文/楊志剛 馬邊南方礦業(yè)有限責任公司 四川樂山 614699
我國磷礦資源總量較為豐富,但是,低品位磷礦較多,在開采過程中,開采難度較大,傾斜至緩傾斜、薄至中厚礦體多,適宜大規(guī)模高強度開采的少。而且,我國大部分磷礦成礦時代久遠,埋藏較深,巖化作用強,礦石膠結致密,且約有75%以上的礦層呈傾斜至緩傾斜產出,為薄至中厚層。上述特征給磷礦開采工作帶來了技術性難題,為此,加強井下開采技術研究具有重要意義。
我國磷礦產資源主要特點為資源儲量較大、分布不集中,南方多,北方少,主要分布在云南、貴州、湖北、湖南、四川等地,其磷礦儲存量分別為39.59億噸、27.33億噸、27.13億噸、20.30億噸、16.54億噸。經過調查分析,上述幾個省市磷礦產資源占全國總量的76%,北方和東部地區(qū)可供利用的儲量很少,資源“豐而不富”,南多北少,形成了“南磷北運,西磷東調”的產銷格局。此外,我國磷礦產資源主要為中低品位磷礦,富礦資源少。磷礦保有儲量中品位大于30%的富礦僅占總儲量的70%,幾乎都集中于云、貴、川、鄂。
易選礦少,難選膠磷礦多。除少數(shù)富礦可直接深加工利用外,絕大部分礦石需經選礦才能被利用。這類礦石中有害雜質的含量一般較高,礦石顆粒細,膠結共生普遍,嵌布緊密,選別較困難。開采難度大。大部分磷礦床呈傾斜至緩傾斜產出,這種產出特征無論是露天開采還是地下開采都有一定的技術難度,會造成損失率高、貧化率高、資源回收率低以及地下開采難以實現(xiàn)大型化、機械化開采等問題。磷礦主要以沉積型磷巖塊為主,類型較多,礦石性質差異較大。我國磷礦中,巖漿巖型磷灰石占總儲量的7%,屬易選磷礦;沉積變質巖型磷灰?guī)r占總儲量的23%,礦石可浮性較好;沉積型磷塊巖(俗稱膠磷礦)占總儲量的70%,屬難選磷礦。而沉積型磷塊巖中的混合型磷礦選礦難度最大,在云南最具代表性,占到全省的81%。
磷礦井下開采方法通常采用空場法和崩落法,其中又以房柱法和分段崩落法為主,如貴州開磷集團采用錨桿護頂分段空場法??請龇ㄖ饕遣蓤霾贾煤徒Y構參數(shù)采場主要分布于裝礦穿脈之間,裝礦穿脈垂直礦體走向布置,間距50-60m,采場長度等于穿脈間距,亦為50-60m。其主要適用于礦體厚度>6m、傾角>45°,礦石和圍巖中等穩(wěn)定層;崩落法的主要特點是在回采過程中,不分設礦房礦柱,隨著回采工作面推進,以強制或自然崩落的圍巖充填采空區(qū),以實現(xiàn)采場地壓管理的采礦法。這一采礦方法簡化了采場結構,增加了巷道的用途,減少了開采工作量,降低了開采成本。
當前,我國磷礦開采利用率較高的幾家大型磷礦開采企業(yè)已經接近國際先進水平,例如云南磷化集團、貴州甕福磷礦、湖北黃麥嶺磷礦等,其中,貴州開磷集團地下開采回采率可達70%以上甚至80%,其它中小型礦山的資源回采率相比要低得多。在開采技術、裝備、管理、企業(yè)規(guī)模和集中度方面水平參差不齊,與國外相比還有差距。
隨著科技水平的不斷提高,勞動力投入大幅度較少,井下采礦井實現(xiàn)智能化。未來礦產資源開采中,無需大量人員進行,機械設備可以進行操作,并高效運行。現(xiàn)階段,智能化技術已經逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)勢所在,可以預見,其必將成為各行各業(yè)生產活動中的主要手段。將其運用于井下采礦的工藝之中,并與自動化技術、科學的開采技術、信息通訊技術、井下定位技術相結合,提高工作效率。當前,部分礦產資源開采企業(yè)采用集數(shù)據(jù)通訊、衛(wèi)星定位等新興技術于一身的采礦調度系統(tǒng),能夠實時觀測井下開采動態(tài),針對出現(xiàn)的問題,及時應對,提高礦產資源開采安全和效率。
就井下采礦設備來說,為了順應我國采礦行業(yè)中井下作業(yè)規(guī)?;l(fā)展趨勢,今后采礦設備必將朝著大型化方向發(fā)展。比如,目前在作業(yè)穿孔爆破中使用的設備,應該以逐步提升其工作效率,鉆進機械設施應以逐步實現(xiàn)規(guī)?;?,只有這樣,才能在各設備的綜合利用基礎上,順應井下采礦作業(yè)對設備在自動化與高效化等方面的要求。
為了提高采礦效率,要不斷優(yōu)化采礦生產效率,根據(jù)實際情況,采用不同的開采設備、工藝等,最大限度擴大生產技術、生產設備的應用放哪位,提高礦產開采行業(yè)的機械化水平。
井下填充技術在有色金屬礦開采中得到了廣泛的應用,但是,考慮到施工成本,磷礦山主要靠留設礦柱支撐頂板,造成了大量資源浪費。磷礦屬于不可再生資源,隨著不斷開發(fā)和利用,我國儲存量逐漸減少,當前,我國富礦儲量越來越少,其占有量不到總儲量的十分之一。在前期磷礦開發(fā)利用時,大都不重視中低品位資源的利用,大量的不可再生磷礦資源被浪費。隨著磷礦的價值不斷提高,磷礦企業(yè)應積極探索和研究充填技術在磷礦開采企業(yè)的運用,貴州開磷集團采用磷石膏、水泥、粉煤灰等充填體對采空區(qū)頂板巖體的支撐,提高了資源回收率,也減少磷石膏和廢石占用大量的耕地和對周圍環(huán)境的污染。
結語:
總而言之,井下開采作業(yè)是一項系統(tǒng)性、復雜性、危險性較高的工程,在追求經濟效益的同時,相關企業(yè)要結合開采區(qū)域的實際情況,靈活選擇合理的開采技術,同時秉著技術、效益、成本相協(xié)調的原則,引領開采技術朝著更加機械化、自動化與安全化的方向發(fā)展。
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