某难采矿体的采矿方法研究.pdf

S e r i a l N o ． 5 2 8 Apr i l ． 2 01 3 现代矿业 M0RDEN MI NI NG 总 第5 2 8 期 2 0 1 3 年 4月第 4期 某难采矿体 的采矿方法研究 田 占 汪 亮 孙国权 ， 1 ． 徐州铁矿集团有限公司； 2 ． 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司； 3 ． 金属矿山安全及健康国家重点实验室 摘要通过对某矿采矿过程 中的难点分析 ， 采取先逐个解决 ， 再综合考虑的办法， 将空场法 的采矿工艺、 崩落法覆盖岩层下出矿的放矿方法和废石充填法有机结合 ， 创造一个最适合该矿的采 矿方法， 该研究思路值得借鉴和参考。 关键词难采矿体采矿方法覆盖岩层废石充填 1 矿 山概况 1 ． 1 矿体条件 某金矿矿区内有 1 3个岩金矿体， 均赋存于近东 西向断裂破碎带中， 主矿体西部顶底板岩性为厚层 、 中厚层状细粒石英砂岩和泥质板岩互层； 东部为薄层 状、 中厚层状细粒石英砂岩、 粉砂泥质板岩互层， 较破 碎， 稳固性差。矿体走 向长大于 1 2 0 0 m， 宽1 ． 5～1 5 m， 走向2 6 0 。 ～ 2 8 0 。 ， 倾向南 ， 倾角 7 0 。 ～ 8 0 。 ， 矿体倾角 在走向上变化较大 ， 在矿体倾角较缓处 ， 上盘岩石已 经暴露且极易产生坍塌， 易对矿石产生贫化。矿床品 位含金 1 ． 5 3～3 ． 9 4 g ／ t ， 平均2 ． 1 8 t ， 储量 1 6 9 7 8 k g 。矿体的上下盘与围岩分界不明显， 矿体与围岩呈 渐变过渡关系， 只能靠取样化验确定矿体和围岩的分 界线。矿体出露地表， 延深约 4 0 0 m。 1 ． 2开采技术条件 根据地质报告描述 ， 矿区未做水文地质工作 ， 仅 根据矿山实际生产过程 中揭露的地质情况 ， 矿 区的 水文地质较简单 ， 主要为裂隙水 ， 为雨水补给 ， 表现 为雨季滴水较大， 旱季则无滴水现象。 矿体顶底板岩性均为中厚 ～厚层状石英砂岩 ， 岩石坚固， 且均有不同程度的硅化。根据对矿山 I 矿带采场 、 Ⅲ 矿带部分探矿沿脉和穿脉 的现场踏 勘 ， 正在开采的 I 矿带 最厚不超过 5 m 采场内矿 体、 围岩均很破碎， 目前采用在巷道内挑顶落矿 基 本不用爆破 方式采矿， 按照矿山实际， 每次挑顶落 矿后要及时用废石充填， 否则就会出现垮落现象。 而 Ⅲ 矿带之前掘进的巷道基本全部采用木或钢支 护 ， 且部分支护区段也 已出现了垮塌现象。 1 ． 3 开采现状 、 目前矿山正在进行采矿作业 的 I 矿带分为东 西两段 ， 采用平硐加盲竖井的开拓方式 ， 利用 自然风 镇。 6 0 田 占 1 9 8 7 一 ， 男 ， 助理工程 师 ， 2 2 1 1 3 8江 苏省徐州 市利 国 压形成 了良好的通风系统 ， 采矿方法为上向分层充 填采矿法 ， 其基本工艺是在下盘阶段运输巷开始切 割 、 采 准， 实行分层浅孔 凿岩、 人工出矿、 立柱护顶 局部上 盘破 碎处采用跺 砂袋 的方 式保证采 场 出 矿 、 废石充填 的作业工艺 ， 废石一部分来 自掘进， 不足部分在下盘开掘废石巷道 硐室 ， 每次 回采高 度约 1 ． 5 m， 矿体厚度基本在 3 m以下 ， 采场综合生 产能力约 2 0 t 。 开采存在以下问题 ①需要工人在空场下作业 ， 由于矿岩均不稳 固， 容易发生 冒顶、 片帮， 威胁工作 人员 的安全； ②仅采厚度 3 m以下的矿体 ， 进行大量 的木支护和钢支护后 ， 仍会坍塌 、 冒落 ， 对于稍厚 的 矿体无法开采 ； ③ 机械化程度低 ， 生产效率低 ， 劳动 强度大 ， 生产能力难以提高 ， 工人工作环境差。 2 采矿方法研究 以上分析表明， 选择该矿采矿方法需考虑以下 因素 ①矿岩均不稳固， 要求及时充填 ， 不形成空场 ， 同时防冒落 ， 要做好护顶工作 ； ②地表不允许崩落 ， 不能使用崩落法， 同时空区要进行充填处理； ③人员 不在空场 内作业 ， 要在巷道内作业 ， 整个 中段凿岩 ， 炮孔太深 ， 矿体条件差 ， 不容易成孔 ， 要分段凿岩； ④ 充填料只能选取废石 。 为此 ， 初步形成采矿方案 首先在中段开采前 ， 中段顶部采用锚杆 、 锚索和钢筋网喷浆护顶 ， 形成人 工假顶 ， 为空场法 的实施创造条件； 矿 山中段高度 4 0 m， 矿岩条件差 ， 分段高度设计为 1 0 1 3 “1 ， 分 4个分 段 ； 4个分段 同时落矿 ， 上分段先于下分段 ， 为了防 止片帮， 在底部出矿的同时进行废石 回填 ， 始终保持 矿石或废石充填空场支撑上下盘岩石， 形成可行性 采矿方案 ， 即人造顶板分段充填法。 3 人造顶板分段充填方案 1 适用范围。该方法适用于厚度 1 0 m 以下 急倾斜矿体。 田 占 汪 亮等 某难采矿体的采矿方法研究 2 0 1 3年 4月第4期 2 结构参 数。采场沿走 向布置 ， 采场长度为 5 0 m， 宽度为矿体厚度 ， 采场间留 6 1T I 宽连续 间柱 ， 中段高度 4 0 m， 分段高度 1 0 m， 不留顶底柱。 3 采切工程 。在距下盘边界 1 0 m左右布置分 段沿脉巷道 ， 与斜坡道贯通； 由沿脉巷道在矿柱 中央 位置向矿体掘进凿岩联 络巷道 ， 至矿体 中央后向两 端掘进分段凿岩巷道； 以上巷道规格均 为 2 ． 0 m 2 ． 2 m三心拱断面。在第二分段沿脉巷道向矿体掘 进出矿进路 ， 与凿岩巷道贯通 ， 夹角 6 0 。 ， 间距 1 1 m， 规格为 2 ． 5 m 2 ． 6 5 n 3 三心拱断面 ； 在第二分段沿 脉巷道外侧采场下盘 中间布置溜井 ， 溜井为 圆形断 面 ， 直径 2 ． 5 m， 间距 1 0 0 m。在分段凿岩巷道 除第 二分段凿岩巷道 中间分别 向矿体上下盘掘进切割 横巷 ， 并向上掘进切割天井 ， 规格为 2 ． 2 m 2 ． 5 m， 然后进行切割拉槽 ； 第二分段凿岩巷道 中间上掘切 割天井 ， 规格为 2 ． 2 m2 ． 5 m， 然后 随着 回采进行 辟漏 。详细工程布置见 图 1采矿方案标准图。 4 凿岩爆破。采用 Y G Z 9 0凿岩机 ， 配 F J Y 2 2 型圆盘式钻 架 ， 打上 向扇形孑 L ， 孔 径 5 5 mm， 排距 2 ． 0 m， 孔底距 2 ． 2 m。为减 少对上 下盘岩石 的影 响 ， 孔底距上下盘 0 ． 5～1 1 “13_ ， 由中间向两端后退式 回采 ， 每个分段每次爆破 4排 ， 两侧各 2排 ， 下分段 落后于上分段 4排距离 。 T． T 5 出矿充填 。选用 wJ D 1 ． 0铲运 机 出矿 ， 在 上部凿岩落矿的同时铲运机在 出矿进路 内装矿 ， 经 第二分段沿脉巷道 ， 将矿石 卸至溜井 ， 在 出矿的 同 时 ， 在上中段巷道内将废石倒入采场内， 形成覆盖岩 层。 6 采场通风。新鲜风流从斜坡道进入分段沿 脉巷道 ， 然后经凿岩联络巷道进入分段凿岩巷道 ， 冲 洗工作面后污风经崩落矿石或废石缝隙至上中段巷 道进入回风系统。 7 浇注假 底。中段 回采 出矿结束 后 ， 废石填 满了采场 ， 此时采用铲运机将充填废石铲平 ， 压实 ， 使得废石层面比上中段底板低 0 ． 5 m左右 ， 然后铺 设钢筋网 ， 钢筋网采用 2 5 螺纹钢， 网距 2 5 0 m m， 置 于混凝土层 中间 ， 即钢筋网距废石层 面 2 5 0 m m， 钢 筋 网嵌入上下 盘 2 m， 然后 进行混凝 土浇注 ， 标 号 C 2 0， 厚度 5 0 0 m m， 作为上中段回采的底板 。 主要技术指标见表 1 。采矿方案见图 1 。 表 1 主要技 术指标 L Ⅲ ] I 4 Ⅲ_ I l1 充填 口 l5 2 图 1 采矿方案标 准 1 一中段巷道； 2 一溜井； 3 一分段脉外巷道； 4 一分段联络道； 5 一锚杆； 6 一锚索； 7 一护顶拉底； 8 一崩落矿石； 9 一分段凿岩巷道 ； 1 0 一炮孔 ； 1 1 一假底 ； 1 2 一充填废石 ； 1 3 一挡墙 ； 1 4 一连续间柱 ； 1 5 一 出矿进路 4 结论 该矿为极难采矿体 ， 三大采矿方法 中的任何一 种都难 以解决采矿中的问题 ， 本研究通过对难点 的 研究分析 ， 将空场法、 崩落法覆盖岩层下出矿的放矿 方法和废石充填法有机结合， 为该矿创造一个最适 合的采矿方法， 并取得较好效果。 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 2 - 2 2 61