辛克布姆铜矿带浅藏矿体宽矿房房柱采矿法.pdf

辛克 布 姆 铜矿带浅藏矿体 宽矿房 房柱 采矿法 典型的房柱法回采方案如图所示 2 外姚份熬六汹 一柱矿 广 一 几 刀叔环召 右 叼毅必沪寿f 辛克布姆铜矿带地质条件复杂 , 且尚存 争议 , 该矿化带中各矿山的地质条件基本类 似 。 矿带走向大致为 N1o 0 w 、 倾向 NE 、 倾角 3 0 ”。 通常情况下 , 隔 2米一个弱面 , 但在局部 分布区其密度和强度增加 。 弱面产状无规律 。 可采矿体的厚度一般为 26m , 但某些部分 可达3 0米 , 矿体倾角为 25 040 0 , 局部为急 倾斜 。 7 0年代莫萨博尼铜矿公司为提高缓倾 斜25 。一 40 。 薄矿脉1 . 5一sm开采生产率 和回收率 , 引进了水力充填的房柱采矿法 。 目 前 , 这种采矿方法在该矿化带所有各地下矿 都得到了成功的应用 。 在辛克布姆矿区地下铜矿的房柱法开采 中 , 在两相邻 阶段沿上盘接触带以 1 3 一 1 9 m 间隔开凿 Zm 义 Zm 的上山 , 上山长为 70m , 在 其两侧采矿 , 形成1 0 一15m的矿房 。 当矿体 的全厚不能用 Zm 分层一次采完时 , 则进行 分层开采 。 每一矿房的最终高度直接受隔离 两相邻矿房矿柱 的影响 , 连接两中段的上盘 上山的间距则取决于采区的岩层条件 。 在正 常即岩体质量在中等和特别好之间和困难 岩体质量为差甚至极差的岩层杂条件下 , 适用于这些矿山的房柱法的基本设计参数如 下 。 辛克布姆铜矿带房柱法设计参数 以 月一十 3 平而图 一 言 ’{面 图 典型的房柱法回采方案图 1一扩宽矿房;2 、 7一上阶段运输巷 ;3 、 l 。一下 阶段运输巷; 4一正充填的采场;5一底板 ;6一矿柱; 8一锚杆支护的顶板;9一需剥采的底板矿石 岩层条件 上山断上山倾矿房跨矿柱宽上山间矿房长 面m Z 角 o 度m度m隔m度m 正常情况 困难情况 2X2 2X2 2540 2 540 l9 l 3 6 070 6070 在扩采矿房过程中 , 顶板用全长水泥砂 浆锚杆支护 , 锚杆长 为 L S1 s m , 以1 Zm 丫 1 . Zm 的间隔垂直顶板安装 。 采场回采完 后 , 用分级尾砂水力充填 。 采完一个采场一般 需要 46个月 , 在需进行分层开采的情况下 往往还需要更长的时间 。 对 于上 述的设计方案 , 当矿房宽度为 1 5 m 时 , 矿 石回收率实际上只有7 0写 , IOm 宽时矿石回收率仅6 5 。 近年来 , 采矿成本 的不断上升引起 了当地铜 价飞涨 , 这就要求 提高矿石回收率 、 降低开采成本 。 对于房柱 法 , 在可行的情况下 , 可通过增大矿房宽度以 大大提高回收率 。 DOI 10. 13828 /j. cnki . ckjs. 1993. 26. 002 在辛克布姆铜矿带上进行的早期现场研 究也表明 , 对用宽矿房房柱法进 行回采的可 行性进行探索是有价值的 , 特别是用于回采 浅部矿体 。 1975 年开始了对莫萨博尼铜矿公司房 柱法优化设计进行现场研究 , 研究发现 11975年 , 对拉卡铜矿的浅部和莫萨 博尼铜矿的深部水平 10m 宽的房柱法采场 顶 、 底板的闭合度进行了测定 , 在 每个采场 内 , 用仲缩式收敛仪在采场顶部 、 中部和底部 的三个测点对其闭合度进行了量测 。 四个多 月的研究 1975 年 7 月至 1975 年 10月得 出了如下观;则值 顶板最大闭合度c l 的 矿山 、 , 1 ,段 、 采场大致深度 顶部测点中部测点底部测点 莫萨尊尼矿 23 、l,段 6 ,呢采场 拉卡矿 3中段8 8 5s E采 场 75Orn3 . 9 8 1 30 0m 6 . 7 875 . 393 0 . 2 290 . 0 5 00 . 015 4个多月的观测表 明 , 浅部开采的顶板 闭合度很小 , 比深部开采时小很多 。 2 1976一1977 年 . 对拉卡铜矿 885m 深 的第」中段 sE 采场顶部 、 中部和底部 , 用伸 缩式收敛计 、 弹簧式收敛计和电子仲长计测 定顶板闭合度 , 进行了 9 个月精心的监测 。 在 此期间 , 采场从 10m 拓宽至 15m , 且其空场 时问大约为 5个月 , 顶部和中部测点总收敛 值分别为 0 . 37em 和 O Os cm 。 弹簧式收敛计在顶部 、 中部和底部测点 测得 的最大收 敛值 分别为 0 . 1 0c 5m 、 . 0 036em 和 0 . 15c 3m 。 静电式仲长计测得的采场中部的最大下 沉量为 0 37cm 。 考虑到上述情况 , 决定在巴特尔格拉矿 第 7 中段 40 5N 采场进行宽跨度矿房房柱法 可行性研究 。 按照埃文斯的线性拱理沦 , 地下空场的 自承线性拱的跨度是其高跨比和岩石抗压强 度的函数 , 岩石的抗压强度 、 密度和杨氏模量 在实验室测定 , 其平均值分别为 535kgc / m ’、 2 . 88t/m “ 和 1 . 05X 10 5k g / er n Z。 在上述计算中 , 抗压强度值保守地取为 400k gC /m Z。 假定拱高为 1 . sm , 采用 1 . sr n 长 的锚杆支护 , 发现稳定的开挖空问最大跨度 为50m 。 对2 0 m 宽的空场 , 其拱高和顶板变形估 计分别约为 lm 和 1 . c 7 m 。 因此根据埃文斯 的观点 , 在辛克布姆铜矿带的地下矿山中顶 板锚杆支护厚度不小于 1 . sm 时 , 在房柱法 采场中采用2 0 m 宽的矿房回采是相当安全 的 。 考虑上述岩石力学和技术经济两 个方面 的因素 , 发现2 0 m 宽矿房房柱法可试用于该 矿带浅部矿体的开采中 , 暴露的顶板需用 1 . sm 长的2 0 mm 直径翼形钢筋全长砂浆锚杆 支护 , 支护网度为 1 . Zmx l . Zm 。 在首次采用 2 0 m 宽矿房房柱法开采时 , 应进行严密的岩 层监测 。 在浅部房柱法开采中 , 成功地采用 2 0 m 宽矿房代替 1sm 矿房 , 其技术经济指标得到 了一定的改善 开采成本及采矿时间减少2 0 ;矿石回 收率提高5 ;采矿设备 的利用率提高 , 停工 时间缩短 ; 各中段采场数减少 , 矿石搬运更加 集中 。 El l 9212一21 李庶林 尹健生