大团山（浅部）矿床一步骤连续回采实践.pdf

技 术论 文 一 ／ 践 ， 7 ／ 一 步 骤 连 续 回 采 实 践 ～ 盛 立新 铜 魔有 色 金属 集团 面 丽亍 安徽 铜睦， 2 4 4 0 0 1 摘要在 十 年 来的 生产 实践 中， 不 划分 矿房 矿 拄 的一 步 骤 连 续 回采 法 在 走 团 山 浅部 矿 体 中 得 到 了成功 应用 、 取 得 了较 好 的 经济 社套 效 益 本 文在 总结 经 验 的基 础 上 ， 对 该 矿段 的 开采 萎 嘉 件 遂 关 键 词 墨 芏 兰 ． 些 旦 整 ．穹 垦 堕 墨 一 J L上， On eSt e p Co n t i n u o u s St o p i n g Pr a c t i c e i n Da t u a n s h a n Sh al l o w D e p o s i t S Mn gl i i n 【 S l - h a n C rop p e r M i n e ， T o n g ] ，A r 山 l 】 i 2 4 4 0 0 1 ／ k S TR ACT A山c a d e。 f p ∞ 6 。 Ⅱp r a c t i c s b ．m sI h a lt h e o s t e p c o m n u o u sm p i n gm h 0 d ， w h i c h e mi n ute s T 0 0 ms a d p i l l m ， l m b e e ． s u c c e s s f u l l y a p p X i n Da ma n s h a n s h a ll o w ,k , p o i l ．e s u h i n g | n s i g n i fi c a n t e c o n o mi c a n d s o c i a l b e r te fi t s I n t h i s p p e r ， a s mr Lma w o f t h e me t h o d i s g i v e ． ， “．． fi t h a f o c u s 0 n 1 e mini n g t e c hn o l o g i c a l c o n d i t i o n s 0 f t h e o r e t x d y ， a n d t l m s e l e c t i o n a n d f e a t u r e s o f t h e n fi n i n g me t h o d ． KEY WORDS TT 1 I n g me t h o d．o o n 6 ．n u o s s l o p i n g ，mi n e do u t t t r ． H i s o l a t i o n ． 1 概述 狮子山矿大团 山上部零星矿体处于大通 一 顺 安复向斜 中的次一级青 山背斜 的北东段 南 东翼 。与西狮子 山矿 床相 毗邻 ， 区内出露 地 层为三叠系 中下统青龙群灰岩 岩浆岩 主 要 为石英 闪 艮岩 类。 矿床 接 触 变 质作 用强 烈 ， 广泛 发 育 ， 大 理化 ， 矽 卡岩 化及 角 岩 化 。 浅部小矿体埋藏晟浅者为 I V 矿体 赋 存在塔 山组层 中， 赋 存 标 高为 0一 一1 6 0 m． 分布在 2 7线 ～I 5线地 质剖 面线 之 问。矿 体 长最大 为 3 0 0I l l ， 一 般 为 5 0 2 0 0m， 斜深 为 5 2一I 3 5 1 3 1 ， 工程见矿 厚度最 大 为 1 3 m， 一般 ， 2 为 3 ． 7 37 ． 7 1 I l l ， 分 布在 岩 体穿 插 频繁 的变 质带中 ， 产状 变 化不 大 ， 形 态 较复 杂 ， 为第 Ⅵ 勘 探类型 。矿体的倾角 为 5 o 4 5 。 ， 矿 石及 围 岩 均极稳 固 ， 普 氏硬度 系 数 f 1 6 I 8 。各 中 段 矿石埋藏 量及品位见表 1 。 表 l 大 团 山浅 部 中段 矿 ■分 布 表 ＼＼币 地质 矿垃 品位 铜 量 互 f 一 4 o m 以 上 9 0 6 5 5 9 0 8 0 m ～ 一4 0 1 1 1 l 9 0 7 1 1 3 5 0 1 2 0 n l 一 一8 0 m 2 1 0 6 9 】 4 5 0 1 6 0 1 20 m l 6 0 7 0 l1 2 O 台计 6 5 0 6 9 4 5 t O 世界采 矿快报第 l 5卷1 9 9 9年第 6期总第 4 5 3期 维普资讯 大 团山浅部 矿体于 1 9 8 2年 开始 了钻探 ， 1 9 8 5年 一8 0 m中段开始 坑探 ， 1 9 8 7年进行 开 采 ， 至 1 9 9 7年大团 山浅部矿 体 已全 部开采结 束。考 虑到小矿体 的开采 技 术条 件 ， 选择 一 步骤连续 回采工 艺 ， 取得 了较好的效果 ， 降 低 r贫化率和 损失 率 十年 来 ， 共 回采下 6 0 多万 t 矿量 ， 贫化 率 为 1 0 ％ ， 损 失率 为 1 0 ％ ， 均 比设 计 下 降 5 ％ 左 右 。 2采矿方法选择 东西狮子 山广 泛采 用 了暂 留矿石垫层 的 阶段崩落法 ， 在 大 团 山浅 部矿 体设计 之初 曾 考虑 到采 用该 方法 ， 但此法须 留 2 O m厚 的矿 石垫层 ， 这将 占团山浅部 2 0 m左右小矿 体 中 的大部分矿量 。显然 ， 该 采矿 方 法不 适合 大 团 山 浅 部 小 矿 体 的 开 采 根 据 大 团 山浅 部 小 矿体地质条件 ， 即矿 石和围岩稳 固好 ， 矿体一 般为缓倾斜 中厚矿体 ， 矿石 品位不高 ， 考虑到 矿 山现有的 回采设 备和 出矿方 式等特 点 ， 选 择 了一步骤连续 开采 法 3一步骤连 续开采法 由于采 区范围 内的小矿 体倾 角较缓 而且 矿体 垂直高 度在 l O～2 0 m左 右 ， 一 般是 采用 l ～2个分段 ， 阶段 集 中出矿。该采 矿方 法有 以 下 的特 点 1 采用漏斗受矿 电耙道底 部结 构 ， 电耙 道布置在底部 围岩 中 ， 不存在底部矿 柱 2 由于小矿体水 平开采范 围不大 ， 一般 将整个小矿体 作 为一个 回采 单元 ， 实 行 一步 骤回采 ， 这样 不存 在间柱 。 3． 1 空区稳定性探讨 大团 山浅 部 矿 床 埋 藏 较 浅 ， 赋 存 在 一 1 6 0 m以上 ， 上覆 岩厚 度 为 2 0 03 0 0 m， 由岩 体 自重形成 的压力 不大 ， 岩石坚硬 ， 不 足 以形 成 大 面积 地 压 活 动 据调 查和 已有资料 ， 该 处 围岩 主要 由未 风化 的矽 卡岩 和石英 闪长岩 构成 ， 普 氏硬 度 系数 f 1 6～1 8 ， 坚硬 稳 固。投 有大 断层 、 大 世界采矿快报第 1 5卷1 9 9 9 l 第 6 期总第 4 嚣 期 破碎带 。换言 之 ， 矿 床周 围投 有 被弱 面 分割 的不稳定岩体 ， 含水性 弱 ， 这 些是空 区稳 定的 基 础 。 大 团山浅 部矿 体基 本上是分布 较散 的小 矿体 ， 矿体 水平 开采范 围在 3 0 0 0 左右 ， 而 且该处矿 石围岩 的稳固性与东西 狮子 山矿床 十分接 近 。西 山矿 体开 采 实践 表 明 ， 当大 空 区水 平 暴 露 面 积 在 5 0 0 0 m 2以上 仍 能 保 持 良 好的稳定 性 。依 据狮子 山铜矿 已取得 的一些 科研 成果 ， 可 以认 为大 团 山浅部 矿 体采 用不 划分矿房矿 柱一 步骤 开 采法 回采结 束后 ， 所 形成采空 区不会 发 生大 规模 顶 板 冒落 活动 ， 最多 只可能发生局部 的小 冒落 。由于有专用 的凿岩硐 室和 出矿 电耙 道 ， 作 业 人员 无 须进 入 空区 内， 因此 该采矿方法是 比较安 全的。 3 2 采场 布置和构成要 素 根据矿岩稳 固性 及矿体厚 度布置底部结 构。对于缓倾斜 矿 体 ， 一 般是 布 置垂 直 矿体 走 向的脉外 电耙道 。 由于深孔采 用 人工 装 药 ， 垂 直 深孔 高 度 太高将使人 工装 药 较 困难 ， 从 而影 响装 药 质 量 ， 因此 ， 一 般 采 用 的 垂直 深 孔 高 度 为 l O～ 1 2 m．大团山浅 部 矿 体小 ， 厚度 一般 在 2 5 m 以内 ， 因而采用 l ～2分段 回采 。 3 ． 3采准切 割 出矿方 式 分 为 两 种 ，一I 2 0 m 以． 的矿 体出 矿 采 用 高 溜 井 出 矿 ， 而 一l 6 o T T 1至 一 1 2 0 m之间矿体则 采用 平 台出矿 。出矿 溜井 和平台的布置一般 根据矿体分布 情况与 阶段 运输平巷相适 应 由于 高 溜井 高度 大 ， 施工 困难 ， 因此采 用 有集 矿道 的盘 区集 中溜 并形 式。人行 、 通风天 井 、 设备材 料天井布置 在脉 外 ， 电耙道 布 置取 决于 矿 体大 小及 矿 岩稳 固 性。 当矿体厚 度小 于 l 5 m时 ， 按沿脉方 向布 置电耙道 ； 当矿体 厚度 大 于 l 5 m时 ， 则按 穿 脉方 向布置 电耙 道 ； 现 采 用的 电耙 道 间距 为 1 2 ． 5 m， 与穿脉探 矿网度 5 05 0 m1 相 对应 。 底部结构 参数如下 底部结构 类型 普通 漏斗 电耙 出矿 ； 33 维普资讯 底部结构所在位置 下盘围岩 中； 底部结构高度 6 m． 电耙 道 间 距 1 2 ． 5 m； 耙 运 距 离 4 0 m； 电耙 2 8～5 5 k W； 耙 道 规格 2 x 2 m； 支护 形 式 不支护 ； 漏 斗 排 列 形 式 交错 ； 斗 穿和 斗 颈 规 格 2 x2 m， 坡 面角 5 5 。 ～6 0 ． 目前 此处矿块 采用浅孔 留矿法拉 出深孔 爆破 所需 空 间 ， 切 割工 程位置 一般 布置 在矿 体中部 ； 而 当矿体厚 度不均时 ， 则布置 在矿体 中的最厚处 ， 浅采 区范 围约 为 1 0 0～1 5 0 m 2 ， 高为一个 分 段 的高 度 ， 凿岩 设 备 为 Y T一2 4 型气腿式凿 岩机 ， 向上逐 层 回采 。与 浅孔 留 矿法相 同 ， 浅孔凿岩效率虽然较低 ， 但该 法能 有效地控制 回采边 界 ， 提 高深孔 崩矿 的 可靠 性 3 ． 4回采 回采顺序 矿 体回采是从矿块 中央 向两 侧 后退 式 回采。 凿岩 回 采 一 般 广 泛 采 用 孔 径 1 0 0～ l 1 0 mm的 Y Q一1 0 0 A型潜 孔钻机 ， 垂直 孔深 不大于 1 5 m， 排 距 一般 为 1 ． 82 ． 0 m， 孔 底 距 为 2． 5～3m． 爆破 爆破是 浅 采空 区为 自由面 ， 采用 挤 压 爆 破 ， 挤 压爆 破 补 偿 空 区 系数 一 般 为 1 5 ％ 一2 0 ％ ．采 用分 次 毫秒 起爆 ， 每 段 两 排 孔。一般采 用上 向垂直扇形深孔 向相邻 松散 体挤压爆破方式 。装药采用人工逐条装 药及 非 电导爆 系统起爆 。 出矿 深孔 回采下 的矿 石主 要经 漏 斗下 到 电耙道 ， 再经集矿道耙至盘 区集中溜井 ， 矿 石 在 一1 6 0 m运输水平 电振溜井装车 。 采场通风 电耙道 与专 用 的进 回风 道相 通 ， 有新 鲜的贯穿风流通过 ， 且风 向与耙道方 向相 反 。 地压管理 及空 区处理 在浅采场施工时 ， 每崩 落一 层矿 石 ， 一般采 用人 工挑 顶方 式处 理顶板浮石 ， 另外在深孔凿岩时 ， 由于人在 专 用凿岩硐 室施 工 ， 比较 安全 。空 区顶板 由固 - 3 4 岩 自然 支 撑 ， 最 后 采 用 空 场 隔 离 法 处 理 采 空 区。这是 根据该处 矿体分布状 况及围岩稳 固性决定 的 。具体 方法是 矿体 回采结束后 ， 采场空 问不作 专 门处理 ， 利 用周 围 的围 岩支 承顶板岩 石 ， 以较长时 问维持采空 区的存 在 为 j ， 安全 生产 ， 在 有关地 点砌 筑封 闭隔墙 ， 隔 离采 空 区 。 4 实例 以团 山 一1 2 0 m 中段 I l l 2矿 体 为 例说 明一 步 骤 连续 开 采 法 的应 用 4． 1开采技术条件 该矿体 赋存 于石英 闪长岩 接触 带 中 ， 为 似层状透 镜 体 ， 矿体 沿 走 向长 度 为 5 5 m， 厚 薄 不均 ， 最大 处 为 1 4 m， 最小 处 仅 为 4 m， 平 均厚 度为 1 0 m左 右 ， 为 水平 缓 倾斜 矿体 ， 下 盘界 线 不 规 整 ， 赋 存 在 一8 8 m ～ 一1 1 0 m 之 问。矿石 为 原 生 硫 化 矿 石 ， 采 选 条 件 好 。f 系数为 l 4一l 8 ， 矿石 围岩极 稳 固 ， Ⅲ 2矿 体 采准矿 量 为 5 1 4 4 7 0 t ， 品 位 为 0 7 1 ％ ， 铜 量 为 3 6 5t ． 4 ． 2采矿 方法 ’ 采用一步骤 连续 开采 法 ， 整 个 矿体 就是 一 个 回采 单 元 ， 由 于 矿体 平 均 垂 直 高 度 在 1 2 m 内， 实行 单段 回采 ； 2 3 穿脉 以南部分 另作专 门回采 ， 本 文不详叙 4 ． 2 ． 1 采 准 切 割 在 一1 0 5 m水 平布 置平 行于 穿脉线 的四 条 电耙道 ， 其 间距 为 l 2 5 m， 断 面为 2 x 2 m， 在 电耙道两 侧交错布 置 漏斗 ， 漏斗 间距 5 m． 在 一1 0 6 m 水 平将 布 置 深 孔 凿 岩 硐 室 ， 规 格 为 3 x 3 m， 或 3 x 3 5 m．在 2 4 穿 脉 从 一 1 2 0 m中段 向上掘 一条 2 4 进 风人行 井和 一 1 0 5 m的人 行进 风联 道 ， 在 三条 电耙 道 尾 部 掘 一条 回 风道 ， 并与 2 3 回 风 天井相 通 。切 割 工作是 在 一2 3 采 场矿块 最 高处布 置一 个 宽 x长 x高 1 2 ． 5 x 1 5 5 x 1 0 m浅 采 场 ， 浅 采矿量为 5 6 0 0 t 见 附图 。 4 ． 2 2回 采 工 作 世 界采矿 快报第 】 5卷／ 9 9 9年第 6期总 第 4 站 期 维普资讯 采 用 Y Q一1 0 0 A深 L 凿岩机 施工 上 向垂 直扇形 炮孔 ， 以浅采 空区为挤压空区 ， 具 体 回 采 顿序是 先 采 一2 3 采 场 ， 再采 2 4 采场 ， 后 采 2 3 采 场 ， 最后 回采 一2 2 采场。总的 回采 顺序 由中央向两 侧后 退式 回采 ； 采 用条状 药 包人工装药 ， 非 电导爆 系统起爆 ； 每次爆破后 进行松动 出 矿 ， 矿石 经 一2 2 、 2 3 2 4 电耙 道 至 一1 0 6 m 接 矿 道 ， 经 2 3 下 矿 井 至 一 1 2 0 m 2 3 穿 脉 集 矿 道 ， 最 后 下 到 2 3 溜 井 ． 在 一1 6 01 1 1 装 车 运 至 主 矿 仓 。 空区处理 主要 是隔离采空 区。 1 2 穿聚矿道 2 2 3 吓 矿井 3 1 0 5 田联道 4 1 O 6 m接矿道 一 2 进风人行井 1 2 0 m 2 4 穿 7 2 电耙道 B 一 2 电耙道 9 2 电耙 道 附图团山 一1 2 0 m中段 m 2矿体 采 准示 意 图 5 主要技术经 济指标 比较 6 结语 狮 子山矿西 山 一4 o n l 中段 曾采 用划 分 矿房矿柱 的二 步骤 回采的分 段空 场法 ， 其 主 要技 术经 济指 标与大团山浅部一步骤连续 回 采 的技术经 济指标 相 比较 ， 列 表如下 表 2 主 要技 术经 济指标 比较 表 指 标 西 山 一柏 m中段 大 团山浅部 世 界 采矿快报第 l 5卷1 9 9 9年第 6期总 第 4 5 3期 1 O 2 2 ‘ 电耙道 l 1 一l 0 - 巾回风道 1 2 2 3 ‘ 回风道 1 3 2 2 回风道 1 浅采无井 1 5 _ _ 浅采联道 1 6 - - - 凿岩硐室 l 7 一 探矿巷道 大 团山浅部 矿体十多年来 的开采实践证 明 不划分 矿房 矿柱 的 一步骤 连 续 回采 法具 有采准 、 切割 、 凿岩 、 爆破 工艺 简单 ， 作业安全 的特点 ， 因而在使用 上是 成功 的。 1 由于矿石 围岩极 稳固 ， 单个 矿体 的开 采范围 只有 2 0 0 0 ～3 O O O ， 因而在实 践 中将 整个矿体作 为 一个 回采 矿 房 ， 实行 一步 骤 回 采 ， 这样大大 地 简化 了 回采 工艺 ， 同 时 ， 因不 回采 矿柱 ， 提 高 j ， 矿石 回收率 ， 并降低 r贫化 率 ， 该法 综 合 贫 化率 和 损 失率 为 1 0 ％ 左 右 ， 总体 经济效益较好 下转第 4 1 页 35 - 维普资讯 根据 我矿 类似地 段 的爆 破实 践 ， 经 比较 后确认第二种观点 更合 理。因为炸药爆炸后 产生的高 温高压气 体在克服 w 1 后 ， 瞬间便 从 龟裂 区岩缝 间逸出 。在此瞬 间若无足够 的冲 击能使 龟裂岩区岩石产生挤压 、 撞击 ， 上部龟 裂岩层 则达不到破碎 的效果 。 根据 上分析 ， 结合我矿实际 ， 按第 二种 观点 ， 用 4 计算各药室的装药量 。 J q w O ． 40 ． 6 n 4 式中 q为炸 药单 耗 ， k g ／ m 3 ， 根 据岩 石 物理 、 力学性质等取值 4爆破施工及 效果分 析 对龟裂岩层爆 破 ， 按 一般 土 岩峒 室爆破 方法 ， 在爆 破设 计时对部分参数作适 当修 正 ， 便可达 到预期效果 。该 矿在这类 岩层采用 峒 室爆破 ， 其设 计 、 药 室及 导峒 工程 的施 工 、 起 爆方 法及 电爆 网络设计 、 装药方 法 、 填塞等 与 常规峒室爆 破基 本相 同 ， 爆 堆 情况 与设 计 时 预期基 本一 致 需要 说明 的是 ， 这类岩 层爆 破 的安 全 计 算要 作必要 的修正 。因为龟裂岩层导致爆 炸 能的大量损 失 ， 产 生更 多 的 冲击 波对构 建 筑 物破 坏更大 ， 而 且爆 破 飞石 更厉 害 从 电铲 铲挖 情 况 看 ， 爆 区底 板 基 本 平 整 ， 实 际 松 动 量 与设 计松动量 基本一致 ， 大块率 1 0 ％ 爆破 效 果 达 到 设 计 预 期 ， 是 比较 理 想 的 但 电有 峒室爆破后 ， 有效松 动范围外 5～7 m的基岩 产生龟裂 底板 基岩 龟裂 较 少 ， 给 下部穿 孔 和爆破 工作 带来不利 的影 响 。 5 结 束 语 峒室爆 破是露 天矿 山基建期 常用的爆破 方 法。 由于 矿 山初 期技 术 力量 较 弱 、 爆破 经 验少 、 设 备配套不够等 原因 ， 大爆 破后 出现 大 量 的龟裂 岩层 。处理 这类 岩层 ， 固 然可 以用 小钻机钻 孔破碎 、 敷炮 破 碎等 方 法处 理 但 采 用峒室爆破 方法具有独 特的优势 。它 一次 处理 量大 ， 能 加快 工程进度 ， 而 且费用较低 在实际工作 中首先要 优 化 大爆 破设 计 ， 严格 施工管理 ， 以预防为 主 ， 尽 量减少大爆破 造成 的龟裂岩 层 问题 。但根 据 现 实情 况 ， 完 全消除这类 问题 是很 困难 的。因此 ， 系 统地 探讨这类岩层 下的峒室爆破 设计 仍然具有现 实 意 义 。 ． ． 上接第 3 5页 2 该采 矿方 法安 全性较好 ， 这 是因为有 专用的凿 岩硐室 和 出矿 电耙 道 ， 工人 作 业时 不必 直接暴露在空区下 3 该 采矿 方法也有一些不 足之处 ， 主要 是万 吨采切 比较大 ， 平 均为 1 5 0m ／ 万 t 左右 ， 与东西 山所 用 的暂 留矿石 垫 层 采 矿 方 法 相 比 ， 多 3 o～4 0m ／ 万 t ． 主 要 是 因 为 大 团 山 浅 部矿体为 中厚 缓倾斜 矿 体 ， 单条耙 道 所担 负 世界 采矿 快报第 1 5卷1 9 9 9 年第 6期总第 4 0期 矿量较 少。但经 过 综合 分析 和计 算 得 出 ， 增 加 的掘 进量成本 可以通过 减少贫化和损 失率 以及 大幅度提 高的出矿能力所带来 的效益来 补偿 。并且 ， 在 采 准设 计 中充 分 考虑 了采撩 结台 ， 很好 地利用 了探矿 巷道 4 通过 对大 团 山浅 部矿 床 的 开采 方案 的探讨 ， 认 为 开采方 案 的选 择要 充 分重视 地 质开采条 件 ， 因地制宜 ， 只有 这样才能选择到 合适 的开 采方 案。 ． ． 4 维普资讯