缓倾斜薄矿脉矿柱回收实践.pdf

第 2 l 卷 2 8 黄金 GOI 第 4期 2 0 0 0年 4月 缓倾斜薄矿脉矿柱回收实践 崔 文 、 、 湖 百 矿 【 摘要】 总结 了作者在生产实践 中成功应用的几种矿柱回收方法 ， 叙述 了其适应紊 件及 其优 、 缺 点 ， 为 同类型矿 柱 回收提供 了参考 。 关键词缓 倾斜薄 矿脉矿柱 回收采矿方法 1 引 言 中图分 湘西金 矿沃溪矿 区是具 有 1 2 0 年 开采史 的老矿 区。矿脉为金 、 锑 、 钨共生 的缓倾斜石 英脉 。矿石坚 硬稳 固 ， f 8～l 2 ； 顶 、 底 板 围岩均 为紫红 色板 岩 不 稳固至 中等 稳 固 ， f 47 。 由于矿 脉薄 ， 矿 块 生产 能力低 ， 生产任 务重 ， 导致多 中段作业 ， 生 产战线长 ， 加上地质 条件 复杂多 变 ， 所 以 留下 了许 多矿 柱。 因 此 ， 矿柱 回收 在 沃 溪 矿 区生 产 中 占有 较 大 比例 ， 仅 1 9 9 7 、 1 9 9 8年 回收 矿柱 的出矿量 达 3 9 0 0 0 t 多 ， 占该矿 区采场 出矿的 1 5 ． 6 ％。以矿块 个数 而 言 ， 沃 溪 矿 区 每年开 采矿块 1 0 0个左 右 ， 其 中矿柱 回收有 2 0个以 上 ， 超过 采场总数 的 2 0 ％。 研 究矿 柱的 回 收方 法 ， 是 我矿 面临 的一 个 重大 课 题。经过多 年 的试 验研 究 ， 我们 成功地 运 用 了多 种各具特 色的矿 柱回收法 ， 归 纳起来 有以下几 种 ① 小分段后退式采矿法 ； ②人工问壁采矿法； ③联台护 顶空场采矿法； ④底板掘进预留矿石护顶采矿法； ⑤ 特殊 进路采 矿法 ； ⑥强 制快 速 采矿 法。下 面介 绍几 种 主要的矿 柱回收方法 。 2 小分段 后退式采矿法 收 稿 日期1 9 9 9 1 1 1 3 崔 文掘甫省沅瞳县湘西金矿生产扯4 1 9 6 0 7 ， r p 舸 7 ／ ． f 遗种采矿法适用于回收走向长度较短而倾向长 度较大 的矿柱 。按 分 段 内所 实 施 的采矿 方 法不 同 ， 又可将其分成 两小类 ， 即 ① 小分段后 退式空 场采 矿 法； ②小分段后退式充填采矿法。 2． 1 小分段后退 式 空场采 矿法 适应条件 矿柱走 向长度 8～l O re， 倾 向长度 4 0 ～ 6 0 m， 有几条 相距 不 远 的平行 脉 同时存 在 ， 矿 脉及 夹石总厚度 3 ～ 6 m， 顶板 中等稳 固。 回采 工艺 在矿 柱 中央沿底 层矿 脉底 板掘 进切 割 天井 ， 在天井两 侧 ． 每 隔 8～1 0 m掘进 分段 切巷 将 矿柱分成 若干小分 段 ， 在切 割 天井 与分 段切巷 相交 处掘进反 天井 ． 探 明 矿脉 厚度 ， 兼 作第 二个 自由面 。 然后 ， 从 上往下 用空 场采 矿法 回采每 个分 段 。各分 段 回采时 ， 以切割 天井和反天井 为 自由面 ， 从底层采 至顶层 。 当矿 脉 问废 石 夹层 较厚 时 大 于 i m ， 矿 石 、 废石分 采分 出以降低 贫化 。当央石层较薄 时 ， 则 实行 混采 工 作面 手选 ， 分段 下 部 留横 向问 壁 ， 壁 厚 2～3 m。每分 段 采完 后 ， 在其 问壁 下用 圆木 柱 和 木 板打挡墙。这样， 一方面起到护顶作用 ； 另一方面防 止上分段废石 下滚 ， 影 响 下分段 作业 。矿 石场 内运 搬以 电耙 为主 ， 在边角处辅 以人工处理 。 该法 的优 点是 ①分段 顶板暴露面积 小 暴露 时 间短 ， 回采速 度快 ； ②上 、 下分 段之 问相互 隔开 ， 不 能 造成 应力集 中， 作 业 安全 性 较好 。缺点 是要 留一 部 分问柱 ， 矿石损失较 大 。 O p ti m i z i n g t h e s t r u c t u r e s a n d p a r a m e te r s o f e n f o r c e d a c fi v a fi o e a g i t a t o r s fo r l y c o n c e n t r a te d c e m e n t e d 伽 Z h a n g C h a ng q i n g C h a n g s h a R e s e a r c h I n s t i t u t e o ， Mi n e Ab s t r a c t T h i s p a p e r d e s c ri b e s t h e ma i n p e r f o r ma n c es o f t h e S J 0 3． O 0 b l a x i a l a g t a t o r a n d t h e G J 5 0 3 e n f o r c e d a nti r a t i n g a g i t a t o r b o t h of w h i c h a r e th e ma j o r s 【 i l l g e q u i p m e m f o r t h e t h i r d g e n e r a t i o n of h i 曲l y c o n c e n t r a t e d e e m e nt f i l l i n g s y s t e ms． I n the p a p e r ． t h e i r s t r u c t u r e s a n d p a r a me t e r s a r e o p t i mi z e d， j n c l u d i n g t h e s e l e c t i o n o f r o t o r s ma t e r i a l s a n d s p e e d． Ke y wo r d s h i g h l y c o n c e n t r a t e d e e me nt f i l l ； a c t i v a t i n g a g i t a t o r ； p e rf o r ma n c e s p a r a me t e r ； s t r u c t u r a l o p t i mi z a t i o n 维普资讯 第 2 1 卷2 0 0 0年第 4 期 2 9 2 ． 2 小分段后退式充填采矿法 适应条 件 矿 柱走 向长度 8～l O re， 倾 向长度 4 0 ～ 6 0 m， 脉厚 1 ． 5 2 ． O m， 矿 石 品位 较 高 ， 价值 较 大 ， 顶 板不太稳 固至较稳 固 ， 矿柱两边 均是 采空 区。 回采工 艺 首 先 ， 在 矿柱 中央 掘 进切 割 天井 ， 然 后 ， 将 矿柱分 成若 干小 分 段 ， 分段 长 度 5 6 m， 在 每 个 分段下端 横向掘进 开采 进路 ， 然 后 ， 从上 往下 依次 回采每个分段 。分 段 回采 方法是 ， 以开 采进 路为 自 由面横 向剥采 ， 采幅 2 ． 2 2 ． 8 m， 将其 中的 废石分 选 堆 于空 区； 矿石则用人 工扒至切 割天井 ， 然后用 电耙 出矿 采 至 3 4 m宽时 ， 用选 出 的废石 进行 横 向捡 边 充填 ， 如果 顶板稳固 性较差 ， 则 在充填体 中辅 以水 泥 胶结 。充 填好后 ， 再 从下往上 回采 该分段 ， 当废石 较 多对 ， 用废 石充填 ； 废石 不够时 ， 则 用木立柱 木顶 子 护 顶 ， 直 至该分段 采完 。 这种采矿法的优点是 ①分段暴露面积小， 回采 速 度快 ， 暴 露 时间短 ； ② 上下 分段 之 间相 互隔 开 ， 不 能造成应力集中， 作业安全性好 ； ③沃溪矿区断层节 理一般与倾向基本一致 ， 横向充填体与断层 、 节理基 本垂 直 ， 因而护 顶效 果较好 ； ④ 用充填体 代替横 向间 柱， 提 高 了矿石 回收率。这种 采矿方法 的缺 点是 劳 动强度较大 ， 工资成本较高， 因而一般只适应于矿石 品位 较高的矿柱 回采 。 3 人工间壁采矿法 适 应条件 脉厚 25 m， 品位 较高 ， 矿石价值 大 ， 倾 向长度 小于 2 0 m， 走 向长度不 限， 顶板 较破碎 的底 柱 。 回采 工艺 见 图 1 所 示 ， 在矿柱最前 端掘进切 割 天井， 以切割天井为 自由面用长壁式回采 ， 回采工作 面宽度为 3 5 m， 采完后 ， 靠近回采工作面沿倾向架 设条带状 水泥垛墙 ， 内装 碎石 填 心 ， 要求 密实 接 顶 。 在顶上横 放圆木或废 旧钢轨 ， 然后 ， 对顶板和水 泥垛 墙用混凝 土喷浆 ， 使其 构成整体 ， 形 成具有较大承 压 强度 的人 工矿壁。然后 ， 继续 后退 回采 ， 用 同样方 法 制作人工 间壁 ． 如此循 环后退作业 ， 直至整个 矿柱 回 收完毕 。采场 内用 电耙 扒 运矿石 至 沿脉 平巷 ， 然 后 用装岩机 出矿 。 A A 图 1 人工 闻壁采 矿法 l 一水泥砣2 _ 一 混凝土喷浆层 3 一切割王井4 一沿脉平巷 5 一悬臂横 繁 该采矿方法优点是 ①用人工间壁代替 了原生 矿壁 ， 提高了回收率， 节约了进尺 ； ②因为护顶措施 较 为周 密 ， 作业 安 全条 件 较好 。这 种采 矿方 法 的缺 点是 架 设人工 闻壁 的劳动 强度大 ， 成 本较高。 4 联合护顶空场采矿法 适 应条 件 脉厚 25 m， 矿石 品 位较 高 ， 矿 柱走 向长 91 2 m， 倾 向长 5 0～6 0 m， 左 右 两边 均 为 采空 区。该 法实用 顶板节理发 育 的矿柱 回采。 这 种方 法 的实 质 ， 就是通 过采 取周 密 的护 顶措 施． 使用一般空场采矿法难以回收或回收率很低的 矿柱得 以安全 回收 。具 体做 法是 ， 在用 普通 空 场采 矿法 回采矿柱 时 ， 用喷锚 网 废旧钢绳 绕锚 杆布 网喷 浆 支护 顶板 ， 同时又用胶 结水泥垛联 合护 顶。 这种 采矿方 法的优点是 ① 回采安全 性好 ； ②提 高了矿柱回收率， 回收率高达 9 2 ． 5 ％。 这种 采矿 方法 的缺点 是 与一般 空 场采 矿法 比 较 ， 工序较 为繁 杂。 5 底板掘进预 留矿石护顶充填采矿法 适应条件 适用 于地 压大 ， 顶板 破 碎 ， 矿体 整 体 性已破坏 ， 在 顶板下难 以掘进 巷道 的矿柱。 具体做法是 在掘进 天井时 ， 有意将 切割 天井 位 置放低 ， 使掘 进 工作 面 以上 保 留 1 m 左右 厚 度 的 矿 石。 因矿石结 构力较强 ， 所以护顶效 果较好 ， 切割 天 井掘成后， 再用削壁充填采矿法从上往下退采。 6 特殊进路采矿法 沃溪矿 区的矿脉千 变万化 ， 矿柱 回采难度大 ， 有 的矿柱在 回收 时改 变运 输方 式 或进 路布 置 ， 往往 能 维普资讯 、 3 0 黄金 做到 事半功 倍 ， 这就是特 殊进路采矿 法。 例如 ， l 9中段 的 1 9 5 0～1 底柱 ， 因沿脉巷道 已严 重变 形 ， 无法 运输 ， 故从 2 0中段的相 邻 2 0 4 5 采 场掘 进反 天井至矿柱 下端 部 ， 底 柱所 采 的矿石 通过 反天 就可 成功 地解决 了 1 9 5 01底 柱的 出矿难 题 。 又如 ， 2 0 6 3 W 矿柱 四周 都是采 空区或采充 区， 原 来的 回采进路 因垮 落得 太 高无 法 修复 ， 于 是拆 取老 充填 废石 ， 从干式充 填体 中修进路 见矿 ， 使该 矿柱顺 井溜 到 2 0 4 5采场 内 ， 再从 2 0中段转 运 出矿。这样 ， 利 回收 。沃溪矿 区矿柱回采技术 经济指 标见 表 1 表 1 1 9 9 7 、 1 9 9 8年沃溪 矿区矿柱 回采 技术 经济指标 7 强制快速采矿法 适应 条件 顶板破 碎 ， 压力大 ， 走 向长 5 6 m， 倾 向长 4 0 5 0 m， 矿石 品位 不太高的矿 柱。 这种矿 柱顶板维 持时间很 短 ， 安全性不好 ， 只能 采 用强制方 法快 速 回收 。具 体 做法 是 在切 割 天井 内一 次性把炮孔 全 部凿 好 ， 然后 从 上往下 每次 爆破 1 0～1 5个 炮 孔 ， 爆破 后 ， 紧接 着 出矿 。 这种 做 法 的 特 点是 改 变 作业 循 环 ， 将 一般 的凿 岩 一爆破 一出 矿 ， 改为一 次性 凿岩后分 段爆破 一出矿。在凿岩时 ， 使用 术立柱 作临时支护 ， 凿岩完 毕后 ， 除 了装药 和挂 电耙钢 丝绳 的滑 轮外 ， 工人 不再进入采场 。 这种采矿方法的优点是 ①回采速度快 ； ②作业 安全性较好。这种采矿方法的缺点是 回收率较其 它采矿方法稍低， 但对于品位不高的底柱还是很适 应的。有些 品位 较高 的底 柱 因条件 限 制 ， 也 不得 不 使用此 法。 矿 柱 回收 的劳动 组织 和施 工管 理 ， 与一般采 矿 方法 基本 相 同， 由凿 岩 、 爆 破 、 耙 矿 、 充 填 、 运输 等工 种组 成的综合 队协 同作业 ， 一般 只上常 自班 ， 每班每 个作 业点 作业人员 3 5人 。采场 内设 场长 ， 各 工 区 设 区长和值 班长 ， 另 外还有 由采 矿 、 地质 、 测 量 、 安全 各部 门技术人员组 成的专业管理 队伍 。 由于矿 柱 回收 时 ， 作业 环境 恶 劣， 安 全 威 胁 较 大 ， 因而施 工管理要 求 比较严格 ， 管理 人 员要 经常深 入现 场 ， 及时给予指 导和监督 ； 要 求施 工 人员 严格按 设计要求施 工 ， 确保 安全和最大 限度地 回收 矿石。 8结语 矿柱 回收 在沃 溪矿 区变得 越来 越重 要 ， 不仅 对 回收矿产 资源 、 延长矿 山寿命 起着非 常重要 的作用 ， 而且对缩短井下 生产作业线 ， 减少巷道 服务年限 ， 节 省巷道维护费用 ， 降低生 产成 本 ， 提高企业 经挤效 益 起着 重要作用 。因此 ， 进 一步 探寻高效 、 安 全 的矿 柱 回收方法 ， 是采 矿工作者 的重 要课题 。 编辑 崔岱 Th e p r a c t i c e o f r e c o v e r i n g o r e p i l l a r o f g e n tl e d i p a n d n a r r o w v e i n C u iWe n X ia n g x i G o l dM i n e o f蜀 Mn P r o v i n c e Ab s t r a c t S e v e r a l me t h o d s t o s u c c e f u B y r e c o v e r o r e p i l l a r s i n t h e o p e r a t i o n p r a c t i c e a l e s u mma r i z e d． Th e s u i t a b l e c o n d i t i o n s ， s t mn g a nd we a k p o i n t s o f e a c h me t h o d a r e d e s c r i b e d wh i c h c a n b e the r e f e r e n c e f o r t h e r e c o v e r o f s a me k i n d o r e pi l l a r ． Ke y wo r d s g e n t l e d i p a n d 13 I T O W v e i n； r e e o v e of O re p il l s； mi n i n g me t h od 维普资讯