对现有条件下矿柱回采和采空区处理探讨.pdf

1 2 新疆有色金属 第 2期 对现有条件下矿柱 回采和采空 区处理探讨 依 力 汉 新疆有色金铬矿业有限责任公 司 克拉玛依 8 3 4 0 2 5 哈图金矿 自建矿以来 ， 已探明开采的矿脉多数为 急倾斜和缓倾斜矿体 ， 因此 ， 多年来传统的采矿方法 为浅孔 留矿采矿和空场采矿两种。这两种采矿方法 具有采矿方法简单 ， 采出矿效率高， 并且单位成本低 的优点 ， 但对以后回采矿柱增加困难 ， 甚至不能回采， 造成永久损失 ， 同时 ， 矿房 回采后在地下形成大量采 空区， 严重威胁下步生产阶段的安全 ， 成为以后发生 大规模地压活动的隐患， 对生产和资源已经造成很大 损失， 因此 ， 及时回采矿柱和处理采空区， 是极其重要 的两步回采工作。 矿块是 回采矿体的基本单元， 而矿体划分为矿房 和矿柱两步骤回采， 是空场采矿法的主要特征。采用 本类采矿法中任何一种采矿方法设计矿块时， 必须考 虑矿房和矿柱的结构参数 、 采准巷道的布置、 回采方 法和工艺， 因此 ， 在生产施工时， 应按设计规定把矿柱 回采和处理采空区落实到计划中。 1 矿柱回采方法 矿柱 回采方法， 主要决定于已采矿房 的存在状 态。当采完矿房后进行充填时， 广泛采用分段崩落法 或充填法 回采矿柱。采完的矿房为敞空时 ， 一般采用 空场法或崩落法 回采矿柱。 空场法用于水平和缓倾斜薄到中厚矿体 ， 规模不 大的倾斜和急倾斜盲矿体。用房柱法开采缓倾斜薄 和中厚矿体， 根据具体条件决定 回采矿柱。对于连续 性矿柱 ， 可局部回采成间断矿柱。对于间断矿柱可进 行缩采成小断面矿柱或部分选择性 回采成间距大的 间断矿柱以及采用后退式矿柱回采顺序， 运完崩落矿 石后 ， 再行处理采空区。 规模不大 的急倾斜盲矿体， 用空场法 回采矿柱 后 ， 崩落矿石基本可以全部回收， 残留采空区的体积 不大， 而且有孤立存在 ， 一般采用封闭法处理。 根据以上矿体结构， 对哈图金矿 号脉的矿体 可以采用空场法回采矿柱， 但要结合实际情况对矿房 的矿柱进行回采 ， 如需要留矿柱的， 必须 留矿柱或进 行木支护 ， 以防止矿房塌方， 对上部运输平巷造成安 全隐患。对木支护独头采空区， 如通风不足时， 采空 区温度会升高， 会造成木材腐烂使空气变坏 ， 因此 ， 在 回采巷道中进行局部通风。 本崩落法用于倾斜和急倾斜较大的连续矿体 ， 与 回采矿柱的同时崩落围岩。用崩落法回采矿柱和用 崩落法回采矿块， 在回采条件上有很大差别 力求空 场法的矿房 占较大的比重 ， 而矿柱的尺寸应选择尽可 能的小值。崩落矿柱的过程中， 崩落矿石和上覆岩石 可能相混 ， 特别是崩落矿石层高度较小且分散 ， 大块 较多， 放矿的损失贫化率较大。 用 留矿法回采矿房后所 留下的矿柱情况。为 了 保证矿柱 回采工作安全， 在矿房大放矿前 ， 打好 间柱 和顶底柱 中的炮孔。放出矿房中全部矿石后 ， 再爆破 矿柱。一般先爆间柱 ， 后爆顶底柱。 用崩落法回采矿柱分两个阶段 第一阶段 ， 矿柱回采与空场处理同时进行 ； 第二 阶段， 矿柱回采时已由第一阶段 的覆盖岩石作垫石 ， 间隔阶段补充垫充。 矿房用分段凿岩的阶段矿房回采时， 底柱用束状中 深孔， 顶柱用水平深孔， 间柱用垂直向上扇形 中深孔落 矿。同次分段爆破， 先爆间柱， 后爆顶底柱。爆破后在 转放的崩落岩石下面放矿， 矿石的损失率较大。这是由 于爆破质量差， 部分崩落矿石留在地板上面放不出来 ， 崩落矿石分布不均， 放矿管理困难等。 根据以上矿体结构， 对哈图金矿 I 2 7号脉的矿体可 以采用留矿法回采矿柱， 回采工作 自下而上进行， 有些 矿柱一般作永久损失， 不进行回采， 也可采用分段回采； 这样既提高了矿柱的矿石回采率， 又处理了采空区。 降低矿柱的损失率 ， 可以采取以下措施 1 同次 爆破相邻的几个矿柱时， 可先爆中间的间柱， 再爆与 废石接触的间柱和阶段间矿柱， 以减少废石混入 ； 2 及时回采矿柱， 以仿矿柱变形或破坏 ， 且不能全部装 药； 3 增加矿房矿量 ， 减少矿柱矿量。 2 采空区处理 采空区处理的 目的是， 缓和岩体应力集 中程度 ， 转移应力集 中的部位， 或使围岩 中的应变能得到释 放， 改善应力分布状态， 控制地压， 保证 下转 1 5页 维普资讯 2 0 0 4年 新疆有色金属 l 5 云母 、 白云母和极少量的电气石等。 3 矿石 结构构造 矿石的结构 它形 、 半 自形粒状结构、 不规则粒 状、 块状结构及连晶状、 共生集合体状结构。 矿石构造 致密块状构造、 浸染状构造 、 细脉状构 造及团斑状构造。 4 控矿因素 4 ． 1 地层控矿 金铜磁铁矿赋存于中泥盆统北塔 山组第 3岩性 段 ， 该段岩性主要为钙质砂岩 、 不纯灰岩和结晶灰岩， 属海相钙质沉 积建造。 自乔夏 哈拉 至老山 口的近 1 0 0 k m范围内， 金铜铁矿的空间分布完全受该含矿 层位的控制， 金铜磁铁体的产状与岩层的产状完全协 调一致 ， 层位十分稳定 ， 具有明显的层理和层纹， 呈多 层产出， 其围岩为凝灰岩、 凝灰砂岩 、 钙质砂岩和结晶 灰岩 或白云岩 。 4 ． 2 构造控矿 乔夏哈拉金铜铁矿带位于额尔齐斯挤压带中。 额尔齐斯挤压带位于阿尔泰加里东一海西褶皱系和 准噶尔海西褶皱系的接合部位， 沿额尔齐斯大断裂呈 北西一南东向展布， 沿主干断裂旁侧次级断裂极其发 育 ， 矿区的矿体主要受近东西向的次级断裂 F 3控制， 矿体产状与断裂产状一致， 并呈波状弯曲。 4 ． 3 岩体控矿 矿体成矿时间应在泥盆纪晚期， 与闪长玢岩岩体 的形成时间一致 ， 矿 区闪长岩类广泛发育 ， 对成矿十 上接 l 2页 矿山安全持续生产。 采空区处理有很多方法， 根据矿体的厚度、 倾角 以及围岩的情况采用不同的处理方法 ， 在这里讲一下 崩落围岩和充填法。 1 崩落围岩处理采空区。矿房采完后 ， 矿柱是 应力集中的部位， 回采矿柱后围岩中应力重新分布。 根据矿体的厚度和倾角确定 缓倾斜和中厚以下的急 倾斜矿体， 一般崩落上盘岩石； 急倾斜厚矿体， 崩落覆 岩 ； 倾斜的厚矿体 ， 崩落覆岩和上盘急倾斜矿脉围岩。 崩落岩石 的厚度， 一般采用深孔爆破、 崩落围岩 的工程 ， 包括巷道、 天井、 硐石及钻孔等 ， 要在矿房 回 采的同时完成， 以保证工作的安全。 2 填采空区， 在矿房回采之后 ， 可用充填材料将 矿房充满 ， 再回采矿柱。这种方法不但处理了空场法 回采的空区， 也为回采矿柱创造了良好的条件。 分有利， 闪长岩类的侵入往往导致后期的热液迭加改 造 ， 含金铜磁铁矿的金铜矿化， 主要来 自后期的热液 迭加改造。只有经过热液迭加改造的矿体， 才有可能 形成具独立工业意义的金铜矿体。岩浆热液为成矿 提供了丰富的成矿物质。 5 找矿标志 1 直接找矿标志 地表孔雀石化及地表磁铁矿化 2 间接 找矿标 志 ① 地层标志 磁铁矿仅赋存于中泥盆统北塔山组第 3岩性段， 因 该岩性段的钙质砂岩及灰岩为找磁铁矿的间接标志。 ② 围岩蚀变标志 在铁矿体的围岩中往往形成绿帘石化矽卡岩 ， 此 为迭加改造最具代表性和最明显的标志。凡出现绿帘 石矽卡岩的地方， 将有可能找到金铜矿体； 碳酸盐化带 亦为找金铜的标志； 强烈硅化则为找金矿的标志。 ③ 闪长岩类标志 ’ 闪长岩类的侵入往往导致后期的热液迭加改造， 因 此闪长岩类的侵 入 可作为金铜的间接找矿标志。 参 考 文 献 [ 1 ]李泰德． 新疆 富蕴县乔夏哈拉金铜铁 矿地质特征及 成因分析． 地质与勘探 ， 2 0 0 2 ． 1 [ 2 ]张湘炳 ， 隋静霞， 等． 额尔齐斯构造带构造演化与成 矿系列． 科学技术出版社 ， 1 9 9 6 ． [ 3 ]朱上庆． 层控矿床学． 冶金工业出版社 ， 1 9 8 8 ． 收 稿 2 0 0 4 0 31 2 充填采空区与充填采矿法在充填工艺上有不 同 的要求。它不是随采随充 ， 而是矿房采完后一次充 填， 因此充填效率高， 在充填前要对一切通向采空区 的巷道或出口， 进行坚固的密封 ， 如用水力充填时 ， 应 设滤水构筑物或溢流脱水； 干式充填时 ， 上部不满 ， 充 填不密实； 胶结充填时 ， 充填料 的离析现象严重。对 以上两种情况根据矿体的分布、 倾角来决定采空区的 处理方法。 矿柱回采和采空区的处理 ， 二者必须互相适应 ， 但也要根据实际情况在设计和生产进度计划中解决 。 采矿方法的选择与地质资料提供的准确与否 ， 关系极 大。理论的回采矿柱和对采空区的处理也有很多种， 但实际运用起来， 必须依据矿体的实际情况进行必要 的改进研究。 收 稿 2 0 0 4 0 4一l 2 维普资讯