采矿方法选择研究与应用.pdf

2 01 3盆 S h a n d o n g I n d u s t ria l T e c h n o l o g y 山东工业技术 第1 4 期 采矿方法选择研究与应用 姜亚南张战胜董迎春 山东金洲矿业集团 金青顶矿区有限公司， 山东 乳 山 2 6 4 5 0 1 【 摘要】 金青顶矿区隶属于山东省乳山市下初镇 ， 是山东金洲矿业集团有限公司要生产矿区之一， 1 9 7 0 建矿， 1 9 7 1 年投产， 建矿初期生产 规模 5 0吨／日， 1 9 9 4年二期 扩建工程投 产后 ， 形成采 选冶一体化 ， 生产能力达到 2 2 0吨／日， 后 经过 多次流程优 化改造和产能填平补 齐， 目前 实 际生产能力达到 3 1 0吨／日。 【 关键词】 矿 区采矿 ； 选择研究； 流程优化 金青顶矿区采用竖井盲竖井联合开拓． 机械通风． 已形成侧翼对 角式多级机站通风系统。主要采矿方法有无底柱浅孔留矿采矿法． 分 段段浅孔留矿采矿法、上向水平分层充填采矿法和削壁充填采矿法． 其中无底柱浅孔留矿法的使用比例达 8 0 ％一 9 0 ％ 目 前 ． 金青顶矿区垂直采深达 8 0 5米， 最大开拓深度 9 O 米． 逐渐 迈入深部 开采 的行列开采过程 中 ， 地压显现特征 明显 ， 活动 强烈 ． 严重 危及井下作业人员、 管理人员和设备设施的安全。 1 金青顶矿 区地压显现特征 金青顶矿区开采过程中地压活动的表现方式主要有两个方面 一 是 ， 井巷工程的破坏 ， 包括 竖井井筒和天井围岩受压破坏导至浮石 多 ， 运输巷道、 出矿进路出现底鼓、 片帮、 顶帮碎裂和劈裂等现象。二 是， 采场上盘围岩沉帮， 顶板冒落。近年来． 随着开采深度和开采范围 的不断扩大． 沉帮现象更加突出． 无底柱浅孔留矿法采场上盘围岩沉 帮量在某些采场达到 1 ／ 2 3 ／ 4 ． 有时连续沉帮长度可达 2 0 3 0米 岩 爆现象较少 出现 2 图矿区地质及矿床地 质特 征 2 ． 1 矿 区地质特征 金青顶矿区位于胶东隆起东部的牟平一文登隆起南缘． 牟平一乳 山金矿成矿带中部 1 断裂。区内断裂发育， 以北北东向为主． 纵贯全区． 长 2 O 余公 里． 是 区内重要的控矿构造， 走向 5 o 一 2 5 o ． 倾向多为南东， 倾角 7 5 。 一 9 0 o ． 单条断裂宽 1 2 0 米 断裂具有多期多次活动特点． 以压扭性为 主． 局部具张扭性特征． 属复合性结构面。其次． 北东、 北西、 北东东向 断裂也较为发育 ， 规模较小， 长数十米至数百米 ， 宽 1 ～ 5 米， 断裂内常 充填含金硫化物石英脉 2 花岗岩。 区内出露面积最大的岩浆岩为昆嵛山花岗岩． 分布于 牟平 、 乳 山 、 文登境 内， 呈 北北东 向展布 ， 面积达 1 2 3 0平方公里 。 3 脉岩。 区内脉岩发育． 主要有花岗闪长斑岩、 闪长玢岩、 煌斑岩 等． 尤以煌斑岩规模最大 煌斑岩走向多为 2 5 o 一 3 O 。 倾向南东或北西， 倾角 7 O o 一 8 O 。 ． 延长数十米至近千米． 宽数厘米至数米不等。煌斑岩遇 水或暴露后易风化 ． 故其强度较低． 易使巷道冒顶或边帮滑塌． 采场上 盘围岩沉 帮。 2 - 2 矿床地质特征 经坑探和生产证实． 矿区有十个矿体 ． 工工号为主矿体． 其次为 I 号、 Ⅳ号矿体， 其余均为零星小矿体f平行主矿体两侧 。 I I 矿体 概概况 。I I 号矿体呈脉状产 出． 以含金黄铁矿石英脉为主 ， 赋存于 4 1 9 线间F 3 断裂的转弯处 ． 赋存标高／ 1 2 0 m ～ 8 0 7 m 长 1 4 0 4 7 0 米， 厚度 1 ． 5 2 ．5 m． 最大厚 6 ． 7 m 产状为 N 2 0 。 E ／ S E ／ 8 5 。 ～ 9 0 。 。 矿体 沿走向和倾向均呈反“ s ” 型． 上下两端比中部舒缓， 剖面上比平面上开 阔． 深部矿体反“ ” 型形态更舒缓， 趋于平直 矿体赋存于断裂产状由 缓变 陡处 和走 向拐弯处 坑道涌水 矿区地下水不发育． 坑道涌水主要来自于构造裂隙水． 即控矿断裂 F 3 脉状含水带 F 3 含水带贯穿全区． 宽 1 5 2 0 米． 总体走 向2 O 。 ， 倾向南东． 倾角 7 5 o 一 9 0 。 。目 前， 坑道正常涌水量 4 6 4 6 m V日． 最 大涌水量 6 3 2 9 m ／ 日。 围岩及围岩蚀变。 区内矿体围岩蚀变较为发育， 原岩为花岗岩时， 蚀变为钾化、 硅化、 绢云母化和高岭土化及黄铁矿 、 黄铁矿绢英岩化 原岩为斜长角闪岩、 片麻岩时， 蚀变为绿泥石化、 绢 云母化及硅化、 黄铁矿化。 它们主要分布在矿体两侧。 蚀变产物多为泥 状． 充填在矿体与围岩之间， 致使围岩与矿体之间无任何粘结力， 对矿 体的稳定性具有较大的影响。 3 金青顶矿区地压控制方法 在地压控制方面． 我们逐渐形成了一套具有本矿特色的控制地压 的方法。具体实施方案为 施工人工混凝土假底和人工混凝土问柱形 成类框架结构支撑地压； 强采强出， 采用废石和尾砂、 水泥胶结充填采 空区； 合理布置回采采场， 并搭配使用不同类型的采矿方法 ， 控制采矿 扰动产生 的地压活 动；采用光面爆破和多种支护方式来控制井巷 帮 、 顶的破坏及采场上盘围岩沉帮和顶板冒落 4 人工混凝土假底、 混凝土 间柱的施工 金青顶矿区采用下行式阶段开采． 段高 5 0 米 采准作业完成后． 在脉内平巷施工人工混凝土假底． 然后根据矿块和间柱的总体规划布 置 ． 先 回采间柱 ， 间柱采空 区采用块度 3 5 0 m m左右 的废石和混凝土浇 灌形成人工混凝土问柱 人工混凝土假底和人工混凝土间柱连接在一 起形成类框架结构支撑地压 人工混凝土假底 的施工 在 脉内平巷挑 顶 1 ．5 - 1 ． 浇米高 ． 将矿石清理干净． 露出矿体和围岩， 并用水冲刷干 净， 排除浮石 在脉内平巷两帮放腰线 离底板 1 ．6 米高 ， 沿走向每隔5 1 O米放一组 ， 用来丈量假底厚度 ， 按设计要求放锚杆眼 3浇--4 2 m m ， 间距 1 ． 0米 ． 眼深 1 ． 浇米 ． 并将 2 ． 0米 长 、 f 3 6 ram 圆钢锚杆 楔人 锚杆 眼， 锚杆外露 0 ．2 米； 在外露的锚杆上部置、 绑扎、 焊接钢筋网， 钢筋网 用f 1 0 ra m 、 f 1 4 i n to、 f 1 8 ra m三种型号的圆钢编织而成 ． 并用f 2 1 ． 5 m m钢 绞线将钢筋网吊挂在帮上 机械搅拌、 浇灌混凝土 ， 边浇灌边洒钢纤 维． 用振动棒捣实。 设计混凝土标号为 2 0 0号． 采用 4 2 5 号普通硅酸盐 水泥 ， 重量配 比为水 水泥 砂 石 子 0 ．6 1 ． 1 4 4 ． 2 2 砂选用 中砂 ， 含杂 质f 泥 量越少越好， 石子粒径 2 5 6 0 ra m． 针片状颗粒的含量按重量计 不超过 1 5 ％ 5 采矿方法选择 我矿已成熟使用的采矿方法有无底柱浅孔留矿采矿法 、 分段浅孔 留矿采矿法、 上向水平分层充填采矿法和削壁充填法根据矿区地质条 件的差异和承压区的分布特征． 在不同的区段采取与之适合的采矿方 法 ． 最大限度的降低地压活动的范围和强度得同时． 采取强采强出措 施 ， 减少采空区的暴露时间． 减缓了地压的释放速度 ； 采取废石和尾 砂、 水泥胶结充填采空区． 切断了地压的多向传递 光面爆破的应用为了增强井下作业的安全可靠性． 我矿在井巷掘 进中推广使用光面爆破技术 光面爆破有利于使井巷形成规则的断面 形状 ． 降底了爆破震动和冲击波对围岩的破坏． 保证了围岩的稳固性 ． 提高了井巷的承压能力 6 井巷及采场支护形式 根据其 破坏形式及破 坏程度 ． 井巷支 护主要采取锚 杆支护 、 锚 网 支护或喷锚网支护． 局部采用浇灌混凝土或钢支架支护。 锚杆为管缝式锚杆、 涨壳式锚杆和左旋螺纹钢树脂锚杆 ， 锚杆长 度为 1 ． 3米 、 1 ． 6米和 2 ．2米 钢筋网采 用 1 0 钢丝编织成 网， 网的规格 为 1 ． 2 x 2 ．2 mf 宽应 长 ， 网度为 5 0 x 5 0 mm。采场支护主要是采 用左旋螺 纹钢树脂锚杆永久支护。锚杆长度 2 ．2 米， 直径f 2 0 ra m ， 锚杆的间、 排 距为 1 ． 5 1 ． 浇米． 锚杆眼角度不低于 6 0 采用可远程操作的螺旋支架 已申请专利 临时支护采场顶板以控制局部顶板冒落。 [ 责任编辑 汤静] 山东工业技术 l 1 2 5 S h a n d o n g I n d u s t r ia l T e c h n o l o g y l