花石头矿区分采充填与留矿联合采矿法应用.pdf

第 2 3卷 第 1 期 2 0 0 7年 1 月 昆明冶金高等专科学校学报 J o u r n a l o f Ku n mi n g Me t all u r g y C o l l e g e V o 1 ． 2 3 N o ． 1 J a n ． 2 0 0 7 花石头矿区分采充填与留矿联合采矿法应用 夏建波 ，梁诚 ，刘亚 力。 1 ．昆明冶金高等专科学校 冶金与矿业学院，云南 昆明 6 5 0 0 3 3 ；2 ．云南交通职业技术学院 交通信息工程系， 云南 昆明 6 5 0 1 0 1 ；3 ． 石家庄经济学院 勘察技术学院，河北 石家庄 0 5 0 0 3 1 摘要采用普通削壁充填法开采厚度在 0 ． 3～ 0 ． 8 m的急倾斜矿体，存在着削壁废石量大、采幅宽、作业面安 全性差等缺点。针对以上问题，设计 了在采场 内同时设置留矿格与废石充填格的分采充填与留矿联合采矿法， 并在花石头矿 区进行了采矿实验，结果表明该采矿方法具有较高的应用价值与经济效益。 关键词分采充填；留矿；采矿方法；急倾斜矿体 中图分 类号 T D 8 5 3 ． 3 3 ；T D 8 5 3 ． 3 4 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 9- 0 4 7 9一 2 0 0 7 0 1 0 0 2 5- 0 3 Ap p l i c a t i o n o f S e p a r a t e M i n i n g Fi l l i n g a n d S h r i n k a g e M e t h o d s i n Hu a s h i t o u M i nin g Ar e a Xl A J i a n - b O ． L I ANG Ch e n g ．L l U Ya l i 1 ．F a c u l t y o f M e t al l u r gy a n d Mi n i n g ， K u n m i n g Me t all u r gy C o l l e g e ， K u n m i n g 6 5 0 0 3 3 ， C h i n a ；2 ．D e p a r t m e n t o f C o m m u n i c a t i o n I n f o r ma t i o n E n g i n e e r i n g ，Yu n n a n Vo c a t i o n al T e c h n i c al C o l l e g e o f Co mmu n i c a t i o n，Ku n mi n g 6 5 0 1 0 1 ，C h i n a ； 3 ．F a c u l t y o f P r o s p e c t i n g T e c h n o l o gy，S h i j i a z h u a n g U n i v e r s i t y o f E c o n o mi c s ， S h i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 ， C h i n a Abs t r a c tI t h a s t h e d i s a dv a n t a g e s o f l a r g e v o l u me of c l i ff mu l l o c k，wi d e wo r ki n g l‘ t e n ” d l o w s e c urit y t o a d o p t o r d i n a r y c l i ff fil l i n g me t h o d t o e x p l o i t d e e p s l o pe mi n e o f 0 ．3 m t o 0． 8 m t h i c k n e s s ．Ai mi n g a t the a b o v e p r o b l e ms ．a n e w c o mb i n e d me tho d o f s e p a r a t e mi n i n g fi l l i n g a n d s h ri n k a g e i s d e s i g n e d ．I t i s e x - p e r i me n t e d i n Hu a s h i t o u mi n i n g are a， wh o s e r e s u l t s h o w s tha t t h e me t h o d h a s h i g h p r a c t i c a l v a l u e a n d e c o n o mi c b e n e fi t ． Ke y wor dss e pa r a t e mi n i n g fil l i n g； s hrin k a ge mi n i n g me tho d； de e p s l o p e are a 0 引言 花石头矿区范围内共有3条矿体，均为热液锡钨矿脉，规模大小不一，但总体均属急倾斜极薄矿 脉。根据矿山坑道工程揭露情况矿体厚度一般在 0 ． 2 0 ． 9 m，平均0 ． 5 m，矿体倾角6 5 。 ～ 7 5 。 ，平均 7 0 。 。矿体围岩有块状结构坚硬岩组的花岗岩、长英岩，根据矿山多年生产的经验，矿体顶底板岩石稳 固性较好，一般不需要支护，矿区的总体工程地质条件较好。 矿山原采矿方案 厚度 0 ． 8 m的矿段采用浅孔 留矿法 回采 ，矿体厚度在 0 ． 6 0 ． 8 m的矿段采用 混 采 ，厚度 0 ． 6 m的矿段采用分采充填法 削壁充填法 进行开采。 存在的主要问题有 削壁废石厚度大 ，工作面采幅宽 ，作业 面安全性较差 ；削壁废石量多，采矿成 本高 ，局部低品位矿段 品位低 于 0 ． 3 ％不能进行回收利用 ，作为永久矿柱留设于采空 区内，矿石损 失率大，平均回收率不足7 0 ％；采场内凿岩时间增长，生产能力低下，单采场 日均出矿不足5 0 t ；对混 采矿段，矿石贫化严重 ，增加了选矿成本。 针对花石头矿区的矿体赋存情况及内外部开发条件，综合考虑矿山生产现状，作者对矿区矿体进行 了采矿方法的设 计 ，用分采 充填与 留矿联 合采矿法取代 原分采充填 法 ，克 服了原采矿 方法 的大部分 收稿 日期 2 0 0 61 02 7 作者简介夏建波 1 9 7 6一 ，男，重庆潼南人 ，助教，工学硕士，主要从事采矿工程专业教学与科研工作。 维普资讯 昆明冶金高等专科学校学报 2 0 0 7年 1月 缺点。 1 采矿方法设计 1 ． 1主要采矿工艺 分采充填与留矿采矿法是将分采充填法 削壁充填法的工艺特点与普通浅孔留矿法的工艺特点 结合起来应用的一种新型采矿方法，其主要生产工艺如下 为尽量减少废石量 ，合理利用巷道进行探矿 ，同时为了放矿漏斗易于放矿 ，将中段运输平巷沿矿体 下盘边界掘进。为了提高采出矿石品位和矿石质量品级， 减少废石外运量，在极薄矿脉矿段的采场中部 砌混凝土墙构筑废石格 ，削壁废石运至废石格充填采空区。 采场结构参数阶段高度确定为5 0 n l ， 采场长度 5 0 m，采场间留设宽度为 6 rll 的间柱，采场顶柱 设计为 3 m。 采准切割自中段运输平巷，在矿块两侧掘进通风人行材料天井 ，与上中段运输平巷连通，天井断 面2 m 1 ． 5 m，在天井中按垂距 5 m掘采场联络巷道，联络道断面 1 ． 5 m 2 m，沿中段运输平巷每隔 5 m掘漏斗并安装木材漏斗闸门。 矿房 回采 矿房回采作业有凿岩爆破 、采场通风 、运输 、局部放矿 、平场及削壁充填等 。由下往 上回采 ，矿体厚度 0 ． 8 m时均按 0 ． 8 m的采幅宽度分别进行回采 爆下盘围岩 ，矿石 与围岩分采分 运。采用 Y P S 4 5型向上式凿岩机凿岩 ，浅孔落矿 ，落矿分层高 1 ． 51 ． 8 m，按 “ 之” 字形布置炮孔。 采场通风采用贯穿风流、通风 ，新鲜风从采场一侧人行通风井进入采场工作面，污风 由采场另一侧 间柱内的人行通风井汇人上中段 回风巷道。 每次落矿后，落在充填格上部的矿石采用手推车运输或直接扒至两侧留矿格内， 通过下部的漏斗放 出部分矿石，其余矿石留在采场内，以保证作业面有 2 m高的作业空间，待采场最上一分层落矿完成 后 ，再进行采场大量 出矿 。 采场削壁产生 的废石直接运往采场 中部设 置 的废石充填格内，废石充填格长度需要根据本采 场剥壁的废石量决定，废石充填格与留矿格之间 使用毛石砂浆隔墙进行分隔，隔墙一般顺路砌筑。 砌筑隔墙的水泥应加入速凝剂，标号不低于4 2 5 ， 终凝时间以不超过 1 ／ 2 h为宜。 矿柱 回采 因矿脉 薄，在矿柱 内除天井 、联 络道已掘矿石外，剩下矿石量仅是联络道间3 m高 的一小部分矿石 ，所 以在保证 安全前提 下尽 量利 用采场天井、联络道回采联络道间的矿柱，利用 中段运输平巷 回采顶底柱矿石。采矿方法图如 图 1 所 示 。 1 ． 2废石格长度及每循环放矿量 LⅡ I - - ／ 1 、中段运输平巷；2 、人行通风材料天井3 、联络道 4 、斗穿；5 、间柱；6 、拉底平巷；7 、隔墙；8 、削壁废石 图1分采充填与留矿联合采矿方法图 废石格长度，即废石格两侧隔墙内壁之水平距离。废石格长度的确定需要根据采场削壁废石量的多 少来确定，可用下面公式进行计算 式中 为废石格长度 m ；L 为采场内部净长度 ，即不计算间柱在内的采场长度 m ；B 为削壁 废石厚度 B B 一 I m ；B 为工作面采幅宽，m； B 为矿体厚度 m ； 为围岩崩落后的松散 系数，1 ． 41 ． 5 。 根据上式可确定出各种厚度的极薄矿体开采时废石格的长度，本矿山采场内部净长度为 4 4 m，围 岩松散系数取 1 ． 5 ，采幅宽为0 ． 8 m，则几种典型的方案如表 1 所示。 维普资讯 第 1 期 夏建波，梁诚，刘亚力 花石头矿区分采充填与留矿联合采矿法应用 2 7 从表 1 可知，当矿体厚度 0 ． 3 m时，其废石格长度已达 4 1 ． 2 5 i n ，留矿格仅为 2 ． 3 5 m，此时的采 矿法与削壁充填法相似。故分采充填与留矿采矿法适合于开采矿体厚度在0 ． 3 ～ 0 ． 8 m的矿体。 每次落矿后，需要放出部分的矿石，以保证作业面有2 m高的作业空间，放出矿石量的多少可根据 留矿格长度及矿体厚度等因素来确定。其计算公式如下 一 式中 P 为每循环爆破后放矿率 ％ ； 为留矿格长度 m ； K 为矿石崩落后的松散系数，1 ． 4 1 ． 5 。 其余符号意义同前。 根据以上公式 ，花石头矿区不 同矿体厚度所对应的矿石放出量如表 1 所示。 2技术经济比较 本次针对花石头矿区设计 的分采充填与留矿联合采矿法 ，在矿 山进行了采矿方法实践 ，改进后的分 采充填与留矿联合采矿法比矿山以前使用的普通削壁充填法更适合于花石头矿区的生产，并取得了较好 的效果 ，主要体现在 以下几方面 1 提升 了采场生产能力。采场生产能力由原来不足 5 0 t ／ d上升到现在的 7 8 t ／ d 。 2 矿石贫化率有所下降。对于矿体厚度在 0 ． 6～ 0 ． 8 m的矿段，采用分采充填与留矿联合采矿法 后，其矿石贫化率由原来的3 5 ％左右下降至 1 2 ． 4 ％，采出矿石品位大幅度提高。 3 工作面安全性得到提高。比如 0 ． 6 m厚的矿石，采用普通削壁充填法开采时采幅宽可达 1 ． 5 m 以上，而用分采充填与留矿联合采矿法工作面采幅宽仅为 0 ． 8 m，至少可减少 0 ． 7 m，工作面暴露面积 减小 ，作业安全性得到提高。 4 采矿成本降低。开采 0 ． 6 m厚的矿石，采矿直接成本由原来的8 5 t 下降到现在的 6 5 t ， 取得了较好的经济效益。主要是因为削壁厚度比以前有所减少，爆破材料消耗下降，凿岩时间缩短，同 时外运废石量减少 。 3 结语 分采充填与留矿联合采矿法适合于开采矿体厚度 在 0 ． 3～ 0 ． 8 m的急倾斜极薄矿脉 ，矿体及 围岩中 稳以上。此采矿方法结合了分采充填法以及浅孔留矿法的优点，工艺较简单，既保证了回采工作面的有 效作业宽度 ，又减少了工作面削壁废石的爆破量 ；回采过程 中所 留矿柱和采场留下的矿石爆堆可起到支 撑围岩的作用 ，因此采矿过程是安全 的，在大量放矿及矿柱 回采后 ，空区面积大 ，围岩可能垮塌 ，垮塌 下的围岩可起充填采空区的作用 。同时 ，留在矿房 内充填格 内的废石也可起到支撑围岩的作用。 通过在花石头矿区开采过程中的实践 ， 证明了该采矿方法可提高采矿生产能力，降低采矿贫化率， 提高采出矿石品位，采矿成本下降了2 3 ． 5 ％， 具有较好的应用前景及推广价值。 参考文献 [ 1 ]余键． 红岭钨矿上向水平分层胶结底板削壁充填法的实践[ J ] ． 湖南有色金属， 2 0 0 1 1 1 3 5 ． [ 2 ]陈喜山． 极薄矿脉分采留矿法的开采实践[ J ] ． 中国矿业 ， 1 9 9 9 2 1～ 3 ． [ 3 ]郑成英， 马萃林． 急倾斜薄矿体开采实践[ J ] ． 中国矿山工程 ， 2 0 0 5 1 2 - 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