2
井筒
砼
400
28.27
36.32
965
35046
3
破碎硐室马头门
砼
300
14.61
19.01
10
190
4
计量硐室
砼
400
400
小计
997.7
36612
二
副井（φ7.5）
1
井颈
钢筋砼
800
44.18
65.04
23
1496
2
井筒
砼
400
44.18
54.11
880
47613
3
双侧马头门
砼
300
17.24
22
50
1100
4
单侧马头门
砼
300
17.24
22
30
660
小计
983
50209
三
南风井（φ5.0）
1
井颈
钢筋砼
700
28.27
43.01
22
946
2
井筒
砼
400
28.27
36.32
850
30869
3
马头门
素喷
100
20.61
23.01
50
1151
小计
922
32966
四
溜破系统
1
卸矿硐室
钢筋砼
400
27.27
33.87
30
1016
2
斜溜道
钢筋砼
300
8.37
13.33
15
200
3
溜井
钢筋砼
400
12.57
18.10
90
1629
4
上部矿仓
钢筋砼
400
28.27
36.32
8
291
5
破碎硐室
喷锚网
200
15
2301
6
下部矿仓
钢筋砼
400
28.27
36.32
25
908
7
给矿机硐室
钢筋砼
400
8
皮带道
砼
300
18.96
20.08
25
502
小计
208
7246
五
粉矿回收
1
电梯井
砼
300
13.76
18.62
112
2085
2
电梯井硐室
115
3
联络道
150
4
粉矿回收巷道
素喷
100
6.13
6.85
70
480
小计
2830
六
750m中段
1
石门巷
素喷
100
21.41
23.83
476
11343
2
沿脉、回风巷道
素喷
100
21.41
23.83
1020
24307
小计
1496
35650
七
830m中段
1
石门巷
素喷
100
21.41
23.83
605
14417
2
沿脉
素喷
100
21.41
23.83
526
12535
3
回风联巷
素喷
100
10.22
11.93
500
5965
4
无轨设备组装硐室
砼
300
.
1250
小计
500
34167
八
850m中段
1
单轨车场
素喷
100
9.84
11.52
556
6405
2
双轨车场
素喷
100
17.39
19.64
255
5008
3
石门双轨
素喷
100
17.39
19.64
420
8249
4
沿脉
素喷
100
9.84
11.52
569
6555
5
穿脉
素喷
100
7.66
9.16
1678
15370
6
风井联巷
素喷
100
9.84
11.52
652
7511
7
主井联络道
素喷
100
20
121
8
电机车修理硐室
砼
300
564
9
电机车修理硐室联巷
25
145
10
副井候罐室
50
385
11
中央变电所
974
12
水泵房
983
13
水仓
413
3035
14
水仓清泥绞车硐室
62
15
炸药库联巷
180
1683
16
10t炸药库
240
2352
小计
5058
59403
九
采区斜坡道
1
采区斜坡道
素喷
100
15.90
17.38
530
9211
530
9211
十
采准工程
1
2500
40000
小计
2500
40000
合计
13195
308294
不可预见工程量
1056
24663
总计
14250
332957
3.选矿技术方案
3.1供矿条件
泥河铁矿开采方式为地下开采，建设规模为220万t/a，服务年限20年。
采出的矿石经地下破碎后，粒度为250~0mm的破碎产品由主井箕斗提升至地面矿石箕斗仓，经皮带机输送到选矿厂。
表3.1矿山供矿条件表
开采规模
万t/a
220
矿石粒度
mm
250~0
矿石品位
（%）
TFe
32.18
MFe
26.21
Ts
5.83
矿石密度
t/m3
3.597
矿石硬度系数
f
8~12
矿石松散系数
1.6
3.2选矿厂设计
3.2.1设计规模
选矿厂设计规模与矿山开采规模相同，选矿厂设计规模220万t/a，服务年限20a。
3.2.2工作制度
选矿厂工作制度与矿山开采、运输工作制度相同，采用连续工作制，具体见表3.2。
表3.2选矿厂工作制度一览表
序号
内容
破碎系统
磨选系统
1
年工作天数
330
330
2
每天工作班数
3
3
3
每班设备运转小时数
6
8
4
设备年工作小时数
5940
7920
5
设备作业率（%）
67.81
90.41
3.2.3选矿厂设计流程
选矿厂处理主要为含硫磁矿石。
依据选矿试验结果，设计采用含硫磁铁矿石选矿试验推荐的阶段磨矿—浮硫闭路—弱磁选流程作为选矿厂的选矿工艺原则流程。
根据采出矿石粒度和入选粒度要求，破碎系统采用常规三段一闭路破碎筛分流程，设干选抛废作业，最终破碎产品为12~0mm。
磨选系统采用两段阶段磨矿—浮硫闭路—弱磁选工艺流程。
破碎产品一段磨矿后经浮硫闭路浮选，得到硫精矿；浮选尾矿经弱磁选抛尾后进行二段磨矿，再经两段弱磁选后得到最终铁精矿。
一段磨矿细度（浮硫）为-200目占60%，最终磨矿细度为-200目占85%。
3.2.4选矿设计主要技术经济指标
表3.3选矿设计主要技术经济指标
产品
名称
产率
（%）
品位（%）
回收率（%）
产量
TFe
mFe
Ts
Ss
TFe
mFe
Ts
Ss
万t/a
原矿
100.00
32.18
26.21
5.83
100.00
100.00
100.00
220
铁精矿
36.45
65.00
64.00
0.50
73.62
89.00
3.16
80.19
硫精矿
9.07
33.33
3.36
36.00
9.39
1.16
56
19.95
尾矿
54.48
10.03
4.73
4.36
16.99
9.84
40.77
119.86
选矿比
铁精矿2.743硫精矿11.07
3.2.5选矿工艺设备
本次设计选择的选矿工艺主要设备均为国内、外选矿厂使用的先进成熟、可靠的设备。
选矿主要工艺设备见表3.4。
表3.4选矿主要工艺设备表
序号
规格名称
单位
数量
重量（t）
容量（kw）
备注
单重
总重
单容
总容
一、破碎系统
1
CH660EC液压圆锥破碎机
台
1
23.5
23.5
315
315
中碎
2
CH660F液压圆锥破碎机
台
2
23.5
47
315
630
细碎
3
2460双层圆振动筛
台
3
14.5
43.5
30
90
4
32/5t吊钩桥式起重机
台
1
31.5
31.5
78.5.
78.5
中细碎
5
16/3.2吨桥式双梁起重机
台
1
19.5
19.5
51.1
51.1
筛分
二、磨选系统
6
MQG4.0×6.4溢流型球磨机
台
2
310
620
1600
1600
10kV
7
Φ660×6水力旋流器组
组
2
15
30
一段分级
8
RJ-4500搅拌槽
台
4
8.9
53.4
22
88
矿浆搅拌
9
XCF-40//KYF-40浮选机
台
32
22
704
75
2400
10
CTB-1230湿式永磁筒式磁选机
台
14
8.5
119
7.5
105
11
Φ350×8水力旋流器组
组
2
8.1
16.2
二段分级
12
2SG48-60W-5STK五路重叠式高频细筛
台
3
5
15
3.75
11.25
二段分级
13
MQY3.2×4.5溢流型球磨机
台
2
136
136
800
1600
10kV
14
50/10t吊钩桥式起重机
台
1
62
62
115.5
115.5
主厂房
15
32/5t吊钩桥式起重机
台
1
45
45
91.3
91.3
主厂房
16
16/3.2t吊钩桥式起重机
台
1
27
27
60
60
主厂房
三、浓缩过滤系统
17
NCT-1230浓缩磁选机
台
2
8.5
17
7.5
15
铁精矿浓缩
18
Φ24高效浓缩机
台
2
55
110
7.5
15
硫精矿浓缩
19
ZPG-72盘式真空过滤机
台
6
15.9
95.4
13
78
20
20t抓斗桥式起重机
台
3
35
105
58
174
21
ZPG-72盘式真空过滤机
台
6
15.9
95.4
13
78
22
GN45C尾矿浓缩
台
2
77.44
154.88
11
22
3.3充填及尾矿
矿山生产能力220万t/a，年需充填采空区体积63.79万m3。
矿山采用高浓度胶结尾砂充填工艺，年充填料浆用量73.69万m3（日平均充填用量2233m3），其中灰砂比为1：
10的充填料，充填料重量浓度70%。
年尾砂耗用量84.4万t，水泥耗用量8.5万t。
地面充填制备站采用集中布置方式，共布置1个站，充填制备站内设２套充填料浆制备系统。
每套系统的料浆制备能力120m3/h，包括：
两个沙仓（一个放沙、另一个沉砂）+一个水泥仓+一套搅拌系统+两套充填下料管（一用一备），充填料浆通过敷设在钻孔中的充填管通至井下。
初步选定选厂东北方向的自然山谷作为尾矿库，距离选厂7km，山谷沟口上部总面积为1981.3亩（属于山地）。
该山谷下游无其它矿山、尾矿库、铁路、水库、村镇等重要设施及构筑物，下游涉及的居民点按要求进行搬迁。
初步确定拟建尾矿库为四等库，主要构筑物级别为四级。
初期坝坝体类型选用不透水粘土坝，选用库区内粘土作为筑坝。
库内排洪系统选用排水井－管涵系统，为钢筋混凝土结构。
在初期坝外侧设置坝脚排水沟，排水沟采用浆砌石结构，初期坝下游
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