石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)改造

石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)改造

石仁溝礦區(qū)是唐山鋼鐵公司最重要的原料采礦。自1975年7月露天礦建成以來，已有30年的歷史，地質(zhì)礦量為290萬噸，地下深度仍保持著相對穩(wěn)定的儲量產(chǎn)量為11330萬噸。到2004-04月份,原設(shè)計露天開采徹底結(jié)束。為了保證石人溝鐵礦選廠的正常運(yùn)行,露天生產(chǎn)只能靠小規(guī)模的民采維持出礦,估算年可生產(chǎn)礦石20萬t,而且最長也只能維持到2005年年底。唐鋼集團(tuán)已于2001-07月開始了石人溝鐵礦露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)改造一期主井、副井、風(fēng)井開拓工程的建設(shè),設(shè)計年生產(chǎn)能力為60萬t,基建工期為2.5a。預(yù)計到2004年可生產(chǎn)礦石30萬t,2005年達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力60萬t。設(shè)計開采范圍是28線~18線的0~-120m水平以上的礦石資源。隨后又委托秦皇島冶金設(shè)計研究院進(jìn)行了二期工程的設(shè)計,并于2003-10月份開始組織施工建設(shè)。二期工程的設(shè)計年生產(chǎn)能力為70萬t,基建工期為1a(斜井、風(fēng)井開拓),預(yù)計2005年可采出礦石50萬t,2006年達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力。設(shè)計開采范圍是18線~5線的-60m以上礦石資源。一期工程經(jīng)過近4a的緊張施工建設(shè),到2005-05月底,主要開拓巷道基本建設(shè)完畢,計劃6月初組織竣工驗收,比設(shè)計的基建期滯后了1.5a。另外,為地下采礦所需的生產(chǎn)探礦工程采準(zhǔn)、切割工程進(jìn)展緩慢,根本不能滿足中等規(guī)模的礦山建成投產(chǎn)所需要的回采條件,致使礦山無法編制出科學(xué)合理的生產(chǎn)出礦計劃,以指導(dǎo)礦山生產(chǎn)。二期工程經(jīng)過近2a的施工也只完成了部分主要開拓巷道,2005年最多也只能采切出礦15萬t,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到50萬t的出礦能力。1缺乏系統(tǒng)的計劃1.1開拓、切割工程的局部調(diào)整(1)設(shè)計單位各相關(guān)專業(yè)之間各行其事,缺乏必要的溝通、協(xié)調(diào),導(dǎo)致拿出的設(shè)計方案此長彼短,此是彼非,這種設(shè)計用于施工必然使施工單位無所適從,使施工難度進(jìn)一步增加,使設(shè)計變更頻繁發(fā)生,使設(shè)計和施工的相互影響進(jìn)一步加劇。(2)地質(zhì)資料不足。由于設(shè)計所使用的地質(zhì)資料不夠,導(dǎo)致南風(fēng)井的位置選擇不當(dāng),在掘進(jìn)過程中,地下涌水量比較多,給施工進(jìn)度和施工質(zhì)量帶來了嚴(yán)重的影響和威脅。(3)設(shè)計資料的完善程度不夠。由于各種原因,設(shè)計資料中理應(yīng)必備的采準(zhǔn)切割工程設(shè)計資料缺乏,致使在開拓工程后期,需要進(jìn)行大量的采準(zhǔn)、切割工程時無據(jù)可依(礦山自己的技術(shù)力量嚴(yán)重不足)。(4)開拓主巷道、中央變電所、水泵房等永久設(shè)施的位置選擇不合理。①不論是一期、還是二期,將開拓干線(即主要運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷)都無一例外的布置在了礦脈內(nèi),原因只是為了早日出礦(即采出一些掘進(jìn)副產(chǎn)礦石)。但筆者認(rèn)為,第一,掘進(jìn)副產(chǎn)的那些礦石,對一個年處理百萬噸礦石的選廠來說簡直是杯水車薪;第二,這樣布置的開拓系統(tǒng)給后來的采準(zhǔn)、回采工程及礦柱回收工作帶來了極大的困難,甚至在回采時必須逐步地在脈外再布置一條運(yùn)輸巷道,否則主運(yùn)輸巷道上方的礦體根本就無法回采,回采完畢的礦房礦柱也無法回收,造成大量礦石資源回收困難;②中央變電所、水泵房等永久設(shè)施的位置選擇不合理。眾所周知,井下開采過程中的永久性建筑設(shè)施要盡量考慮服務(wù)多個中段,以最大限度減少開挖工程量。而本次一期(二期雖然也布置在-60m水平,但只考慮一個中段開采)設(shè)計中卻將中央變電所、水泵房等永久性設(shè)施設(shè)計在了-60m水平,只服務(wù)-60~0m水平的一個中段,而一期的設(shè)計開采范圍卻是0~-120m兩個中段。1.2生產(chǎn)單位(1)對礦山建設(shè)認(rèn)識問題不論從集團(tuán)公司、礦業(yè)公司,還是到礦山,對露天轉(zhuǎn)地下開采工作存在著各種認(rèn)識上的分歧,最終導(dǎo)致了儲量本不是很大,地質(zhì)條件也不算復(fù)雜的礦區(qū)走上了一條所謂一期、二期、三期開發(fā)建設(shè)的發(fā)展道路,使很多工作缺乏整體的長遠(yuǎn)的思考,也使礦山其它方面的生產(chǎn)技術(shù)改造陷入非常被動的局面。(2)基建工程進(jìn)度制約因素管理制度不完善,不健全,管理體制不協(xié)調(diào),工程轉(zhuǎn)包、分包等違約行為普遍存在,施工資質(zhì)不符合要求,施工人員素質(zhì)低下等等制約工程進(jìn)度的現(xiàn)象大量存在。也同時由于上述管理方面的原因?qū)е铝嘶üこ痰膰?yán)重滯后。雖然這些管理方面存在的問題有些屬于客觀方面的,有些屬于主觀方面的,但如果在整體規(guī)劃方面把工作做細(xì)做實(shí),至少減少一些管理方面存在的問題是可能的。2開采工程的時間問題隨著開采深度的增加,露天開采必然要趨于結(jié)束,礦山生產(chǎn)單位就應(yīng)該提前著手考慮地下開采工程的時間問題。石人溝鐵礦的基建施工開始時間較晚,對施工過程中存在的各種管理問題如技術(shù)、安全、體制、施工隊伍的素質(zhì)等等認(rèn)識不足,導(dǎo)致露天開采已結(jié)束,露天轉(zhuǎn)地下開采工程尚未投產(chǎn)的被動局面的發(fā)生,嚴(yán)重制約生產(chǎn)。3相關(guān)技術(shù)能力和合同保證的質(zhì)量(1)地、測、采管理人員石人溝鐵礦自1975年以來,一直進(jìn)行單一的露天開采作業(yè),整個礦山專職的地、測、采技術(shù)人員不過6人(不包括管理人員)。一個從數(shù)量到質(zhì)量都需要提高的專業(yè)技術(shù)隊伍,是很難勝任百萬噸規(guī)模的大型地下礦山開采過程中快速復(fù)雜的技術(shù)、質(zhì)量、安全等諸多方面的采場管理與技術(shù)指導(dǎo)工作的。(2)井下開采工作的工人不論是一期,還是二期,承包方從事井下開采工作的工人,好多在此前沒有從事過類似的工作。用這樣的施工隊伍來進(jìn)行施工,施工進(jìn)度與施工質(zhì)量得不到保證。4礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境(1)由于各級領(lǐng)導(dǎo)沒有地下開采的實(shí)踐經(jīng)驗,加上工程進(jìn)度要求很嚴(yán),在一些有礙全局的重大問題的決策上,不顧基建工程實(shí)際,盲目地強(qiáng)行要求快出礦、多出礦,使已經(jīng)滯后但尚有可能扭轉(zhuǎn)的采切工程更加滯后,采場結(jié)構(gòu)更加不合理,最后影響的還是礦山整體的、均衡的正常生產(chǎn)。(2)由于地質(zhì)勘探工作滯后,對整個礦區(qū)的礦體賦存狀況、地質(zhì)構(gòu)造的變化情況等不清楚,特別是由于礦區(qū)周圍有十幾處民采小礦亂采亂挖,形成大大小小的采空區(qū),必將使礦區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)管理工作更加復(fù)雜,同時給今后地下開采工作埋下重大安全隱患。(3)應(yīng)加強(qiáng)對露天邊坡穩(wěn)定性分析,并建立必要的巖層移動觀測隊伍,及時分析由于地下開采引起的巖體力學(xué)結(jié)構(gòu)變化和破壞造成的邊坡崩落與坍塌,避免大的事故發(fā)生。(4)對一期0m水平以上(露天底板標(biāo)高平均+25m),二期-16m水平以上境界頂柱的回收方法缺乏有效可靠的措施。雖然目前正著手三期建設(shè),采礦方法擬采用無底柱崩落法,可以考慮將境界頂柱作為覆蓋層,但過厚的墊層(一期平均為30m,二期平均為22m),仍將會造成放炮困難和大量的礦石資源的積壓,使前期投資加大。5確定培訓(xùn)對象露天轉(zhuǎn)地下開采技術(shù)改造工程建設(shè),涉及從國家產(chǎn)業(yè)政策到生產(chǎn)設(shè)計單位的前期準(zhǔn)備,從礦山生產(chǎn)實(shí)際到工程項目的基建期確定,從企業(yè)本身各