康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究.pdf

2 0 1 6年 1 2月第 6期 梁宗霍等康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究 l 3 康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究 梁 宗霍 ，彭联合 ，朱 志华 湖南 水 口山有色金属集 团有 限公 司 ， 湖南 衡 阳4 2 1 5 1 3 [ 摘要 ] 介 绍 了康家湾矿在回采 Ⅱ矿体和 Ⅳ矿 体等 围岩 不稳 固缓 倾斜难采 薄矿体 时的采矿 方法 ， 根 据矿体 具体条件 ， 优化 垂直分条充填采矿 法和 全面采矿 法， 垂 直矿体走 向划 分矿房 ， 不 留顶底矿 柱和 间 柱 ， 大部分采 准切割 工程均布置在脉 内， 采用 由里向 外后 退 式回采顺 序 ， 一步骤 连续 回采 ， 嗣后 充填 ， 不 仅 降低 了贫化损失率 ， 减少 了大量采准掘进 工程 ， 而且大 大提 高了回采 效率和安全 系数。优化措 施应 用 于回采康家湾矿的缓倾斜矿体 时， 给矿 山带来了 良好 的经济效益。 [ 关 键词 ] 缓倾斜 难采薄矿体 ；垂直分条充填采矿 法；后退式回采 [ 中图分类号 ] T D 8 5 3 ． 2 [ 文献标志码 ] B [ 文章编号 ] 1 6 7 2 6 1 0 3 2 0 1 6 0 6 0 0 1 3 0 3 1 矿 山开采现状 康家湾铅锌 金矿一期工程 根据 “ 勘探 为主、 探 采结合” 的建矿原则 ， 于 1 9 8 9年投 人生产 ， 形成 了 3 0 0 k t ／ a的生产 规模 ； 二 期工 程 于 1 9 9 8年 开始 建 设 ， 2 0 0 2年达到 了4 0 0 k t ／ a的生产规模。开采范围 为水平方向 1 3 5线至 1 0 8线 、 垂直方 向为 四中段一 1 3 4 m 至十 三 中段 一 4 2 0 m 区段 的 I、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ 、 V、 Ⅵ、 Ⅶ七个主矿体 ， 矿体走 向北北东或近南北 ， 倾 向东或西 ， 呈似层状或透镜状 ， 倾角为 53 5 。 ， 矿体 平 均厚 度为 2～8 m。 采矿方法以上向水平分层充填法为主 ， 全面法 、 留矿法等其他采矿方法为辅。 通 风 系统 为竖 井 、 斜 坡 道 进 风 ， 1 、 2 斜 井 回风 的抽 出式通 风 系统 。 矿 山现已建成一个永久充填站 ， 永久充填站为 尾砂胶结充填 ， 年充填能力可达到 1 4 4 k m 以上 。 [ 作者简介]梁宗霍 1 9 8 5 一 ， 男， 广西 南宁 人， 本科 ， 工程 师 ， 主要 从事矿山开采设计与管理工作。 [ 收稿 日期]2 0 1 6 1 0 1 3 2 开采技术条件 康家湾矿 Ⅱ矿 体和 Ⅳ矿体分 别分布在 1 0 1～ 1 0 3线和 1 2 1～1 3 1线之间， F 逆冲断层下盘硅化破 碎带下部 ， 矿体直接顶板大部分为炭质泥页岩、 粘土 质 角砾 岩 、 硅质 页岩 、 泥 灰岩 ， 属稳 定性较 差 的 围岩 ， 矿体呈似层状或透镜状 ， 倾角为 1 0～ 2 5 。 ， 矿体平均 厚度为 1 ． 5～4 m， 矿体连续性较差 ， 矿体斜长 约 2 0 ～ 5 0 m， 矿石中铅品位 3 ． 8 ％ ， 锌品位 4 ． 7 ％， 金 品位 1 ． 9 g ／ t ， 银 品位 9 5 g ／ t ， 硫 品位 1 5 ． 2 ％ 。 3 采矿 中存在 的问题 倾 角在 1 0 2 5 。 的缓倾 斜 薄 矿体 在 我 国 的生产 矿山中占有较大的比重 。此类矿体本身的赋存条件 复杂 ， 采用的方法也多为壁式崩落法、房柱法及全 面法等 。但存在矿 山规模 小、机械化程度低、 贫化损失大的问题。康家湾矿 Ⅱ矿体和Ⅳ矿体属于 缓倾斜薄矿体 ， 且矿体直接顶板为炭质泥页岩 ， 围岩 不稳 固 ， 在 实 际应 用 中用 全 面 法 或 房 柱 法存 在 以下 几个问题 ①矿体厚度较小 ， 加大了采切工程量 ； ② 回采过程中需 留大量的矿柱 ， 对于高品位矿体 ， 损失 率较高 ； ③ 由于矿体顶板 围岩极不稳固， 采用全面法 回采过程中即使预 留了矿柱， 采场顶板仍有 冒顶现 1 4 中 国 有色 冶 金 A生产实践篇． 采矿与选矿 象， 空 区治理难度大。 4 采矿方法优化 由于 Ⅱ矿体和Ⅳ矿体属于缓倾斜难 采薄矿体 ， 根据矿体实际情况 ， 为解决以上的问题 ， 对垂直分条 充填法和全面采矿法进行优化 ， 垂直走 向将矿块划 分为一系列采场 ， 不划分矿柱 ， 由于矿体走向连续性 较差 ， 矿体走向不长 ， 可采用后退式 回采 ， 回采完一 个采场立即进行尾砂胶结充填 ， 然后再 回采下一个 采场。该方法充分利用了垂直分条充填法和全面法 T T T T Ⅱ 的优点， 在围岩不稳固的情况下 ， 实现了缓倾斜难采 薄矿体安全高效 的回采。 4 ． 1 采场布 置及 结构 参数 矿块垂直走 向布置 ， 矿房宽 8～1 0 m， 长度为矿 体斜长， 高度为矿体高度 ， 不 留顶底柱和间柱 ， 具体 布置见图 1 。在矿体底部布置脉内出矿平巷 ， 矿体 上端脉内布置充填 回风巷 ， 在矿房 中间布置切割上 山， 以切割上山为 自由面进行切采 ， 利用相邻采场的 切割上山作为充填管铺设的通道 。 1 一 出矿平巷 ； 2 一切割上 山； 3 一充填回风巷 ； 4 一 尾砂胶结充填体 图 1 采矿 方法 布置 图 4 ． 2采场 凿岩 与爆 破 由于矿体厚度在 4 m以内， 且矿体直接顶板为 炭质泥页岩 ， 岩石结构松软， 稳 固性差 ， 为了能形成 比较平整的顶板 ， 便于顶板维护 ， 以切割上山为 自由 面进行切采 ， 局部采用光面爆破 ， 上部 为光爆层 ， 其 厚度为 0 ． 8 m； 下部为正常爆破区， 高度为光爆层 以 下至矿体底板 。光面爆破的参数为 孑 L 径 3 6 m m， 孔 深 2 ． 0～2 ． 2 m， 孔 间距 0 ． 4～ 0 ． 5 m， 抵 抗线等 于光 面爆 破层 厚 度 ， 为 0 ． 8 m。光 面 爆 破 装 药 集 中度 为 0 ． 2 k g ／ m。炮孑 L 内空气 间隔装药 。光面爆破时光面 层常分裂成大块 ， 为消除大块 ， 光面层 内还需布置一 些炮孔 ， 孔间距 0 ． 7～ 0 ． 8 m， 全深装药 ， 雷管分段滞 后光爆孔 。下段非光爆孔排距为 0 ． 6～ 0 ． 7 m， 眼距 为 0 ． 7～ 0 ． 8 m。 4 ． 3 采场 回采顺序 与通 风 由于采场垂直走向布置， 不留间柱和顶底柱， 回 采过 程首 先从 最 里端 的采 场 开 始 回采 ， 回采完 毕 后 Ⅱ 进行充填接顶后再 回采相邻 的采场 ， 以此类推回采 剩下的采场， 采场回采顺序为后退式 回采 ， 采场 出矿 平巷布置在矿体下端脉内， 采用电耙将采场 内矿石 耙至 出矿 平巷 ， 装 岩 机装 矿 。采场 通 入 的新 鲜 风 由 中段平巷进入采场洗刷工作 面， 污风排入矿体上端 的充 填 回风巷 或上 部 中段 回 风巷 ， 进 入 中段 回风 系 统。回采过程中可安装局扇加强工作面的通风。 4 ． 4采场 充填 采场 回采结束后 ， 及时进行嗣后充填 ， 防止不稳 固顶板坍塌 ， 采用全尾砂胶结充填 ， 灰砂 比为 1 1 0 。 充填前做好采场充填准备工作， 主要包括架设 充填管 ， 埋设充填滤水管和构筑充填挡墙。充填管 架设 由中段平面进入相邻未 回采采场的切割上 山， 然后接入采场上端的充填回风巷。 嗣后充填采矿法一次性充填量大 ， 充填体 内多 余水份不易排出 ， 故必须做好采场嗣后充填的滤、 排 水工作。可使用塑料管进行滤 、 排水。制作方法如 2 0 1 6年 l 2月第 6期 梁宗霍等 康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究 1 5 下 使用普通 1 o 0 mm塑料管 ， 在管道上钻 凿直径 为4 1 0 m的孔， 孔间距为1 0 0 m m 1 0 0 m m ， 然后在 5 施工效果评价 管壁上 沿 径 上 均 匀 绑 上 直 径 2 O m 的 木 条 2～3 5 ． 1 经 济技 术指 标 根 ， 再用土工布包好 ， 不能漏浆。为保证泄水的可靠 采矿方法优化后 ， 回采康家湾矿 Ⅱ矿体和Ⅳ矿 性和泄水速度 ， 在采场内铺设两条泄水管。 体的主要经济技术指标见表 1 。 表 1 技 术经 济指 标 分析表 1 可知 ， 由于不留矿柱 ， 矿石的损失率较 低 ， 只为 2 ． 5 ％， 并且大部分采准工程 布置在脉 内， 采用 后 退式 回采 ， 千 吨采 切 比也 很 低 ， 只 为 6 ． 5 m ／ k t ， 只是炸药单耗相对偏高， 因为在 回采过程 中为 控 制顶 板 的平整 性 ， 确保顶 板 安全 ， 采用 光 面爆 破控 制 顶板 。 5 ． 2技 术效 果评 价 经过实践 ， 根据 Ⅱ矿体和Ⅳ矿体 的实际情况 ， 优 化垂直分条充填和全面采矿法 ， 采用后退式回采 ， 嗣 后充填后 ， 取得了以下效果 1 采准工程布置在脉 内， 减少了采准工程量 ， 加快 了采场回采进度 ， 提高 了回采效率。 2 采 用后 退式 连 续 回采 ， 不 留矿 柱 ， 极 大 程 度 地降低 了矿石损失率。 3 采用嗣后充填 ， 及时对空区进行充填 ， 确保 相邻采场的回采安全 ， 在回采缓倾斜薄矿体时是 最 有效的空 区治理措施。 6 结论 实践证明 ， 在 回采康家湾矿顶板不稳 固的 Ⅱ矿 体和Ⅳ矿体时 ， 该优化方法安全可靠 ， 采准工程布置 灵活 ， 实用性较强， 经济效果好 ， 给矿 山带来 了良好 的效益 ， 类似矿山可以借鉴该采矿思路 ， 根据矿体具 体情况优化相关工程布置和回采顺序。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 王来军 ， 薛田喜 ， 陈涛， 等． 缓倾斜薄矿体采矿方 法的研究 [ J ] ． 黄金科学技术 ， 2 0 0 3 ， 1 1 3 4 4 4 7 ． [ 2 ] 王紊银 ， 张旭 宇． 缓倾斜 薄矿体采 矿方法探 讨[ J ] ． 甘肃 冶金 ， 2 0 0 7 ， 2 9 1 3 33 4 ． [ 3 ] 伊 晓雨， 王 占清． 缓 倾斜 薄矿体 的工 程布 置问题 [ J ] ． 有色 矿 冶 ， 2 0 0 7， 2 3 4 1 61 9 ． [ 4 ] 刘声 雷． 阶段矿 房法在缓倾 斜矿体 回采 中的应 用 [ J ] ． 矿业 快 报 。 2 0 0 8 ， 2 4 9 1 2 01 2 1 ． St u dy o n m i n i n g me t ho d o f g e nt l y d i pp i ng a n d r e f r a c t o r y t h i n o r e b o d y i n Ka n g j i a w a n mi n e LI ANG Zo n g - hu o，PENG Li a n h e，ZHU Zh i hu a Abs t r a c t Th e pa p e r i n t r o d u c e d t h e mi n i n g me t ho d a p p r o a c h e d t o t h e g e n t l y d i p pi ng a nd r e f r a c t o r y t hi n o r e b o d y w i t h u n s t a b l e s u r r o u n d i n g r o c k d u r i n g s t o p i n g o f o r e b o d y No ． I I a n d o r e b o d y No ． I V i n K a n g j i a wa n mi n e ．Ac c o r d i n g t o t h e a c t ua l s i t u a t i o n o f t h e o r e bo d y， t he o p t i mi z e d v e i c a l c u t a n d fil l a n d l o ng wa l l me t h o d we r e a d o p t e d t o d i v i d e r o o ms v e ai c a l t o t he o r e b o d y s t r i ke wi t ho u t r e s e r v i n g t h e r o o f a n d f l o o r p i l l a r s a n d i n t e r me d i a t e p i l l a r s ．Mo s t o f t h e d e v e l o pme n t a n d c u t t i n g wo r k s we r e a r r a ng e d i n t he v e i n． The r e t r e a t c o n t i n uo u s s t o pp i n g wa s c a rri e d o u t f r o m i n - s i d e t o o u t s i d e wi t h p o s t fil l i n g ．Th i s a p pr o a c h n o t o n l y r e d u c e d t h e di l u t i o n a n d l o s s r a t i o，bu t a l s o s a v e d l o t s o f d e v e l o p me n t c ut t i n g wo r k s a n d g r e a t l y i mp r o v e d t he r e c o v e ry a n d s a f e t y f a c t o r ．Th e o p t i mi z a t i o n h a s b r o ug h t s o u n d e c o n o n i c b e n e fi t t o t h e mi n e d u r i n g s t o p i n g o f t h e g e n t l y d i p p i n g t h i n o r e b o d y i n Ka n g j i a wa n mi n e ． Ke y wo r d sg e n t l y d i pp i n g a n d r e f r a t o r y t h i n o r e b o d y；v e r t i c a l c u t a n d fil l mi n i n g me t h o d；r e t r e a t s t o p i n g