中关铁矿为接触交代矽卡岩型混合铁矿床,由河北钢铁集团矿业公司开发建设,由于矿区富水且地表为农田,采用帷幕注浆防水措施后,用充填法开采以保护地下水系与地表农田不被破坏。 作为铁矿山,由于充填法开采的成本较高,加之防治水的附加成本较大,因此矿山需要高产能开采,以获取足够的规模效益。按此原则,矿山设计采用空场嗣后充填法开采,采用阶段高度60m、矿块长度50m、矿块宽度18m的采场结构参数,设计生产能力260万吨/年。但随着基建工程的进行,将矿体与近矿围岩充分揭露后发现,矿体与近矿围岩的稳定性很差,矿体与近矿围岩巷道几乎100%需要支护,而且部分矿体里的巷道支护后仍变形严重。在此条件下,如果继续采用空场嗣后充填法开采,空场尺寸需要缩减很多,随之采场生产能力将减小很多,同时,矿岩稳定性差也使采准工程支护成本增高,并使空场采矿的安全生产条件变差。 本文经过现场调研、力学参数测定与矿岩稳定性分级等,查明中关铁矿的厚矿体及近矿围岩属于不稳定到极不稳定级别,据此分析了原设计的空场嗣后充填法的不适应性;根据矿体与近矿围岩的稳定性级别,以及地质剖面图标示的岩体稳定性空间分布特性,分析得出,远离矿体的顶板围岩可形成的冒落空区的体积,远大于矿体内可形成的采空区的体积,因此充填顶板围岩里的冒落空区,远比充填矿体内采空区的效率高。基于这一思路,构建了利用矿体与近矿围岩可冒性的新型采矿方法,同时分析了矿岩冒落特性,确定了新型采矿方法的采场结构参数,形成了厚矿体超大采场诱导矿冒落嗣后充填法开采方案。 分析表明,新方案能够高度适应中关铁矿的矿岩稳定性条件,是一种安全高效采矿方法,可取得良好的回采指标。该方案已被矿山采纳,目前正在实施中。