会泽铅锌矿6号矿体采场冒顶治理.PDF

会 泽 铅 锌 矿6号 矿 体 采 场 冒 顶 治 理 周 斌, Ξ 浦恩社 云南会泽铅锌矿,云南 会泽 654211 摘 要为回采顶板大面积冒顶的不稳固6号硫化铅锌矿体,对冒顶原因进行了分析,并根据分析结果采取联合矿柱、 采场分区、阶梯式回采等技术措施,取得良好安全生产与经济效果。 关键词上向水平分层水砂充填法;冒顶;联合矿柱;回采 中图分类号 T D3272 文献标识码 A 文章编号 1006 - 03082002增- 0015 - 03 Control of Stope Roof Fall of No16 Deposite at Huize Lead - Zinc Mine ZH OU Bin PU Eng - she Y unnan Huize Lead - Zinc Mine , Huize , Y unnan 654211 , China ABSTRACT The reasonsfor large - area stope roof fallof unstable No16 Pb - Zn sulfide ore depostie were analyzed1The measures of controlling roof fall , such ascombined pillar , stope partition zone and stepped stoping were adopted1G ood resultsof safe prodution and benefit had been achieved1 KEY WORDS Overhand cuting filling by ing ; roof fall; combined pillar ; stoping1 1 开采地质条件 会泽铅锌矿麒麟厂6号矿体赋存于石炭系下统 摆佐组中上部。走向N19E,倾向SE,倾角54 ～ 65,走向长60～288m ,平均164m。水平厚度016 ～4015m ,平均18103m。矿体呈透镜状,端部分枝 尖灭。矿 石 抗 压 强 度813～8714MPa ,平 均 2418MPa。 由于受多组节理裂隙的切割破坏,加之 部分矿体氧化疏松,破坏了矿体的完整性,属不稳 固。上下盘围岩稳固。开采标高范围内1571m～ 1744m矿石地质储量181万t。地质品位Pb10 、 Zn25 ,另伴生有S、Ag、G e、Cd等多种有益元 素,均综合回收。矿石体重4107t/ m3。 2 开采现状 6号矿体采矿方法为上向水平分层粗粒级水砂 充填法。中段高度60m ,分段高度12m ,分层高度 3m。垂直矿体走向布置矿块,不留间柱连续回采。 矿块长6～8m ,宽为矿体厚。采准采用下盘脉外双 溜井双折返斜坡道采准系统。 在1～12分层的回采过程中,由于矿体地质结 构等原因,采区顶板出现频繁大面积冒顶事故,最 大冒顶高度超过12m ,最大冒落面积达1736m 2 , , 严重威胁采矿安全生产作业和影响矿山正常进行。 大量采下或冒落的矿石无法出矿,对空区的超高充 填又导致出矿中大量的充填料混入,使采矿损失率 高达8 设计5 、贫化率15 ～20 设计 10 ,技术经济指标差。同时,由于处理隐患和 维护采场花费大量的时间、人力、物力,生产能力 受到制约,采矿成本高。随着冒顶事故恶性循环并 不断加剧,严重影响了整个矿山正常生产秩序。 3 冒顶原因分析 造成采场顶板频繁大面积冒顶事故的主要因素 是 5 Ξ 作者简介周 斌6,男,云南禄丰县人,工程师,采选厂采矿主任工程师。 2002年8月云 南 冶 金Aug. 2002 第31卷 增刊Y UNNAN META LLURGYVol. 31.增刊 1 19 8 1矿体内地质结构发育 切割矿体的多组横向和纵向断裂,以及矿体内 伴生的大量方解石等脉石矿物,破坏了矿体的稳固 性,加之局部地带出现的大量氧化矿、黄铁矿结构 松散、强度低,从而导致采区顶板失稳。 2局部应力集中 由于矿体平面上呈透镜状,中部厚大,两端变 小,水平分层回采是由一端向另一端连续退采,特 别回采到矿体厚大部分,地压活动加剧,产生剧烈 变形。 3充填体对顶板起不到直接支撑作用 一方面充填体为小于40mm的碎石,其本身呈 松散状;另一方面由于沉降率等因素的影响,充填 不能够接顶,无法对顶板直接进行有效支撑。 4采区顶板暴露时间过长、面积过大 每分层回采周期近三个月。整个分层约3000m 2 的面积基本属于暴露状态,顶板变形破坏随时间日 趋严重。 4 工艺创新技术措施 由于6号矿体是会泽铅锌矿硫化系统中唯一进 行开采的矿体,关系到整个会泽铅锌矿的正常生产 和经济效益。且整个开拓、采准系统已经形成,短 时内无法对采矿方法进行大的变动。针对矿体特 征、地压活动规律及生产实践,对地压控制和管理 以及回采推进实行了工艺创新 1垂直矿体走向布置联合矿柱 针对现有充填不接顶,充填体起不到直接支撑 采场顶板的情况,利用矿房、矿柱两步骤回采原 理,沿矿体走向按10～20m的间距布置联合矿柱。 矿柱宽4m ,长为矿体厚长度方向垂直矿体走 向,高为本分层3m高。其构筑过程为按4m宽 进路回采矿石 → 平整进路底板 → 在底板上铺设木地 梁 → 在地梁上按一定的间距支立柱、抵紧空区顶板 解决充填体不受力状态→ 立柱间用木条连结钉 紧,安装纵、横向注浆管 → 在空区两侧构筑充填柔 性隔墙 → 向空区进行水砂充填 → 用注浆泵连结注浆 管向充填体内进行高压注浆。 2将矿体沿走向分区,阶梯形上向推进 联合矿柱布置后,结合矿体分布特征及采准结 构特点,将矿体沿走向在平面上分成三个采场,各 采场各自形成出矿、通风、充填系统,分别由两端 向中部退采。控制好各分层采场采矿进度,使采场 在纵剖面上形成阶梯状上向推进型式,避免在矿体 厚大部位造成应力集中的现象。 3按“三强”方针组织生产,缩短回采周期 时间效应是开采不稳固矿体的一个不容忽视的 重要因素,为此采场必须按“强采、强出、强充” 回采方针组织生产,特别要确保矿体厚大部位的回 采进度超前。一切工作坚持“以采场为中心”的基 本思想。 另外,为减少爆轰波的二次破坏,爆破作业推 行控制爆破;为改善采场通风条件和方便充填管道 敷设增设了专用小井;增设专用出矿道;下盘小矿 体采用高分层空场嗣后充填法回采等技术措施。 5 实施效果 2000年12月开始采用上述技术措施,至今显 现出良好的安全生产效果 1顶板受到有效支撑,冒顶危害大幅度减小 在每一分层矿体平面上均布置了8个联合矿 柱,通过现场观察联合矿柱受力状况,其对顶板的 支撑作用非常明显。原垮空区已经沿走向连通整个 矿体厚大部分,长度超过100m。实施此方案后, 通过支柱的有效支撑及阶梯状合理分区,使回采工 作避开了高次生应力影响区,减少了应力集中释放 的机会,大大减小了采场顶板冒落的频率和规模, 垮落空区受到控制,逐渐缩小。已实现治理的目 标。 2000年,采场发生冒顶70次,平均冒落矿量 275t/次,其中上百吨的冒落就有36次。2001年1 ～5月,冒顶20次,平均冒落矿量48t/次。月冒顶 频率下降了3114 ,每次冒落量下降了8215 。6 月以后,采场已基本杜绝冒顶事故发生,采场的安 全生产环境得到了明显改善。 2实现了“三强”开采,生产效率显著提高 由于实行采场分区、阶梯状开采,采矿作业点 由原来的一般2～4个增加到4～6个,极大地提高 了采矿生产能力。以下是6号矿体历年采场生产能 力的对比情况表 表1 采场生产能力对比表 Tab11 C omparison of stope yied capacity 时 间 生产天数 / d 出矿量 / t 日出矿能力 / t1d- 1 出矿品位/ Pd Zn 年5161116 年331661116 6 2002年8月云 南 冶 金Aug. 2002 第31卷 增刊Y UNNAN META LLURGYVol. 31.增刊 199729120 000 9840788 12194 19980140 811742708 8721 8 1 时 间 生产天数 / d 出矿量 / t 日出矿能力 /t1d- 1 出矿品位/ Pd Zn 1999年353170 120130481193915723199 2000年354174 653199493137819423125 2001年1～10月304219 313137721143816223172 其中 1月3120 026142646101913822164 2月2821 078128752180710924191 3月3120 144158649183918422116 4月3021 578119719127816023142 5月3122 520152726147819223167 6月3019 315150643185811723183 7月3124 904116803136813624165 8月3119 671106634155914322159 9月3026 059186868166816424123 10月3124 014180774167718524165 设计生产能力 400t/ d 统计数据表明, 2001年以来,平均日出矿能力 达到721143t ,是400t设计能力的118倍,也是历 史最高产量2000年 493137t/ d的115倍。日产 量、月产量历史记录不断刷新。采矿生产效率的提 高,使顶板冒落隐患存在的时间缩短、空间缩小, 危害降到最低程度,矿山安全生产秩序得到良性发 展。 3贫损指标得到有效控制,方案简单易行、 投资省、效益好 实践证明,该方案在原有基础上进行改造完 善,对采矿工艺不做大的变动,新增工程量少,作 业队组能够结合实际,较好地掌握支柱建造位置及 时间顺序,使及时支护顶板的效果更加明显。合理 调节采、掘、充工作,产量大弧度增加。贫损指标 也得到了有效的控制见下表。 表2 贫损指标比较表 Tab12 Comprison of loss result 分层 金属损失率损失金属量/ t贫化率 / PbZ n/ 备 注 11817147315869191910 12516932616255791383 平均11160工艺改造前 1321201201406203146 14312120716352901054 15319219918763781862 平均9140工艺改造后 设计指标损失率5 ,贫化率10 尽管矿柱建造使采矿直接成本增加3元/ t ,每个 分层增加12～15万元。 但从13分层开始进行工艺改 造以来,采矿贫、损指标明显下降。损失率平均下 降4109 ,每一分层减少矿石损失2000t以上,减少 铅锌金属损失670t 其中铅220t、锌450t。贫化 率平均下降2120个百分点如表2 ,每年减少废石 提升运输量5 500t ,同时也减少了5 500t废石的选矿 处理和井下空区充填量。仅计算上述两项,上半年 已实现效益344181万元。6号矿体采完一个中段可 实现效益3 731140万元。经济效益非常显著。 6 结 语 “联合矿柱支撑顶板、采场分区、阶梯式回采” 采矿技术经生产实践证明,具有很强的针对性和适 用价值,实现了不影响生产、投入少、见效快的目 的,改变了一般充填不能直接接顶的技术关键,是 一项投资省、效益好、能提高生产能力、降低损失 贫化、改善采场安全作业环境、适应6号矿体开采 的好方案。该回采方案投入极少,取得的社会效益 和经济效益显著。为矿区内其他矿体的开采和国内 类似矿山的开采提供了成功的经验。 周 斌等 会泽铅锌矿6号矿体采场冒顶治理 71