红透山矿深部采矿方法研究.pdf

S e r ie s No ． 2 5 8 De c e mb e r 1 99 7 金属矿山 M ETA I M I E 总第 2 5 8 期 1 9 9 7 年募 1 2襄。。投锺透矿瀑暴渗究主直抚顺虹透山铜矿侈 g |’ 摘要红透山铜矿进八深部千米下开采后．原用的浅孔留矿法和水平分层充填法，出现采场失稳弓 I 起贫化、损失、安全事故“ 三高” 现象为此．开展了探部采矿方法的试验研究，试验研究的两步开采法的围岩稳定性及i 童声指标均居国内领先。对关键词墨苎龟垦童墨 I nv e s t i g a t i o n o n De e p M i n i n g 大意义 Co p pe r M i n e W a n g Z h i f a n g H a n g t o u s h a n C o p p e r[ , l i n e ． F u s h u n Ab s t r a c t W he n Hon gt ou s h a n Cop p e r Mi n e c a me i nt o 1 d e e p mi ni n g at a de pt h of mi nu s 1 0 0 0 m ． t h e o r i g i n a l l y u s e d s h l o w h o l e s h r i n k a g e mi n i n g a n d h o r iz o n s t t c t n g i l l i n g c a q s e d t h e s t o p e u n s t a b i l i t y wh i c h l e d t o h i g h d i l u t io n ． h i g h I a n d ma ny s a f e t y a c c i d e n t s ． Th e r e f o r e ． e x p e r i me n t a l r e e a r c h h a s b e o n d o n e o n d e e p mi n i n g me t h o d s ． Th e r e s u l t s h a v e s h o wn t h a t f wo s t a g e mi n i n g i s i n t h e l e a d i n Ch i n a m i t s wa ] l r o c k s t a b i l i t y a n d e c o n o mi c a l i nd e x e s ， whi c h i s o f g r e a t i n t e ge r t o Chi n a’ s u nd e r g r o u d d e e p mi ni n g Ke y wo r ds M i ni ng me t h o d， Two s t a ge mi ni n g． Su b L e v e L mi n i ng 红透山铜矿经 4 0年地下开采目前开拓深度已达 1 3 7 7 m，是国内金属矿山系统中最深的矿山。该矿矿床为前寒武纪生成的块状硫化物矿床，矿体厚 3 0 ～ 4 0 m．急倾斜，上盘为矽线百片麻岩．下盘为角闪黑云母片麻岩。矿体主要受 F大断层和辉绿岩脉穿插分割的构造影响矿山进深部开采后，近 2 O年来一直寓焉的浅孔留矿莹和上向尾砂水平分层充填采矿击己不能适童霖部的应力状况主要表理在 1 顶板领繁发生大规模冒落，人身伤[ 事故屡有发生，安全生产无法保证； 2 放矿过程中上盘常出现大规模坍塌，致使废石大量混入，很多采场放矿量大大高于采矿量，出矿品位大幅度降低。近年来铜矿石地质品位 2 ． 4 ％，采矿品位 2 ． 4 ％出矿品位 1 ． 3 8 ％，严重可亏矿山经济效盏 3 采矿场围者失稳，坍塌、冒落导致不能正常上采．矿产资源损失严重为此，与东北大学台怍，开展了深部开采条件下的采矿方法研究。 1 采矿方法的选择 1 ． 1 深部采矿方法的选择条件深部果矿方法的选择应根据深部应力场条件、矿体产状与厚度、开采的经济与安全等进行选择 1 进入深部开采昏．矿区地应力场反上部的垂直立力大于水平应力逐步变搀到水平应力大于垂直空力．地下 1[ 0 0 m 深耋测得的平应力 8 4 4 MP a 河得的深部水平应力与垂直应力比为 2 5 4 ～ 3 0 王志哐芝透山常．喜墨工崔娅1 1 3 3 2 】宁誊把瓶意艽吾盏苍 I ．1 维普资讯王志方红透山矿深部采矿方法研完 1 9 9 7丰第 1 2期由于深部应力的增大受深部主应力方向的变化．在深部开采中出现围岩剥皮及矿往受压破裂等现象在此情况下深部采矿方法应选择充填法．充填介质须用强度高、弹塑陛好，较致密的材料，以避免冲击地压的发生； 2 深部开采的矿体厚度大，其水平厚度 3 0 ～ 4 0 r 1 。为减少矿石损失，宜对矿块采用连续划分，连续开采。矿块之间不宜留永久间柱； 3 根据深部开采采场暴露面积的安全规定，无点柱支护的采矿方法暴露面积不大于 4 0 0 m2 ，有点柱支护的不大于 8 0 0 m ；矿块长轴方向应与最大主应力方向一致．避免采区围岩受拉伸破坏； 4 所选用采矿方法与现有采矿方法相适应。 1 ． 2 深部采矿方法的选择根据深部开采的条件．结合国内外深部开采的成功经验，并经过技术经济舒析表 1 、表 2 ．选择先进行浅孔留矿后进行分段开采的二步采矿法采矿方法确定后．先在红坑口一4 6 7 m 中段 3号矿段实验．然后进行推广表 1 三种采矿方法净效益万元注 1 ．出窿和选矿戚车中单竹为元／ t ； 2 ．敬益中来台税盘、企管、其它开第．表 2 三种方法技术经济比较综合采矿经济教充填系地压与采矿方法益名次统能力安垒效率工艺过程习惯较习惯不习惯损失贫化薯留矿 2 有保证租差较高充填】无保证鞍差低丹段 3 有龈证有利高高较低3 较低低 2 低高】崭图 1 两步采矿的工程布置 I一一步矿房汽孔留矿； Ⅱ 二步矿牲小舒段】；一上盘云井；一联培道； j 立词割槽浅孔留矿； 4 一切割天井 ● 5也 6 一二考 7 一凿岩善下量 9电道． m一镀姜矿井说距围 l 是竖几￡改进后畸 ⋯． i fi 幸段】 2 m时悟慧 21 蒋维普资讯总第2 5 8期金属矿山 1 9 9 7年第 l 2期 2 实验矿段的设计与实验效果矿块布置与采矿方式中段高度 6 0 I T I ，顶柱 8 m底柱 1 3 m房高 3 9 r n ，沿矿体走向连续划分矿块不留间柱，矿块长轴方向垂直矿昧走向．郎长为矿厚 3 0 ～ 4 0 m，宽度矿房 1 0 m 矿柱 l 7 m 先采矿房用普通浅孔留矿法嗣后尾砂、废石、水泥胶结充填，设计充填体抗压强度 3 MP a ；第二步采矿柱用小分段采矿法，其切割立槽置于上盘，分段采矿炮孔在切槽过程同时形成，具体爆破视生产需要不定期进行。具体工程布置见图 1 。该采矿方法从8 8年起历时 8 年实践，已取得一定成果，具体见表 3 ，在此基础上又进行了较大面积的推广使用具体见表 4 。除上表所列情况，在一5 2 7 m 中段一6 4 7 m 中段也推广使用了两步采矿摸式。通过4 6 7 m、一5 2 7 m、一 6 4 7 m 3个中段 2 O余个两步采矿的留矿法采矿房实践，在 9 0 0 ～ 1 1 0 0 1 1 ％深度下．矿房宽度 1 0I T 1 暴露面积 4 0 0 I ，未发生顶扳大面积冒落，出矿后空区上盘无大规模冒落出矿指标正常可说明，矿房能顺利采到顶损失指标正常可说明，无一例人身安全事故，控制了过去沿走向布置矿块的留刚性矿住支撵的留矿法和充填法采场大规模失稳造成损失率、贫化率、负伤率“ 三高” 情况，表明了留矿法应用的开采深度可延深到 1 O o 0 m 通常认为不能超过 6 0 0 m ，且其矿块规模尺寸也是合适的 3 两步采矿实际拄术块著 ⋯ ／ ⋯／ t - ] 罢委曼 7 9 矿1 I 1 3 房 1 5 1 7 1 8 7 1 8 8 2 2 1 9 6 2 7 I 9 9 3 7 8 4 5 2 4 8 ． o 0 c ] 谜孔 5 2 8 1 8 1 4 I 4 5 8 6 I I l 0 8 2 9 2 5 ． 8 6 9 浅孔 4 2 2 5 4 3 6 2 】 0 8 4 9 9 0 0 9 4 ． 7 0 0 浅孔 3 9 6 4 1 2 2 2 3 0 8 5 8 2 0 0 6 8 8 0 9 谴孔 8 6 0 0 0 1 6 0 t／ 3 u j ⋯ 2 3 5 4 3 2 7 毳孔眭结眩结填眭结克璋雎结充填睦结宽填堕充填量充填 86 ．0 0 2 8 ．O i Jl 25 m i 十盖 5 3 7 5． 3 --s 0 19 。1 ． 1 2 0 。 i 6 3 。 95 ．t 21 o 。o 6 8 0 5 。 3 3 s U 。 0 。0 蔷 5 2 0 u o u 8 。3 l { J 1l 1 ]t 。 8 0 o 0 0 0 。 - 十鬈下转黄 3 3页卜； 1 1r 卜卜 Ⅲ 硎一 6 2 卜一一 0 4 6 ，一矿住维普资讯