缓倾斜中厚矿体采矿方法优选研究(1).pdf

世界有色金属 2019年 2月下80 采矿工程 Mining engineering 缓倾斜中厚矿体采矿方法优选研究 闫陶章 （临沂矿业集团有限责任公司， 山东 临沂 2 7 6 0 1 7 ） 摘 要 针对缓倾斜中厚到厚矿体赋存矿产条件， 为了能够保障采矿效益， 对多个采矿方法进行分析， 研究了传统采矿 方法存在的弊端， 对现有方法进行优化， 确保的切割、 回采、 充填整个流程达到标准， 提升采矿效益。 关键词 缓倾斜中厚矿体 ； 采矿方法 ； 优选 中图分类号 T D 8 5 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 - 5 0 6 5（2 0 1 9 ） 0 4 - 0 0 8 0 - 2 Study on Optimization of mining for gently inclined medium-thick orebody YAN Tao-zhang L i n y i Mi n i n g G r o u p C o . , L t d . , L i n y i 2 7 6 0 1 7 , C h i n a Abstract I n v i e w o f t h e mi n e r a l c o n d i t i o n s o f g e n t l y i n c l i n e d me d i u m- t h i c k t o t h i c k o r e b o d i e s , i n o r d e r t o g u a r a n t e e t h e mi n i n g b e n e f i t s , t h i s p a p e r a n a l y s e s s e v e r a l mi n i n g me t h o d s , s t u d i e s t h e d i s a d v a n t a g e s o f t r a d i t i o n a l mi n i n g me t h o d s , o p t i mi z e s t h e e x i s t i n g me t h o d s , e n s u r e s t h a t t h e w h o l e p r o c e s s o f c u t t i n g , mi n i n g a n d f i l l i n g me e t s t h e s t a n d a r d s , a n d i mp r o v e s t h e mi n i n g b e n e f i t s . Keywords g e n t l y i n c l i n e d me d i u m- t h i c k o r e b o d y ; mi n i n g me t h o d ; o p t i mi z a t i o n 缓倾斜中厚矿体开采作为全世界采矿业的难题， 这类矿 体倾斜角多数为5 30， 厚度为4m40m。 国内主要是 采用分层填充法、 电耙留矿法等 ； 国外多数采用房柱法， 比 例达到60以上，填充发比例达到20以上，其余主要是 采用暴力运搬采矿法 [1]。 但是每个方案在实际使用当中都存 在着些许缺陷， 要对这些方案进行对比选择， 选择最优方法， 并在此基础之上进行优化创新， 从而保障最终的采矿效益。 1 缓倾斜中厚矿体相关阐述 缓倾斜中厚矿体，特别是倾斜角在20 35缓倾斜 中厚矿体高效开采一直是全球各地需要解决的技术难题。 一 方面该类矿体倾斜角较小， 崩落矿石无法利用自重在底部完 全被放出， 此时要采用人工扒运、 机械运输方式完成 ； 另一 方面， 该类矿体采场空顶较高， 顶板管理难度大， 给生产安 全带来了极大的隐患 [2]。 2 缓倾斜中厚矿体采矿方法分析 某 矿 体 在 矿 山 北 西 冀 海 底 沟 地 表 位 置，膨 大 部 位 在 矿 体 北 东 冀，赋 予 标 高 为 2712m2756m，走 向 为 NE40 60 ，走 向 长 度 为 60m160m，厚 度 在 6m16m，平均品位为3.79。矿体整体上为紧密状，矿岩 界线十分明显， 保证围岩、 矿石的稳定性。 针对矿体赋予条 件， 根据多年采矿经验， 通过多次技术验证决定， 在2748m 和2720中段安排矿房展开采矿试验， 其中2748采用回采房 柱方法 ； 2720采用中深孔底盘漏洞崩落法。 2.1 预切顶锚网支护分层回采房柱法 该方法需要结合工程设计标准依次对溜井、切割上山、 拉底巷道、回风巷道进行施工。在采切探矿工程施工完毕 后，先对上部矿体进行回采，自上而下进行V字形扩帮拉 底， 之后在进行分梯段挑顶。 在采矿下矿石堆上岗使用金属 网护顶后出矿。 按照该工序后退回采， 一旦上部矿体回采完 毕之后， 立即开展下部矿体回采， 下部回采除了不使用护顶 外相同工序，其余工序都相同。该工艺的关键点是在锚杆、 金属网联合护顶和所留圆形矿柱几何状。 施工当中主要采用 的设备包括凿岩机， 采用浅孔落矿、 电耙出矿方案。 2.2 中深孔底盘漏斗崩落法 在切割工程施工完毕后即可进行中深孔施工， 主要是采 用凿岩机进行凿岩施工， 采用导爆索引爆。 采用扇形炮孔布 置形式， 每排设置20炮孔， 排距控制在1.3m1.5m范围内， 底孔距为1.8m。 首次爆破前凿孔6排12排， 之后每次凿孔 补足爆破排数， 装药量不超过3t。 在初次爆破完毕后， 要对 大块进行第二次爆破， 采用电耙出矿方法。 3 采矿方法对比分析 3.1 工程参数分析 本矿体采用以上两种方法之后所得到的经济指标为 回采房柱方法 生产力为49.9t/d、贫化率为6.2、损失率 为10.6、 采切比为11.6m/kt、 炸药单耗0.49kg/t， 采矿成 本为70.1元/t。 中深孔底盘漏斗崩落法 生产力为39.1t/d、贫化率 为13.5、损失率为4.9、采切比为13.1m/kt、炸药单耗 0.41kg/t， 采矿成本为62.2元/t。 3.2 对比分析 通过对比分析中深孔底盘漏斗崩落发在实施当中安全 性更高、 回采率更高、 成本低， 这些优势让该项技术成为了 缓倾斜中厚矿体采矿方案的首选， 并且该项技术在适用于连 续矿柱、 受地压活动影响的难采矿体回采。 但是该项技术由 于爆破大块多、 产能低、 出矿难等缺点， 还需要进一步进行 完善。 主要方法表现在 ①将炮孔间距缩小到1.2m以内，每排炮孔数量增加到 20个以上， 这样可以降低大块率、 降低二次工程量。 ②增加 运输巷距矿体底板高度，适当增加2m4m，电耙道坡度增 加25以上， 这样可以提升出矿效率。 （下转82页） 收稿日期 2 0 1 9 - 0 2 作者简介 闫陶章， 男， 生于1 9 6 5 年， 汉族， 山东临沂人， 本科， 工程师， 研究方向 采矿技术， 装备研究与应用。 世界有色金属 2019年 2月下82 找矿技术 Prospecting technology 3 控矿特征分析 （1） 岩浆岩控矿。矿床空间产出受到卡房段有利层位、 构造和花岗岩三者联合控制。 燕山中晚期壳源重熔型花岗岩 侵入， 携带成矿元素， 并萃取围岩中的部分矿物， 再分异成 矿， 以花岗岩突起为中心， 由内向外， 从高-中温矿床向中- 低温矿床变化， 形成了下有接触带矽卡岩型锡铜多金属硫化 物矿床、 上有层间氧化锡矿矿床、 外侧有层间氧化锡铅矿床 的分布形式。 （2） 褶皱控矿。 大箐阿西寨向斜地层整体呈现南北高， 中间低， 黑蚂石地段位于其北翼， 同时受大箐东突起的影响， 上覆地层形成北北东向次级背斜，与大箐东突起的产状相 近。 1800m平台揭露出多层层间破碎带， 充填波状起伏的褐 色干燥结块泥质物， 并导通至坝西断裂， 泥质物起到封闭含 矿热液上升通道的作用， 并在其下方汇集， 成为层间氧化矿 产出的集中部位。 （3） 断裂构造控矿。 黑蚂石地段南部的高松矿田北东向、 东西向构造是控制热液活动和运移的主要通道， 矿体集中产 出于北东、 东西向断裂交汇处上盘钝角地带和两组东西向断 裂、 北东向断裂之间的加持带中。 黑蚂石地段的北西方向马 拉格矿田含矿热液受断裂构造控制， 北西向的张扭性断裂成 矿元素的含量一般都比较高，普遍矿化好 （容矿构造） ；东 西向的扭性断裂则矿化次之 （容矿或导矿构造） ； 北东向的 压扭性断裂矿化程度较弱 （导矿构造） 。从高松矿田到马拉 格矿田， 由东西、 北东向构造为主逐渐向东西、 北西向构造 为主转变。 断裂控制层间氧化矿产出情况兼具两个矿田的特 点， 即高松矿田的北东向、 东西向断裂有利成矿， 马拉格矿 田的东西向、 北西向断裂有利成矿在黑蚂石地段均有体现。 除北东向的莲花山断裂尚未有工程到达外， 其余两组断裂均 证实层间氧化矿沿断裂及其加持带产出。 4 成矿模式 黑蚂石区域存在三类成矿模式 ①背突式 上部为背 斜构造， 下部为花岗岩突起及高松矿田老卡岩体北翼突起， 接触带形成矽卡岩硫化物锡铜矿床， 突起上部形成层间氧化 锡矿床， 外侧形成层间氧化锡铅矿床。 ②断层互层式 含 矿热液沿成矿期或成矿前断裂上升， 在个旧组地层层间裂隙 中充填交代成矿。 ③断裂式 导矿、 容矿断裂相一致， 沿断 裂构造充填交代成矿。 5 找矿预测和找矿标志 综上所述本地段为一层间氧化矿有利成矿部位， 矿体围 绕T2g15和T2g16两地层产出， 1800m平台以下矿体层脉 相交发育丰富， 下有花岗岩突起， 构造上有北东向、 东西向 和北西向断裂交汇部位有利成矿， 断裂构造和花岗岩突起是 区内的直接找矿标志。 [1] 郭海明.个旧矿区新一轮深部找矿的重要找矿方向[M].冶金工业， 2016， （09） . [2] 刘正江.云南个旧矿区马拉格矿田地质特征[J].矿产与地质， 2017 （10） . （上接80页） ③针对矿区南部不会因为岩体崩塌产生的缓倾斜中厚 矿体， 提升一次爆破量， 采用挤压爆破方法， 这样即可在源 头上保证大块率。 4 缓倾斜中厚矿体采矿工艺及其方法改进 针对不同矿场缓倾斜中厚矿体的差异， 需要对施工参数 科学调整， 优化每个生产工艺， 这样才能够确保最终的采矿 效能与安全性。 （1） 分段空场嗣后充填采矿法。①矿块布置和构成要 素 沿着走向布置矿块，长度控制在100m左右，阶段高度 控制在40m左右， 为了能够降低底柱矿量损失问， 凿岩巷道 要沿着矿体下盘布置。 为了能够适应矿体倾斜角度变化， 分 段高度设定为10m20m，矿房宽度设定为10m20m，倾 斜角大时取最大值 ； 反之， 倾斜角小时取最小值， 采用平底 堑沟式底部结构。 ②采准切割 从阶段运输平巷掘凿穿脉到 矿体，在矿体下部掘进凿出矿巷道，之后掘凿切割天井，每 个阶段运输平巷掘系统溜井。 采用上阶段运输平巷掘进充填 斜井， 通过斜井方向沿着矿体掘进并充填巷道， 最后将联络 道掘进充填。 采用钻机由上到下布置炮孔， 充填井采用大直 径深孔分段爆破方法。 ③回采工艺 切割槽自由面主要为切 割天井， 从下分段到上分段逐渐形成爆破拉槽炮孔。 采用凿 岩机打垂直炮孔。 钎头直径控制在60mm， 炮孔直径控制在 60mm70mm，最小抵抗线设置为1.5m，孔距可以适当缩 小，如果最小抵抗线在1.5m以内，孔深10m20m即可。所 采下矿石凭借自重物理性能落入到装矿巷道， 使用电动铲运 机将矿石转到溜矿井下放。 ④充填工艺 构建立式砂仓作为 地表充填站， 包括2个尾砂仓和1个水泥仓， 充填料在混合之 后经原有勘探大钻孔送入到井下， 充填倍线控制在6左右。 干 式充填应用井下岩巷掘进废石， 在各阶段运输巷道、 斜井运 输到充填巷道当中， 倒入到采完采场。 填充管道输送充填料 到充填巷道， 通过充填天井、 残留炮孔进入到采场。 待到靠近 了下一采场边界， 事先准备好注浆管， 采用尾砂胶结充填。 （2） 胶结矿柱房柱采矿法。该方法主要分为两个步骤 一是先采矿柱、 后胶结充填 ； 二是回采矿房， 尾砂充填。 矿 房宽15m、矿柱宽5m，沿着倾斜方向布置工作面 ；矿柱、 矿房开采都是采用浅孔落矿法回采， 使用凿岩机凿岩处理， 如果矿体厚度超过了4m，采用局部留矿方案，这样可以方 便工作人员站在矿堆上凿岩。 使用电耙耙矿， 把矿石耙放入 矿溜井当中， 放至阶段运输巷道装车方法， 双滚筒电耙车只 能直线耙矿， 所以矿场顶板足够稳定时， 可以采用三滚筒绞 车，提升耙矿范围，扩大采矿宽度，保证最终的生产性能。 矿柱开采完成之后， 要分别在两端设置滤水网、 挡板， 采用 胶结充填形式，充填浆料配比为16，待到距离顶板0.5m 时， 掺入一定量的膨胀水泥， 这样更有利于接顶。 5 结语 为了能够有效提升缓倾斜中厚矿体开采效率， 需要针对 现行的采矿方法和工程现状， 科学选择有效方案。 此外， 在 缓倾斜中厚矿体采矿过程中， 需要严格控制每个施工环节， 保证施工质量。 [1] 胡文达,王勇,王贻明.谦比希铜矿缓倾斜中厚矿体采场暴露面积研究 [J].铜业工程,2016235-38. [2] 王凯.缓倾斜薄矿脉铝土矿采矿方法优选及采场结构参数优化研究[D]. 中南大学,2014.