中厚及厚大矿体采矿方法.doc

湖南辰州矿业股份有限公司 中厚及厚大矿体采矿方法研究 子项目一中厚及厚大矿体采矿方法设计与探讨 子项目二响溪矿区采矿方法标准设计 子项目三水压支柱护顶水平分层下行垮落法标准设计 湖南辰州矿业股份有限公司 2008年11月 设计责任表 湖南辰州矿业股份有限公司 董事长陈建权 总经理李希山 主管副总崔 文 总工程师崔 文 生产技术部石泽华 子项目一 中厚及厚大矿体采矿方法 设计与探讨 怀化湘西金矿设计科研有限公司 2008年11月 中厚及厚大矿体采矿方法 设计与探讨 设计单位怀化湘西金矿设计科研有限公司 证书编号182036-sb 经 理 刘共元 司（所）审 胡中华 审 核 胡中华 设 计 曾丽娟 提交单位 怀化湘西金矿设计科研有限公司 提交时间 2008年11月 目 录 1 总论1 1.1 厚大矿体采矿方法研究的意义1 1.2 本次设计主要内容及成果1 2 采矿方法初选1 3 采矿方法技术比较5 3.1 普通浅孔留矿法5 3.1.1 结构参数5 3.1.2 采准切割工作5 3.1.3 回采工艺5 3.1.4 技术经济指标6 3.2 阶段矿房法（分段凿岩阶段矿房法）6 3.2.1 结构参数6 3.2.2 采准切割工作7 3.2.3 回采工艺8 3.2.4 技术经济指标8 3.3 上向水平分层充填法8 3.3.1 结构参数8 3.3.2 采准切割工作8 3.3.3 回采工艺9 3.3.4 技术经济指标10 3.4 进路上向分层充填采矿法10 3.4.1 结构参数10 3.4.2 采准切割工作10 3.4.3 回采工艺10 3.4.4 技术经济指标11 3.5 分条块石胶结充填采矿法11 3.5.1 结构参数11 3.5.2 采准切割工作12 3.5.3 回采工艺12 3.5.4 技术经济指标13 3.6 进路下向分层充填采矿法13 3.6.1 结构参数13 3.6.2 采准切割工作13 3.6.3 回采工艺13 3.6.4 技术经济指标14 3.7 分层崩落法15 3.7.1 结构参数15 3.7.2 采准切割工作15 3.7.3 回采工艺15 3.7.4 技术经济指标16 3.8 采矿方法技术比较16 4 各矿区采矿方法方案设计18 4.1 洪江辰州响溪矿区18 4.1.1矿体产状及开采技术条件18 4.1.2 采矿方法选择18 4.2 城步威溪19 4.2.1 矿体产状及开采技术条件19 4.2.2 采矿方法选择20 4.3 湘安钨业大溶溪矿区20 4.3.1矿体产状及开采技术条件20 4.3.2 采矿方法选择21 4.4 隆回金杏21 4.4.1矿体产状及开采技术条件21 4.4.2 采矿方法选择22 4.5 湖北潘隆新22 4.5.1 矿体产状及开采技术条件22 4.5.2 采矿方法选择24 5 结论25 中厚及厚大矿体采矿方法设计与探讨 中厚及厚大矿体采矿方法设计与探讨 1 总论 1.1 厚大矿体采矿方法研究的意义 长期以来，公司坚持“积极扩大资源占有”的发展战略，不断扩充资源基地，尤其是2007年8月辰州矿业上市以来，公司资源基地遍布省内外，为公司未来的持续稳定健康发展奠定了坚实的基础。 在这些新开辟的资源基地中，就有很多属于中厚或厚大矿体。而辰州矿业本部多属缓倾斜矿体，原有成熟的采矿工艺显然已不能满足新矿区生产发展的需要。寻求新的采矿方法以适应新矿区的生产迫在眉睫。 1.2 本次设计主要内容及成果 本次设计总结出国内外常用的中厚及厚大矿体采矿方法的适用条件、优缺点，从中选取7种最常用也较适应本公司技术装备水平的采矿方法，分别对其采准切割、回采工艺等做了详细的阐述，并选择有代表性的回采方案作标准设计图。选择的7种采矿方法分别为普通浅孔留矿法、分段凿岩阶段矿房法、上向水平分层充填法、进路上向分层充填法、分条块石胶结充填法、下向分层充填法、分层崩落法。 此外，针对5个矿区矿体不同的产状和开采技术条件，选取了适应各矿区的采矿方法，为各矿区采矿方法优化，以提高矿块生产能力、降低损失贫化提供了依据。 2 采矿方法初选 目前我国厚大矿体采矿主要运用的方法有房柱法，留矿法，分段矿房法，分层、分段崩落法，阶段崩落法，上向分层充填法，分层、分段充填法，壁式充填法，点柱充填法，阶段充填法等。其中，房柱法、壁式充填法、倾斜分层充填法主要用于水平和缓倾斜矿体。根据矿体开采技术条件，可选择与之相适用的采矿方法。各类采矿方法根据具体情况又可细分为多种采矿方法，运用于不同产状、不同赋存条件的矿体。 26 表2-1 我国主要中厚及厚大矿体采矿方法及其运用 适用条件 优点 缺点 应用矿山 空 场 法 房 柱 法 ①矿石和围岩稳固和较稳固； ②矿体倾角30以下； ③矿体厚度小于8～10m； ④价值不高或品位较低的矿石。 ①采准工作量小，采准时间短，矿房投产快； ②工艺简单、矿石贫化率小，成本低； ③对于厚大矿体，采用机械化效率高。 ①顶板支护量大，安全性差； ②矿柱矿石损失量大。 锡矿山锑矿福山铜矿 留 矿 法 ①矿岩基本稳固的急倾斜矿体； ②适用于任何厚度的矿体，但多用于开采中厚以下矿体； ③极薄矿脉多脉合采； ④矿石不结块，不自燃。 ①结构及回采工艺简单； ②管理方便； ③采准工作量小。 ①开采中厚以上矿体时，矿柱矿量损失、贫化大； ②工人在较大暴露面下作业，安全性差； ③平场、顶板管理复杂。 西华山钨矿 月山铜矿 分段 矿房法 ①矿岩稳固或较稳固； ②倾斜到急倾斜的矿体。 ①分段回采，作业集中，生产能力大； ②使用无轨设备时，机械化程度高。 ①采准工作量大； ②矿柱矿量大。 大庙铁矿 开阳磷矿 阶段 矿房法 ①矿岩均稳固； ②倾斜到急倾斜的矿体。 ①安全性好； ②效率高。 ①若采用分段凿岩，采准工作量大，工艺复杂； ②若采用VCR法，装药工艺较复杂。 红透山铜矿 凡口铅锌矿 金川二矿区 充 填 法 壁式 充填法 ①上盘围岩稳固性差，产状规整； ②缓倾斜薄至中厚矿体。 ①矿石回收率高； ②贫化率低。 ①生产能力低； ②采矿成本高。 沃溪坑口 湘潭锰矿 上向分层 充填法 ①几乎适合矿岩中等稳固以上，一切需要充填的任何产状的矿体； ②对走向长度较大，平均厚度小于10～15m的急倾斜矿体，效果最佳。 ①采切工作简单，采切比小； ②矿石损失率小、贫化率低 ①充填劳动强度大，工艺复杂； ②普通上向分层充填法矿块生产能力低； ③充填和采矿成本较高。 黄沙坪 铅锌矿 夹皮沟金矿 分条块石 胶结充填法 ①缓倾斜矿体； ②矿石品位高、价值高。 ①顶板暴露面积小，作业安全； ②工艺简单，易于掌握。 ①充填成本高； ②第一步回采通风条件不好 鱼儿山坑口 沃溪坑口 下向分层 充填法 ①矿岩均不稳固、矿石破碎的难采矿体； ②矿石品位高、价值高。 ①矿石回收率高，在90～97以上； ②贫化率低，8～10以内； ③在假顶下作业，安全性好。 ①回采作业环节多； ②充填工艺复杂； ③采矿成本偏高； ④生产能力低。 金川龙首矿 招远金矿 上向进路 充填法 ①矿岩均不稳固，但能保证回采进路稳定的富矿床或贵重金属矿床； ②矿石裂隙发育或破碎而品位又高的充填法矿柱回采； ③矿体的厚度一般为2～12m，及个别厚矿体。 ①采切工作简单，采切比较小； ②充填成本较下向充填法低。 ①采场通风为独头巷道型通风，效果较差； ②为不破坏矿石原有稳定性和保证接顶的质量，进路回采需采用光面爆破； 会泽铅锌矿金川二矿区 点柱 充填法 ①厚度大于8m以上的缓倾斜或倾斜厚矿体； ②在有色或稀有贵重金属中，品位相对较低，需避免二步骤回采或地面不允许有较大沉陷的矿床。 ①劳动生产率比其他充填法高，成本低。 ①矿石总损失率较其他充填法大。 凤凰山铜矿 新城金矿 崩 落 法 分层 崩落法 ①矿石稳固性不限，上盘岩石不稳固，下盘岩石稳固性不限； ②急倾斜或倾斜、缓倾斜中厚以上矿体； ③矿石品位高价值大，或对贫化损失要求严； ④不宜使用充填法或不易建充填系统的矿山；⑤地表允许崩落。 ①布置方式和回采工艺灵活，作业简单易于掌握； ②回采率高，贫化率低； ③矿石可以分采； ①工作面较难实习机械化，劳动强度大，效率低，矿块生产能力小； ②采场支护及造顶材料消耗大； ③工作面通风条件差。 会泽铅锌矿 无底柱分段崩落法 ①急倾斜厚矿体或缓倾斜极厚矿体； ②矿石稳固或中等稳固； ③上盘岩石不稳固或中等稳固，最好能自然崩落形成大块，若已形成覆盖层则不限，下盘岩石稳固。④地表允许崩落。 ①采矿方法结构简单，灵活性大，不需留矿柱； ②与有底柱分段崩落法比采切比小； ③回采工艺简单，便于实现机械化； ④作业安全；⑤生产能力大。 ①覆岩下放矿，损失率贫化率较高； ②独头巷道内作业，通风条件较差需设计专门管道通风； ③大型设备维护工作量大。 大庙铁矿 梅山铁矿 有底柱分段崩落法 ①厚度大于5m的急倾斜矿体或任何倾角的厚和极厚矿体； ②矿体形态不太复杂； ③出矿过程中不结块不自燃； ④地表允许崩落。 ①方案灵活； ②开采强度大，生产安全可靠； ③若采用电耙出矿，设备简单，易于操作和维修； ④存窿矿石量多，有利于均衡生产； ⑤设有专用进、回风道，通风效果好。 ①矿块底部结构复杂，采切比大，管理跟不上易造成采掘失调； ②底柱巷道多，对底柱稳固性有影响，电耙道维护工作量大； ③放矿管理比较复杂，若采用电耙，难以实现控制放矿。 易门狮山坑 胡家峪 本次研究针对我公司各矿区的开采技术条件，着重对普通浅孔留矿法、分段凿岩阶段矿房法、上向水平分层充填法、进路上向分层充填法、分条块石胶结充填法、下向分层充填法、分层崩落法进行技术比较。 3 采矿方法技术比较 3.1 普通浅孔留矿法 3.1.1 结构参数 采场一般沿走向布置，阶段高度40～60m，矿块长度40～50m，间柱宽度6～8m，顶柱厚度4～6m，底柱厚度4～5m（电耙耙矿底部结构12～14m），漏斗间距4～6m。 3.1.2 采准切割工作 采准工作主要是沿脉平巷、采准天井、联络道。 切割工作包括掘进拉底巷道和漏斗颈。 采准天井一般布置在间柱中，并开凿人行联络道通往采场，两端联络道错开布置。 3.1.3 回采工艺 回采工作自下而上分层进行，分层高度一般为2～2.5m。在每个分层中进行崩矿、通风、局部放矿、平场及松石处理等作业。 回采凿岩采用上向凿岩或水平凿岩方式。上向炮眼一般为前倾75～85；水平炮眼一般上仰5～8。打上向炮眼时，梯段形工作面的梯段长度一般为10～15m；打水平炮眼时，梯段长度一般为2～4m，梯段高度1.2～2m。 放矿分两步骤，即局部放矿和大量放矿。局部放矿一般放出每次崩落矿石的30左右，余留矿石作为继续上采的工作底板。局部放矿后，应立即检查矿房顶板和上、下盘，处理浮石，平整场地。为减少平场工作量，各漏斗均匀出矿。 矿房回采全部结束后，放出存留采场的全部矿石，即大量放矿。 整个采场出矿完毕后，对空区进行嗣后充填。 图1 普通浅孔留矿采矿法 ①-沿脉装矿平巷 ②-顶柱 ③-天井 ④-联络道 ⑤-留存矿石 ⑥-底柱 ⑦-漏斗 ⑧-运输横巷 ⑨-阶段运输巷道 3.1.4 技术经济指标 国内部分矿山运用留矿法的主要经济技术指标见表3-1 表3-1 留矿法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工作面工效 （t/人班） 损失率 （） 贫化率 （） 西华山钨矿 108 12 10 81 华铜铜矿 150 38～42 5～8 6～8 五龙金矿 8 15 22 铁山垅钨矿 60 5 6 82.7 3.2 阶段矿房法（分段凿岩阶段矿房法） 3.2.1 结构参数 当矿体厚度小于15m，矿房沿走向布置。在矿岩极稳固条件下，矿体厚度小于20m时，矿房应尽量沿走向布置；若超过上述范围，则应垂直走向布置，以控制矿房顶柱的暴露面积和上盘岩石的暴露面积。 矿块高度取决于围岩的允许暴露面积，矿体的产状等因素。因为这种方法回采矿房的采空区是逐渐暴露的，可以取较大值，一般为50～70m，国外有的矿山达到120～150m。矿块长度根据围岩的稳固性和矿石允许的暴露面积决定。一般为40～60m。矿房的宽度沿走向布置时即为矿体水平厚度，垂直走向布置时一般为15～20m。 间柱宽度沿走向布置时为8～12m，垂直走向布置时为10～14m。顶柱高度根据矿石稳固性而定，一般为6～10m；底柱高度主要取决于底部结构形式，采用电耙底部结构时，一般为7～13m。 分段高度取决于凿岩设备能力，中深孔时为8～10m，用深孔时为10～15m。 3.2.2 采准切割工作 主要采准切割工程有脉外运输巷道、穿脉运输巷道、人行通风天井、分段凿岩平巷、电耙道、切割巷道、切井、斗颈等。 从脉外运输巷道掘进穿脉运输巷道，在矿房两端掘进脉内人行通风天井，底柱中掘进电耙道，矿房中央或一端掘进切井，分段掘进分段凿岩巷道，而后掘进切割巷道。再掘进斗穿斗颈，扩漏形成电耙出矿的底部结构，即可开始回采工作。 图2 分段凿岩阶段矿房法 ①-人行通风天井 ②-联络道 ③-电耙道 ④-溜井 ⑤-斗颈 ⑥-斗穿 ⑦-分段凿岩平巷 3.2.3 回采工艺 在分段凿岩巷道中打上向扇形中深孔（Φ50～65mm，最小抵抗线1.5～1.8m）或深孔（最小抵抗线2.5～3m）。当炮孔全部打完后，才开始崩矿。每次爆破3～5排炮孔，用秒差或微差导爆管分段爆破。上下相邻分段之间一般保持垂直工作面或上分段超前一排炮孔，以保证上分段爆破作业的安全。 用28kw或55kw电耙将电耙道中的矿石耙入溜井。 在地表不允许冒落的矿山，采完后需进行嗣后充填。 3.2.4 技术经济指标 国内部分矿山运用阶段矿房法的主要经济技术指标见表3-2 表3-2 阶段矿房法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工作面工效 （t/人班） 采切比 （m/kt） 损失率 （） 贫化率 （） 金岭铁矿 140～180 15～18 8.4 25 15～20 河北铜矿 150～200 31～44 8～9 18.5 12.3 辉铜山矿 250～360 17.7 6.39 11.8 7.8 巴里锡矿 255～340 39～85 15～20 15 10 3.3 上向水平分层充填法 3.3.1 结构参数 矿体厚度小于15m时，矿块沿走向布置，矿块长度40～60m，高度30～50m，底柱高度5～6m，顶柱3～5m。 矿体厚度大于15m时，矿块垂直走向布置，矿房宽取8～10m。 3.3.2 采准切割工作 采准工程主要有穿脉、沿脉、人行天井、联络道、充填天井、溜井等。切割工程主要是拉底巷道。 人行天井布置在脉外，通过联络道通达采场，人行井断面1.52.0m2。每6m垂高布置一联络道，联络道断面22m2，两端联络道交错布置以利于通风。 充填天井布置在采场中央，充填料通过充填井下放到采场，充填井断面1.81.8 m2。 一个采场布置两条溜井以保证放矿的可靠，溜井断面φ2.0m。切采工作主要是拉底，即以拉底平巷为自由面扩大到矿房全面积，并形成2.5～3m高的拉底空间。拉底空间形成后，在矿房底板上浇灌0.3～0.5m厚的钢筋砼作底，作为下阶段回采底柱的保护层。 图3 上向水平分层充填采矿法标准图 ①-沿脉 ②-充填天井 ③-顶柱 ④-人行通风天井 ⑤-联络道 ⑥-溜井 ⑦-废石充填体 ⑧-砼地板 ⑨-矿石 ⑩-隔墙 -底柱 -运矿横巷 - 阶段运输巷道 3.3.3 回采工艺 在矿房中，自下而上按1.8～3m的分层高度进行个分层的回采作业。回采过程中，边采边充，控顶高度不超过6m。 ①崩矿 矿石稳定性好时，采用上向浅孔崩矿，炮孔直径38～45mm，孔深2～3m，孔距1.0～1.2m，排距0.8～1.0m。使用多台凿岩机打孔，一次崩矿面积大，大块产出率低，分层回采周期短。 矿石稳固性差时，采用水平浅孔崩矿。若矿岩稳固性允许，也可采用两采一充的回采作业。 ②出矿 采用电耙、装运机或铲运机出矿。 ③地压控制（充填） 对矿石稳固性差、节理裂隙发育、顶板暴露面积大的采场，采用锚杆、长锚索支护。 采场每分层出矿完毕，在矿房与相邻矿房（或围岩）交界处构筑0.5～0.8m的砼隔墙。用矿车将充填料装运到充填天井卸载，让充填料自重溜放到采场，然后用电耙耙平。充填结束，先平整场地，再在充填料面上铺以0.15～0.3m厚的砼地板，防止粉矿渗入充填料中造成损失与贫化。 充填法由于充填料的不同，又可分为干式充填法、块石胶结充填法、尾砂胶结充填法等。他们的回采工艺基本相同，只是因充填方式不同，相应的充填系统亦不同。 3.3.4 技术经济指标 国内部分矿山运用上向水平分层充填法的主要经济技术指标见表3-3 表3-3 上向分层充填法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工作面工效 （t/人班） 采切比 （m/kt） 损失率 （） 贫化率 （） 大茶园矿 110 10.9 9.5 2.8 11.4 夹皮沟金矿 58.5 4.5 10.92 1.6 14.5 黄沙坪铅锌矿 60 8 27 1 14 凡口铅锌矿 327.3 － － 0.39 7.26 3.4 进路上向分层充填采矿法 3.4.1 结构参数 当矿体厚度小于15～30m时，矿块沿走向布置；否则垂直走向布置。矿块高40～60m，长50～150m，宽小于20～30m；分层高3～4m，进路宽4～5m。 3.4.2 采准切割工作 采准工程包括运输平巷、采准斜坡道、分段联络道、分段平巷、溜井、充填天井等。切割工作主要是掘进分层联络道和拉底平巷。 3.4.3 回采工艺 一般由下盘向上盘方向回采。浅孔崩矿，孔深2～3m，装运机或铲运机出矿。对不稳定的顶板进行锚杆护顶或金属网锚杆联合护顶。 采用胶结充填时，在进路口架设挡墙；采用尾砂和水砂充填时，还应在未采矿体一侧挂滤水隔墙。 短进路一次充填完毕，长进路分2～3段充填。 图4 进路上向分层充填法 ①-装矿横巷 ②-充填天井 ③-阶段运输平巷 ④-分层联络道 ⑤-溜井 ⑥-采准斜坡道 ⑦-分段平巷 ⑧-进路 3.4.4 技术经济指标 国内部分矿山运用进路上向分层充填法的主要经济技术指标见表3-4 表3-4 进路上向分层充填法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工班效率 （t/工班） 采切比 （m/kt） 损失率 （） 贫化率 （） 会泽铅锌矿 150 4.77 － 4.59 13 金川二矿区 1039（盘区） 23.2 3.573 4.6 2.8 3.5 分条块石胶结充填采矿法 3.5.1 结构参数 矿块沿走向布置，长40～60m，高20～30m，宽即矿体水平厚度，分条宽4～5m。不留顶柱和间柱，只留少量底柱。 3.5.2 采准切割工作 采准工作主要是脉内外运输平巷、运输联络巷。 3.5.3 回采工艺 分条间隔回采，先采单号，再采双号。采场内可以有2～4个分条同时回采，以提高采场生产能力。 同一分条按三步回采 第一步从出矿口开始，沿底板自下而上掘进一条2.52.5m的上山，直至贯通上中段脉内平巷。 第二步在小断面内凿扇形炮眼，自下而上进行扩帮和挑顶崩矿，此时分条宽度达到设计宽度，保留1.7m作业的护顶矿层，部分矿石暂留分条内，以利下一步作业。 第三步在矿石堆上进行作业，炮眼与矿体倾向平行，运用控制爆破技术，减轻爆破对顶板岩石的破坏，回采护顶矿层，部分矿石留存原地，随之进行锚杆护顶（顶板稳固则不需护顶），再行出矿。整个分条回采完毕，立即进行充填。 图5 分条块石胶结充填法 ①-电耙硐室 ②-脉内平巷 ③-运输联络道 ④-脉外运输平巷 ⑤-单号分条密闭墙 ⑥-双号分条密闭墙 ⑦-块石胶结充填体 ⑧-块石充填体 3.5.4 技术经济指标 国内部分矿山运用分条块石胶结充填法的主要经济技术指标见表3-5 表3-5 分条块石胶结充填法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工作面工效 （t/人班） 采切比 （m/kt） 损失率 （） 贫化率 （） 鱼儿山坑口 70～100 11.7 6.13 10.4 8.26 沃溪坑口 70～100 － － 10 5 3.6 进路下向分层充填采矿法 3.6.1 结构参数 矿块高度为30～60m，矿块长度为25～60m，矿块宽30～50m或矿体全厚。分层高度为2～3m，进路断面（22）～（44）m2。 3.6.2 采准切割工作 采准工程包括沿脉运输巷道、人行天井、溜井、充填天井、充填分层平巷等。沿脉运输巷道、人行天井一般布置在下盘，人行天井用分层横巷与进路连通；天井布置于脉内时，随分层矿石的回采而被构筑在充填料中，形成下行顺路天井。 3.6.3 回采工艺 进路回采有依次回采和间隔回采两种。进路分水平进路和倾斜进路。 回采作业可分为普通进路回采和高进路回采。 普通进路回采时，进路断面22m2，断面小，崩矿支护工作简单，易于掌握。浅孔崩矿，孔深1.5～2m，布置炮孔时，注意保护上部假顶和侧壁充填体，掏槽孔布置在进路的下角靠未采矿石一侧。爆破时，边孔少装药或采用光面爆破。用局扇压入式通风，14Kw电耙出矿，木棚子或立柱支护假顶，支柱间距0.8～1.2m。 高进路回采方案时，分层高度2m，进路跨两个分层，高4m，宽4m，各条进路间隔回采。高进路回采能提高采矿强度，提高一次充填量，减少辅助环节和准备工作。但因采用间隔回采，在回采两充填体之间的矿石时，容易造成矿石的损失与贫化。 图6 进路下向分层充填采矿法 ①-人行井 ②-溜矿井 ③-充填道 ④-第二层充填道 ⑤-充填井 ⑥-回采进路 ⑦-分层巷道 3.6.4 技术经济指标 国内部分矿山运用进路下向分层充填法的主要经济技术指标见表3-6 表3-6 进路下向分层充填法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 采切比 （m/kt） 回收率 （） 贫化率 （） 水泥消耗 （kg/t） 金川龙首矿 （高进路） 94 － 95 7.8 75 招远金矿 （分层进路） 32.5 19.4 93.2 4.13 87.85 柏坊铜矿 （分层进路） 27.6 － 98.84 5.34 － 3.7 分层崩落法 3.7.1 结构参数 矿体厚度小于8m，且倾角大时，矿块沿走向布置。各个分层在矿体全厚上用分层平巷进行回采。单翼回采时，矿房长度一般为20～30m；双翼回采时，矿块长度一般为40～60m。 矿体厚度在8～30m之间时，矿块沿走向布置，回采进路垂直走向，矿块长度同上。 矿块高度应有利于出矿、支护和通风。矿体倾角小而矿石不能沿溜井自溜时，矿块高度不大于20～25m，矿体倾角大而使用脉外天井时，可取50～60m，使用脉内天井取30～40m。 分层高度主要与采场地压大小和支护方法有关，一般取2.5～3.5m。进路宽度一般为1.8～2.7m，当使用无轨自行设备时，取决于设备运行所需的宽度。 3.7.2 采准切割工作 采准工作包括阶段脉内外运输平巷、天井、溜井、第一分层平巷等。切割工作是掘进第一分层切割横巷、分层联络巷道。 对于中厚或厚矿体，一般采取脉外或脉内外联合采准方式，逐层掘进分层联络巷道、分层切割平巷后，便可进行回采。 3.7.3 回采工艺 分层回采可从矿块一翼推向另一翼，也可两翼同时推进。相邻矿块回采分层的超前高度不大于两个分层高度，水平超前距离不小于10m，以防假底破坏和地压威胁。 从进路正面或侧面钻凿浅孔崩矿，为避免爆破破坏假顶，炮眼深度一般不大于1.5～1.8m。采用15～30kw电耙出矿，或采用气动装运机、或小型铲运机出矿以提高出矿能力。 分层平巷及进路一般采用木棚子支护，棚子间距0.7～1.5m，必要时采用密集支护，矿石较稳固时，可采用带帽的立柱支护。 图7 分层崩落法 ①②-脉内外运输平巷 ③-横巷 ④⑤-脉内外天井 ⑥-分层联络巷道 ⑦⑧-分层切割横、平巷 ⑨-进路 ⑩-假底（顶） 3.7.4 技术经济指标 国内部分矿山运用分层崩落法的主要经济技术指标见表3-7 表3-7 分层崩落法在国内部分矿山运用的主要技术经济指标 指标名称 矿山名称 矿块生产能力 （t/d） 工作面工效 （t/人班） 采切比 （m/kt） 损失率 （） 贫化率 （） 会泽铅锌矿 45～50 2.69～2.98 10.5 11.6～22.88 13.24～14.14 云锡老厂锡矿 50～60 4～4.5 25～30 2～10 3～19 东乡铜矿 60 4.2 19 14 7 武山铜矿 54～104 3.97 － 2.34 13.93 3.8 采矿方法技术比较 参照对以上几种采矿方法的叙述，对其主要技术经济指标进行技术比较，如表3-8 表3-8 采矿方法技术比较表 采矿方法 指标名称 留矿法 阶段 矿房法 上向分层 充填法 进路上向 分层 充填法 分条块石胶结 充填法 进路下向 分层 充填法 分层 崩落法 生产能力 80～150 150～350 60～300 60～150 70～100 30～100 40～100 工作面工效 5～40 15～80 5～10 5～10 10～12 4～10 3～5 采切比 － 6～20 10～30 3.5～10 6 5～15 10～30 损失率 15～25 15～50 0.5～3 5～7 5～10 3～5 8～20 贫化率 8～25 10～20 5～15 5～15 3～8 5～10 3～15 作业安全性 一般 好 好 好 好 好 一般 材料、设备来源 易 易 一般 一般 易 一般 易 工艺难易程度 易 较复杂 复杂 复杂 易 复杂 一般 此方法的掌握程度 熟练 不熟练 一般 一般 熟练 不熟练 不熟练 通过以上比较，可见①生产能力方面阶段矿房法的生产能力相对较高，普通上向水平分层充填法生产能力不高，但在采用无轨设备时，生产能力大幅度提高（凡口铅锌矿），其他几种采矿方法的生产能力也不高，但总体而言相差不大；②损失率贫化率方面充填法损失贫化都较低，其他几种采矿方法相差不大；③工艺难易程度方面阶段矿房法和充填法工艺较复杂（分条块石胶结充填法较简单），其他采矿方法较容易；④我公司对采矿方法的掌握程度方面留矿法、分条块石胶结充填法在我公司运用已久，其工艺已熟练掌握，上向水平分层充填法和进路充填法虽在我矿没有应用过，但分条块石胶结充填法的运用可为此方法的运用提供一定经验，其他两种方法完全没有运用，对其工艺没有实践经验。 4 各矿区采矿方法方案设计 4.1 洪江辰州响溪矿区 4.1.1矿体产状及开采技术条件 响溪矿床是一中低温变质热液充填细脉型矿床，矿区出露地层简单，主要为震旦系江口组砂质板岩及少量第四系。矿区内矿体顶底板围岩主要为震旦系江口组变质砂质板岩，原岩致密坚硬、抗剪、抗压强度大，有较好的稳固性，其f值一般可达6～8，但其地层受多组大断层切割强烈，岩层与矿体节理、裂隙均十分发育，特别是底板断层面内岩石破碎，底板岩石极不稳固。从几年来实施坑道情况来看，坑道围岩稳固性较差，一般需要维护，附近民硐、坑探巷道部份存在较大垮塌现象，局部垮通地表。近几年采矿情况来看，矿石属石英脉类型，坚固性系数f为8～10，由于断层影响，矿石稳固程度较差。故矿区总体上工程地质和开采技术条件较差。 响溪矿段矿脉沿走向、倾向矿化连续，但受断层影响，其矿石品位、矿体产状变化大，稳定性较差。 矿区内共发现三条矿化蚀变带（V1、V2、V3），近于平行产出。其中V2号蚀变带为主要成矿带，控制走向长450m，脉带宽3.8～15米，倾向220～240，倾角45～75，局部有分支，Au品位达1.00～3.52g/t，Au平均品位2.08g/t，Sb品位达0.44～2.68，Sb平均品位1.33，平均脉厚6.4m；V1号脉带控制走向长500m，脉带宽0.6～3米，倾向200～230，倾角38～65，金矿化不明显； V3号脉带矿化不明显。 矿区范围内有一条地表泾流流经矿区，地表还有农田及村庄。 综上所述，响溪金矿矿区矿脉属中厚到厚的倾斜或急倾斜矿体，矿石与顶底板围岩的稳定性皆较差，且地表不允许崩落。 4.1.2 采矿方法选择 根据矿体开采技术条件，选择上向水平分层充填法、上向水平分层分条充填采矿法、普通浅孔留矿法作为该矿区矿体的开采方法。 上向水平分层充填主要用于品位较高、矿石稳固性较好的矿块；上向水平分层分条充填采矿法主要用于矿石稳定性差而品位较高的矿块；普通浅孔留矿法主要用于开采品位较低的矿块。 理由有三①普通浅孔留矿法工艺简单，我公司技术人员对其工艺已掌握，在品位不高的矿块，运用留矿法虽然损失了部分矿石，但相对上向水平分层充填法，其成本也低得多；②上向水平分层干式充填法虽然采矿工艺相对复杂（主要是隔墙和假底的构筑），但其低损失低贫化的优越性是留矿法远不可及的，在品位较高的矿块运用，能大大减少资源浪费，提高资源回收率；③进路上向分层充填法虽专门针对矿岩不稳定矿体的开采，但需要采用胶结充填，成本花费太大，其变形方案上向水平分层分条充填采矿法则克服了这一缺点，且具有暴露面积小，安全性好的优点，但用人工充填使劳动生产率更低。 4.2 城步威溪 4.2.1 矿体产状及开采技术条件 矿区相对高差大，地形陡峻，有利于地表水和地下水的排泄，设计开采矿体位于当地锓蚀基准面以上，充水岩层以裂隙含水为主，富含水性弱，矿区西北侧小溪流对矿床开采无影响，断层构造裂隙水对矿充水影响不大，故本矿床水文地质条件属简单类型。 矿体及其顶底板围岩均为热液接触交代变质形成的矽卡岩石，属坚硬岩组，一般较稳固。但地表及浅部风化作用强烈和节理裂隙发育部位，岩石结构松散，较软弱破碎，稳固尾性差，工程地质条件不稳定深部未风化的矽卡岩，坚硬完整，抗压强度高，其工程地质稳固性好。现施工的三个平硐（698、721、751）断面规格为2.22.1m2，坑内岩石稳固较性好，特别是含矿地段，矿脉及两侧围岩硅化蚀变较强，硬度显著增大，稳固性增强，仅局部岩石较破碎，顶板及两壁很少见有垮塌现象，开采时一般不需支护。 由于矿体和围岩浅部强风化后稳固性差，地下开采时需适当支护以防止塌陷，但发育深度较浅，对矿床开采仅有局部影响。 总体面言，矿区工程地质条件属简单类型。 矿山环境地质条件较好，矿山建设适宜性较好。 Ⅲ号矿（化）体呈似层状、脉状、透镜状产出，矿（化）体走向长900m左右。由南向北呈向西偏转的弧形，总体走向345，倾向北东，倾角32～67。矿体平均厚度4.65m，南沿脉矿化较好，北沿脉矿化相对较弱。钨品位0.158～0.632，平均品位0.312；铜品位在0.217～0.490，平均品位0.328。 Ⅳ号矿（化）体呈似层状、脉状、透镜状产出，矿（化）体走向长640m左右。呈向西偏转的弧形，总体走向335，倾向北东，平均倾角49。矿体平均厚度5.28m，与Ⅲ号矿（化）体在平面上相距10～35m，矿化规律与Ⅲ号矿（化）体基本一致，钨品位0.169～0.564，平均品位0.286；铜品位0.345～0.875，平均品位0.526。 Ⅴ号矿（化）体呈似层状、脉状、透镜状产出，矿（化）体走向长300m左右。总体走向308，倾向北北东，平均倾角37。矿体平均厚度3.45m，钨品位0.256～1.216，平均品位0.574；铜品位0.213～1.680，平均品位0.686。 综上所述，该矿区矿体属中厚的倾斜或急倾斜矿体，除浅部风化导致岩石稳固性较差，围岩稳固性好。 4.2.2 采矿方法选择 根据上述的矿体产状与赋存条件，及其工程地质、水文地质、环境地质情况，推荐普通浅孔留矿法作为本矿区采矿方法。当矿体倾角45～55，矿石不能自溜时，采用上向倾斜工作面，电耙出矿。 理由有二①本矿区矿石品位低，不适合用充填法开采；②分段凿岩阶段矿房法也适用于该矿区矿体产状，但其需要中深孔爆破技术崩矿，与该矿区目前的装备水平不相符。 4.3 湘安钨业大溶溪矿区 4.3.1矿体产状及开采技术条件 矿体埋藏浅，距地表一般为150米，浅处为30米，矿体及顶板、底板围岩稳固，破坏矿体的成矿后断裂少见，断距小。水文地质简单，未见地下水活动，除个别断层破碎带局部有涌水现象外，井下无涌水滴水现象。 矿区为具有舒缓波状向斜的单斜构造，矿体出露标高370～590米，深部为90米左右，大部分矿体位于侵蚀基准面以上。埋藏浅，矿体距地表垂深最浅处不足30米，一般150米左右。最深不过300米，矿体倾斜与地形坡向相同，倾角较平缓，一般30度左右。矿体及顶底板围稳固，破坏矿体的成矿后断裂少见，断距小。从矿山近几年来开采情况看，矿床开采技术良好。 Ⅰ矿层走向长1300米，延深390～860米，平均真厚度2.58米,平均WO3品位0.74，Ⅱ矿层走向长500米，延深150～300米，平均真厚度1.54米,平均品位0.35，Ⅲ矿层走向长500米，延深150～600米，平均真厚度1.16米，平均品位0.44，Ⅳ矿层走向长520米，延深150～7