铜山铜矿不稳固矿床开采技术.pdf

I S S N 1 6712 9 00 CN 431 3 47 ／TD 采矿技 术第 5卷第 3期 M i ni n g Te c hn o l o , ，Vo 1 ． 5， No． 3 2 0 0 5年 9月 S e p． 20 0 5 铜 山铜 矿 不 稳 固 矿 床 开 采 技 术 沈刚 ， 龚浩源 铜 山铜矿 ， 安徽 铜陵市2 4 7 1 2 7 ； 长沙矿山研究院 ， 湖南 长沙4 1 0 0 1 2 摘要 铜山铜矿在开采不稳 固矿床的实践 中， 根据不 同矿体的开采技术条件选择不 同的 采矿方法， 根据井巷工程所处矿岩 的稳 固性、 井巷工程的作用及服务期 限确定其 支护形 式。经过 多年的生产 实践 ， 为不稳固矿床的开采探 索了成功的经验。 关键词 不稳 固矿床开采； 有底柱分段崩落法； 阶段 出矿分段 空场法 ； 井巷 支护 O 前 言 素给采矿工作带来很多技术上的难题。 铜山铜矿位于安徽省贵池市境 内， 矿床成 因为 中 一低温热液交代型 ， 矿体分布散 ， 产状复杂 ， 形状 不规则 ， 围岩尤其是底 板围岩很不稳 固。矿体分布 为 3个区段。铜山区主要为 1 矿体 ， 前 山区主要为 8 4 矿体 ， 前山南区为 4 矿体和 3 O 矿体 。 1 矿床 和围岩。铜 山区 1 矿体为矽 卡岩型， 矿体底板为闪长岩 ， 煤系 ， 极不稳固， 顶板为矽卡岩 ， 不稳 固。前 山区 8 4 矿体 为黄铁矿 型、 黄铜矿 型和 辉铜矿型， 底板为五通燧石石英岩及风化闪长岩 ， 极 不稳固。顶板为大理岩 ， 节理发育 ， 中等稳 固。前山 南 区 4 矿体为磁铁矿型和黄铁矿型 ， 底板为风化闪 岩 ， 极不稳 固。顶板为大理岩 ， 稳 固。3 0 矿体为黄 铁矿型和磁铁矿型 ， 底板为风化闪长岩 ， 极不稳 固， 顶板为燧石岩 ， 稳 固性一般 。 2 地压特征。铜 山矿原为露天和坑下联合开 采 ， 现露采结束 ， 已转坑采。1 矿体 一1 0 3 m水平 以 上为露采 ， 边坡残矿及 一1 0 3 m水平 以下转坑采 ； 前 山区 ～ 4 0 IT I 水平 以上为露采 ， 一 4 0 IT I 水平以下转坑 采 。在前山区和铜 山区上部形成了两个露天 凹坑， 使露天转地下开采后 的地压 变得 十分复杂 ， 给地下 开采带来一系列 的安全问题 ， 加上矿床 自身不稳固， 使地下开采难度增大。 3 产状特 征。矿体倾 角变化大， 1 矿体倾 角 为 2 0 。 ～ 6 o 。 ； 4 矿体倾角为 3 0 。 一5 5 。 ； 3 0 矿体倾 角 为 3 0 。 ～ 5 5 。 。这 3个倾斜矿体上 陡下缓。8 4 矿体 5 0 。 以上 ， 属急倾斜矿体。矿体厚薄不均 ， 厚度为 1 5 ～ 5 0 1T I o 综上所述， 矿体底板围岩不稳固， 顶板围岩相对 较稳固， 矿体形态复杂， 倾角及厚度变化 大， 这些 因 1 采矿 方法及 采场构 成要素 根据铜 山矿矿体的特点 ， 要求所选用 的采矿方 法生产能力大 ， 采场周转快 ， 巷道使用期短 。经多年 的探索试验 ， 选用 了有底柱分段崩落法和阶段出矿 分段空场法 。铜山区 1 矿体和前山区 8 4 矿体 一8 0 I T I 以上地表允许崩 落， 采用有底柱分段崩落法。该 法具有连续 回采 、 出矿能力大、 采场周转快 等优点。 前山南区 4 矿体 ， 3 0 矿体地表不允许崩落 ， 采用 阶 段出矿分段空场法 。该采矿方法具有生产 能力大 、 损失小 、 工程布置机动灵活 、 通风条件好等优点。前 山 8 4 矿体含硫高 ， 一8 0 IT I 水平 以上崩落法矿石损 失大 ， 残 留矿石易燃烧发火， 给安全生产带来威胁， 因此该 矿体 一8 0 IT I 水平 以下也采用 阶段 出矿分段 空场法。 1 有底柱分段崩落法。分段高 2 0～ 3 0 IT I ， 采 场宽 1 2～1 6 IT I ， 底柱高 6 IT I ， 凿岩分层高 8～1 0 IT I ， 电耙道漏斗双侧交错布置 ， 漏斗问距 6 IT I 。 2 阶段出矿分段空场法。中段高 4 0 I T I ， 矿房 采场宽 1 2 I T I ， 矿柱采场宽 6 IT I ， 底柱高 6～ 8 IT I ， 顶柱 高 4～ 6 IT I ， 凿岩分层高 8～1 0 IT I ， 电耙道漏斗双侧交 错布置 ， 漏斗间距’6 I T I 。 根据各个矿体 围岩和地压活动 的不同特点 ， 采 准工程针对性地采取不同的布置方式 。 1 铜山区 1 矿体 一1 0 3 IT I 水平 以上为露采， 转坑采后应力分布十分复杂 ， 近边坡岩体 中最大主 应力方向与边坡 方 向一致。采 场垂直边坡方 向布 置 ， 即垂直最大主应力方 向， 使地压对工程的破坏减 小到最低程度 。脉外 中段巷道运输 ， 2～ 3个矿块设 置一条人行通风天井 ， 用联络道与各段 电耙道贯通 ， 维普资讯 沈刚 ， 等 铜 山铜矿不稳 固矿床 开采技 术 7 盘区设一 回风井 ， 出矿溜井采用 电耙道独 立溜井。 因为平巷比天井易维护 ， 因此尽量减少天井 ， 而采用 联络道平巷供行人通风。 2 3 0 矿体和 8 4 矿体 一8 0 m水平 以下采用 阶段出矿分段空场 法。这两个 矿体底板岩 石不稳 固， 而顶板岩石相对较稳 固。在采准工程布置 上力 求避开不稳固围岩 ， 把大多数采准工程布置在顶板 ， 底板尽可能 的少布或不布工程 。如 3 0 矿体 一1 7 0 m至 一 2 1 4 m 中段 ， 采场垂直矿 体走 向布置。在 一 1 9 6 1 1 1 水平矿体顶板沿矿体走向设一副中段平巷 ， 起人行 、 联络、 通风用 ； 在盘 区顶板首尾各设一 条人 行通风天井 ， 中间设一条设备天井 ； 一】 7 0 m中段矿 体底板设一条 回风巷道 ， 采场通风 以电耙道通 风为 主、 切井通风为辅 ， 形成贯串风流。 2 巷道支护 铜山矿采用 的支护方式有喷锚支护 、 钢筋混凝 土支护 、 素混凝 土支护和木支护 4种。根据矿岩稳 固性 ， 破碎程度， 巷道服务时间选定支护方式。 1 喷锚支护 。喷锚支护 主要用 于开拓工程 。 这种支护方法具有施工速度快 ， 结构简单 、 劳动强度 和成本低等优点 ， 但支护厚度难 以掌握 ， 厚 薄不均。 铜山铜矿的围岩稳固性差 ， 地压和地质条件复杂 ， 裂 隙水大 ， 特别是风化闪长岩遇水极易风化膨胀 ， 喷锚 支护层薄处易被水浸湿风化膨胀 ， 最 终导致 大面积 脱落。渗水性差 ， 较干燥的矿岩采用 喷锚支护效果 较好。 2 钢筋混凝土支护。这种支护方法劳动强度 大 ， 成本 高， 效率低 ， 但支护强度大 ， 使用期长 ， 较适 应铜山铜矿 ， 主要用于水平 开拓巷道 和采切工程 。 采场支护根据采场周期而定 ， 一般采场矿量在万 吨 以上的电耙道及 围岩稳固性差 、 服务 时间长的采 区 溜井和采区联络道用钢筋混凝土支护。 3 素混凝土支护。矿岩 中稳 ， 不太破碎 ， 但又 必须支护的水平巷道 、 采区联络道 ， 采场矿量万吨 以 下 的电耙道等采用素混凝土支护。 4 木支护。木支护结构简单、 成本较低、 使用 灵活 ， 主要用于开拓、 探矿巷道 临时支护 ， 大多数采 切巷道都用木支护 ， 架设方式 平巷用木棚 ， 天井用 垛盘。 3 几点认识 】 正确选择采矿方法。应根据不同的开采技 术条件选择不同的采矿方法 ， 并 且要求矿块生产能 力大 ， 采场周期短 ， 缩短采准工程 的使用期 ， 采准工 程能灵 活 布置 。 2 对不稳固矿床 的开采 ， 支护手段是一个重 要措施 ， 严格按技术规范实施 ， 综合使用不同的支护 方法 ， 能够保证采矿活动 的正常进行。若管理松懈 ， 技术监督跟不上 ， 支护质量差 ， 将达不到预期 目的。 3 采空区处理。有底柱分段崩落法出矿过程 中一定要形成覆盖岩 。一是使覆盖岩充填 采空区， 二是应力得 到释放 。对小 中段 空场嗣后一次充填 法 ， 采空区处理的方法是 矿柱空区用混凝土一次胶 结充填 ， 矿房空区用尾砂一次充填 ， 空区暴露时间不 得 超过 6个 月 。 。 4 对岩石稳固性差 的巷道施工应限期完成 ， 缩短开挖时间。根据揭露的岩性情况 ， 在不影响矿 块 回采的前提下 ， 修改设计 ， 变更巷道位置至岩层稳 固性相对较好处。 收稿 日期 2 0 0 5 0 4 0 6 ； 欢迎订阅2 0 0 6 年 中国矿业 杂志 维普资讯