厂坝铅锌矿露天转井下采矿方法述评.pdf

1 9 9 9年第 3 4期 厂坝铅锌矿 露天转井 下 ’5‘ 厂 坝铅 锌矿露天 转井下采矿 方法述评 李泽 民 ‘ 白银公 司矿 山赴甘肃 白银7 3 0 9 0 0 TP 摘要厂 墁船辞 矿是 一 个 太型露 天 开采矿 山 ，田民采破 坏 十 分严 重 。 被 迫 采 用露 天井 下联合‘ 11 rj 开采过 渡 到 井下 开采 。井 下采矿 方 法选择 丁适应 矿休 和 空区 开采务 件 的立 场 、崩 落联合 采 矿方 法 ． 谊 方 法 的初 步 实战 已见成 效 。 关 键 词 兰 下 复 产 民 采 空 间 毛 兰 主 兰 1概 述 1 9 8 0年 白银公 司厂 坝铅 锌 矿按 露 天 开 采方忒筹备 建矿 。一期工程 8 9年建成投产 ， 9 2年达 到设 计生产能 力 l O 0 0 t ／ d。同年开 始 二期工程 建设 ，即在 一期工程基础 上扩 建到 3 5 0 0 t ／ d的生 产规模 ，计划 9 7年完 成扩 建工 作 。 1 9 9 7年 7月一期 露天矿 开采到 1 3 1 0水 平 ，一二期 正面 临衔 接时刻 ，由于 民采空 间 的急剧扩大 ， 在 1 3 2 2水平 相继发生 了大 面积 积塌陷事故 ．一 台正 凿岩的潜孔钻机全 陷于 空 区， 一 台挖掘机位于错动 区内无法 移动 。 境 界 内形 成长约 3 0 0 m、 宽约 1 5 0 m 范 围的陷落 错动 区 ，露天开采被 迫全面停产停工 。 2 民采破 坏情 况及 开采条 件 的 变 化 自 1 9 8 6年开始 民采 蜂拥 而上 ， 在厂坝矿 境界 中 ，边坡 中 ，在所有 能见矿的地方乱采 滥挖 ．采富弃贫 。十年的鸡窝式抢 采 ，将厂 坝矿挖得千疮百孔 。至 1 9 9 7年清理整顿 时 ， 在厂坝矿区共清 出 1 0 6个 矿峒 ，经实测 ，测 出约 2 0 1个 采 空 区 ，空 区总 体 积 约 1 4 2 吖 山， 广 1 0 ‘ m 。这 些 空 区 长 3 0 1 5 0 m，跨 度 1 0 3 0 m，高 4 2 5 m，在 1 3 2 2 m一 1 l O O m 水平之 间 2 2 0 m高度 上 ， 层层重叠分 布。 在 已揭示的 空 区 中很 多 空 区套 空 区 ，上 下 相 互 贯 通 ，形 成复杂的形状和一些 很大的空问 。限于测量 手段 和各 种原因 ，尚有许 多盲空 区未探 测清 楚 。 由于境界 内大量空 区的存在 ，随时可能 发生各种 规模 的地压 活动 ，边坡 中采空 区的 积水 和爆 破的影响又 降低 了本来就 高陡的边 坡 的稳定性 ．露天矿 实际 上已不具备 大规模 安全作业 条件 。同时 民采空 区的破 坏造 成可 采 矿量 的 大 量减 少和 矿石 品位 的 大 幅度降 低 原设计 境界 内矿量 2 2 4 3 ． 9 5 8 1 0 t ， 现境 界 内可利用储 量约 1 5 2 51 0 t ，总矿量 比原 设 计减少 3 1 ．品位 比原设 计降低 3 ． 7 8个 百分 点 ，平 均 生产 剥采 比由原来 7 ． 8 m。 ／ m 增 到 1 0 ． 3 5 m ／ m ，已大 于经 济合 理剥 采 比 l O m ／ m ． 特 别是在 Ⅱ 矿体 的部分地段 只有 剥离而无矿 可采 。 这样 ，因民采的严重破坏 ， 资源 条件和 开采 条 件发 生 了根本性 的 变化 ． 原厂坝矿二期 露天开采生 产已不成立 ，只有 转人井下开采 。 如何 恢复 露天矿生产 如何继续开采被 誓 暑 羿 李1 9 泽9 9 民j 1 年 出 生 ， l 9 8 。 年 毕 业 于 西 安 建 筑 科 技 大 学 采 矿 专 韭 ． 工 程 师 ． 现 在 白 银 公 司 矿 山 扯 从 事管 理工作 维普资讯 6 甘 肃有 色金属 1 9 9 9年第 3 4期 民采严 重破 坏的矿 体矿 山面临着一系列重 大 的技 术 经 济 抉 择 问 题 ，对这 些 重 大技 术 问 题 ，白银公 司各 级领导和工程 技术 人员进行 了多方 面的反复研究论证，最终制 定出 由露 天 开 采 向地 下开 采 过 渡 的 技术 方 案 。 在 此 基 础 上 ，一 期 露 天矿 采 用 “ 露 天矿 台 阶 深 孔 崩 矿 ，随充填 随回采”技术方案 于 9 7年 1 2月 全 面复产 。终止了露天二 期剥离建设 ，修改 了 露 天 矿 一 期 原 设 计 1 2 8 6 m 水 平 境 界 为 1 2 5 3 m 水平最终境界 。选 择空场崩 落联 合采 矿方 法 ，制定联合开采 期定量衔接 和深 部开 拓方式 等技 术方案 本文着重对地 下开 采技 术 方 案 进 行 分 析 研究 。 3井 下 开采技 术 1 民采 采矿 方 法 特 点 厂坝矿矿体 厚大，民采从 凸形 山体 的四 面 八 方不 同标 高水平 上 掘 1 2 0 0 ～2 0 0 0 m 长 的 平 巷 就 可 见 矿 采矿 ， 并且 在 一 个 平 巷 中 采 完 后 又分 几头掘 l ～ 3级斜井 向上 向下发 展 继续 采矿 ，大跨 度 ，大高 度，长时问的简易 留矿 采矿法 ，空场采矿法 ，甚至开着小 四轮 和 手 扶 拖拉 机 进 硐 采 矿运 矿 ，大 规 模 空 区 的 存 在表 明了该矿体具有较好 的稳 固性 。 2井 下 开 采 采 矿 方 法 选 择 困 民采空 区太多 、太大 ，太复杂 ，经济 和 安 全 上存 在 问题 多 ，使 得井 下 采 矿 方 法 选 择 的难 度增 大 ，要求 选择 生产可靠性大 ，安 全 、经 济、高教且便 于处 理采空 区的采矿方 法 ， 技术上 可行 的采矿方 法有充填法 、崩落 法 、 空场崩落联合法 。 借鉴 同类矿 山经验 ， 选 取适宜 的技术指标 ，对充填法 、崩 落法 、空 场 崩 落联 合 法三 方案 进行 技术 经 济 指标 对 比 ，见 附表 。从表中可以看出充填法经济效 益差 ，不适 合矿 山现状 ，崩 落法次之 ，而空 场崩落联合 法经济 效益最好 ，且 采矿 强度较 高 ，安 全性 及应用 的难易程度都较好 ，对 民 采空 区的适 应性较强 ，故 推荐在露天井 下联 合开采过渡期首先采用空场崩 落联合 采矿的 方 案 。 附 表采矿 方 法 技 术 经 济 指 标 对 比表 维普资讯 1 9 9 9年第 3 ～ 4期 厂坝铅锌矿露天 转井 下采矿方法述评 7 3 、空场崩落联 合采矿方案评选 地下采 矿方 法 中，空场法和崩落法各有 其优特点 ，而两者 的组合化运 用 ，可发挥各 自的优点 而削弱缺点 ， 并能扩大其使 用范围 ， 达到连续化集 约化 开采 。联 组合法 的主 要特点是 把 矿块划分 为矿房 和问柱 ，一个 矿块 由两个 矿房一个 间柱构成 ，两矿房 是在 间柱和顶柱 的保 护下用空场法 回采矿石 。矿 房 回采完 毕 ， 待露 天开采结束后崩落其顶柱 、 间柱 ，在覆盖 岩下放矿 ，变异为崩落法 。 联合法 中的矿 房用空场法 回采 ，兼能选 别 回采 ， 采 出优势矿石 ， 贫化指标易控制 ， 具 有空场法 的突 出优点 问柱在覆盖矿岩及相 邻被覆 盖矿岩充填 的矿 房的保护 下一步骤回 采 ，则具有 间柱 回采率 高、安 全等崩 落法 优 点 。最后 ，在问柱 最下一层 已掘横巷 中对 矿 房 中已崩顶 柱矿石再进行覆 岩下放 矿 ，随后 对底柱爆破崩 落 ， 从 而在整体上提高 回采率 ， 提高安 全性 ，降低贫化损 失，降低成本 。 联合 法便于 民采空 区的处理 ，增进 工作 环境 的安 全性 。对 民采 空区跨度 和高度小 于 6米 的空区视稳定情况 可采用 喷砼 支护后 作 为采矿深孔 凿岩巷道 ，充分利用 以降低 采切 比 。对跨度 高度 大于 6米 的空 区 ，视对 安全 的影 响程度可连 同支撑残柱提前 崩落消除隐 患 。对不能构成矿房或 矿柱 的矿体用崩 落法 或留矿法 回采 对难 以用操 孔崩落的复杂空 区可提前用 简易硐 室崩落 ，或用简易的浅孔 留矿 法处理 。部分空 区可 作为深孔爆破 自由 面加 以利用 ．少部 分视情况可作 为掘进排渣 场 。 联合法具有较 大的灵活性 。视矿 岩稳 固 性 和空区状 况 ，矿房可 以 自上而下分段崩矿 分段 出矿 ，可两个 分段同时出矿 ，也可以 自 下 而上大 量崩 矿留矿 ， 最后一次性 出完矿 。 可 进可退 ，留有 变化 余地 ，进可演变成为标准 的阶段 矿房法 ，退 可演变成深孔 留矿 或有 底 柱阶段 崩落 法或 充填法 ，以适应地质条件和 采空 区的变 化 ．实现合理 回采 。 总之 ，联合 组 合采矿方法既具有高 效率又具有灵活性 ，它综 合地 保证 矿石 回收 达到较高数量和质量指标 ，有较 高的安 全把 握 性 ，能提高 劳动生产率 和降低 成本 。从理 论 上和可实践性 上研究分析 ，都 是适 合 于厂 坝矿 目前条件下 的地下 采矿 方法 。联合法本 身存在 的缺点是 1 、 采 空区暴露面积大 、 地 区 控制较 难 ；2 、工艺较复 杂、施 工周期和生产 准备时问较 长 ；3 、民采空区多 ，难 于规整设 计 规整施工 。因此 该方 法同时也 要求有 较高 的管理水平 ，较高 的机 械化 装备 水平 和高采 矿强度 。 这些有待 于在实践 中进一 步探 索 ， 制 定可行制定方案 ，以削弱缺点 。 4 空场崩 落联 合 法的应 用效 果 公司赴厂 坝矿 复产 领导小组 、西北矿 冶 院设计组 、厂坝 矿三方在共同深研究论证 基础 上推荐采用 了联 合采 矿方法 。露天转井 下过渡 期 先采 1 2 0 2 m 水平 以上 1 2 5 0 m 水平 以下上盘 1 矿 体 ， Ⅱ 矿体受一期露 天开采 牵制 ，以生产准备 为主 。 空场崩 落联合 法标准方案见图 。将矿体 沿走 向划分 为矿 房和问柱 、矿房和 间柱垂直 走 向布置 ，矿房宽 E O m，间柱 宽 l O m。沿垂 高方 向划分阶段 ，阶段 高 5 0 6 5 m，阶段 又 划分 1 0 ～1 2 m 分段 。各矿房 留顶柱和底 柱 ， 高度为 1 O ～1 2 m，采 用乎 底堑沟 授矿出矿 。 采 场凿 岩采 用 Y Gz 一 9 0凿岩 机凿上 向 扇形 中深孔 ，爆破采 用粉状铵 松腊 炸药 ，用 B QF 一 1 0 0型 装药 ，导爆 管多排 同段 微差爆 破 ，由上 向下分段 拉槽 ，分段集 中爆破 。采 用风动装运机 出矿 空 场崩 落 联 合 方案 已 在 1 2 0 2 ～ 1 2 5 0 m 水平 1 矿体中实施 ， 初步形 成 l 、 2 、7 、8号 四个矿 房 。其 中 1号矿房 已出矿八 个月 ，月 产 量 7 5 0 0～ ] 2 0 0 0 t ， 品 位 达 到 7 ． 2 8 ～ 8 ． 1 9 。2 、8号矿 房 由 4台中深孔凿岩机进 行凿孔 ， 台班 效率 2 5 3 0 m。 7号矿房采 准切 割 ， 掘进 每循环 1 ． 7 ～1 ． 9 m 1号矿房掘进 中 维普资讯 8 甘肃 有色 金属 1 9 9 9年第 3 4期 遇两个 盲空 区， 采用侧旁绕道和架木棚通过 ， 回采中作为补偿空 间利用 。该方案的初步实 践证 明是 安全 、 高 效、可靠性大的采矿方法 ， 是符 合厂坝矿 岩及空 区条件的 。相信随着实 践 ，随着铲 装设备 的逐步投入使 用，尤 其是 一 种 高效 的 自行式 环 形深 孔 钻 机 的面 世应 用 ， 可使分段减 少 ， 大幅度节约工程费用 ， 缩 短矿块准备 时间 ，从而使该 联合 方法 高效和 更完 善 ，同时对空 区、空 区积水 、地 压等适 应技术也将 有突破性进展 。 5 结 束 语 厂坝矿 的资源 条件和开采条件 因民采破 坏发 生了很 大变化 ，相邻矿体李家沟铅锌矿 上部也遭到 了同样 的破坏 ，但矿 山储量仍是 可观的 ， 两矿台起来仍是一个 大矿 的条件 。 为 确 保鼯天井下过渡产量衔接井持续发展 ，厂 坝深部开拓 已结合李家 沟矿 开发建设 目标形 成整 体性的盲箕斗主井 、盲付井 、斜坡道联 合开拓规划方案 ， 选 矿厂 已具备年处理 7 O 1 0 t能力 ，矿 山总体 目标 是年采选矿 石 1 0 0 1 0 ‘ t ， 现部分 工程 已招 标施 工 ， 同时正积极 筹 集资金和寻找合作伙伴 以加快建设进度 。 目前，露天 矿已按 l 2 5 3 m 水平最终境 界 开 段发 展到 1 2 9 8 m 水 平 ，1 3 1 0水 平正在 回 采 ， 年产量 2 5 ～2 8万吨，按此产量预计踞天 矿可持续 3 ～4年后全 面转入井下开采 。 图 方案 1 分 段空场采矿 法标 准方案示意图 1 斜 坡道 2 分较 平善 3 蕾岩平巷 4 崩 落矿石 5 回采 地孔 6 出矿横 穿 维普资讯