武山铜矿南矿带采矿方法优化初探.pdf

[ 矧v e 武山铜矿南矿带采矿方法优化初探 袁成贵 江西铜业集团公司武山铜矿 ， 江西瑞 昌 3 3 2 2 0 4 摘要 采矿方法的选择至关重要 ， 直接 关系到矿 山的整体安全生产及经营效益。 武山铜矿 以创建 “ 绿 色可持 续发展 ” 矿 山为契机 ， 探 索出适合武山铜矿南矿带最优 的采矿方法， 提 高了资源回收率， 改善 了作业环境 ， 经济 及 社 会 效益 明显 。 关键词 采矿 方法 ； 资源回收率 ； 作业环境 ； 经济效益 ； 社会 效益 中图分类号 T D8 5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 2 5 0 6 5 2 0 1 6 0 8 0 0 4 5 2 Th e P r e l i mi n a r y S t u d y o f Mi n i n g Me t h o d Op t i mi n z a t i on i n W u Sh a h Sou t h Or e Be l t Yu a n Ch en g gu i Wu s h a n C o p p e r Mi n e o f J CC， Ru i c h a n g 3 3 2 2 0 4 ， J i a n g x i ， Ch i n a Ab s t r a c t Th e mi n i n g me t h o d i s v e r y i mp o r t a n t ，wh i c h i s i n r e l a t i o n t O t h e p r o d u c t i o n s a f e t y a n d ma n a g e me n t o f mi ne ． W u s ha n c o p pe r mi ne t a k e t he o p po rtu ni t y of“ Gr e e n a nd S us t a i na bl e M i ne ”p ol i y，find ou t a mi n i n g me t ho d wh i c h i s s ui t a b l e f o r s o ut h o r e be l t ． i n or d e r t o i mp r ov e t he r e c ov e r y r a t e o f r e s o ur c e s a n d wo r k i ng e n v i r o nme nt ． The e c o no mi c a nd s o c i a l be n e fit s a r e o bv i o u s ． Ke y wo r d s Mi n i n g Me t h o d； Re c o v e r y Ra t e o f Re s o u r c e s； W o r k i n g E n v i r o n me n t； Ec o n mi c a n d s o c i a l b e n e fi t s 武山铜矿为国内地下大型铜硫矿山， 矿区位于九瑞 铜矿田中部。 横立山黄桥向斜东段北翼的单斜构造 内， 水文地质条件复杂。 为落实国家和行业资源节约综合开发利用政策， 降 低贫损指标， 改善作业安全环境， 提高矿山经营效益。 武 山铜矿以南矿带一 3 1 0 米中段南2 采场为试验 ， 通过优化 现有采矿工艺，由上 向充填采矿法改进为下向人工假底 充填采矿法， 实践证明 ， 能显著提高资源回收率，降低 贫化损失率 ， 保障作业安全， 经济及社会效益明显 1 1 - 3 ] 0 1 采场概况 该 试 验 采 场 位 于 南 矿 带 一 3 1 0米 中 段 南 部，标 高-3 1 5 ． 1 米， 分层矿量 1 9 8 6 5 吨， 矿体类型为含铜矽卡 岩 ， 呈块状 ， 局部受风化花岗岩、 煌斑岩穿插破坏 ， 稳固 性一般。 围岩上盘为风化花岗岩 ， 极不稳固， 易片帮 冒 收稿 日 期 作者简 介 工作 单位 研究方向 通讯地址 联系方式 2 。 1 6 - 0 3 袁成贵 1 9 6 5 一 ， 男， 江西赣州人， 采矿工程师 江西铜业集团公司武山铜矿 主要从事采矿技术及相关管理工作 江西省瑞昌市武山铜矿 3 3 2 2 0 4 5 6 9 3 5 5 0 5 q q ． c o m 顶， 下盘为稳固性较好的白云质灰岩。 采场采取三班制作业， 日生产能力7 0 吨， 综合贫化 率9 -7 ％， 损失率 1 1 _ 5 ％。 2 上向水平进入式水砂充填采矿 该采场试验前采用的为上向水平分层进路式充填采 矿法 ， 盘 区沿矿体走向布置 ， 长度为 9 O米， 宽度为矿体 厚度，平均 1 5米，中段高 5 0米，分段高度 1 0米，分层 高度3 ． 3米， 底柱高 6 ． 6 米 ， 间柱宽4米。 采准工程均布 置在较稳固的下盘大理岩中。 切割平巷沿矿体下盘边界掘进， 到位后 ， 沿矿体走 向后退式布置回采 ， 考虑矿岩较为松散破碎 ， 一般在切 割巷道三角点、 中央、 端部留有保安间柱 ， 规格为 3 ． 3 米 高 X 3 米 宽 X 3米 长 ， 按采一充一方式作业。 采 矿断面 3 ． 3 米 X3 ． 3 米 ， 顶板管理以水砂充填接顶为主， 局部松散段采用管缝式锚杆或坑木支护。 采用 Y T一 2 9气腿式凿岩机浅孔凿孔， 乳化炸药 ， 激 发器起爆。通风为局扇压入与抽出混合式， 爆破后在进 行洒水通风撬松石等工序后 ， 用wJ D一1 _5立方电动铲 运机出矿， 运至溜矿井。每一回采进路结束后， 经平整 底板进行水砂充填。 该采矿方法的主要优点 2 0 1 6 年 4 i T世界有色金属 4 7 [ 刚 表 1 两种采矿工艺对比 单位 m／ Z i t t ／ 人 年 ％ ％t ／ 万 t K wh ／ h 次 次 2 下向 1 2 6 4 5 4 ． 7 6 3 5 1 2 3 2 1 ． 9 0 0 ① 采矿成本低。 由于该采矿方法直接采用下分层顶 板作为该分层底板， 无须额外的铺底、 支护等工艺环节， 作业环节连续 、 简单 ， 采矿成本较为低廉。 ② 作业效率高。由于在爆破作业时， 底板为下分层 充填水砂 ， 形成了有效的自由面， 能在一定程度提高爆 破效率 。 缺点是 ① 贫损指标高， 矿产资源利用率低。 为便于铲装设 备运行， 须垫矿 2 0厘米厚， 损失率高。采矿作业矿体边 界控制难度大， 易造成较高的贫化率 ， 资源利用率低。一 2 6 0米中段第十二分层 ， 该采场综合综合贫化率9 ． 7 ％， 损失率 1 1 l5 ％，日生产能力7 0 吨。 ② 易片帮冒顶， 安全监管压力大。 由于下分层矿体 已回采、 充填， 本分层采矿作业时， 进路两帮破坏严重， 极易片帮 ， 增大空场面积， 进而导致冒顶等事故发生， 加上作业人员直接暴露在原岩下，安全生产风险极大。 空场 时间长， 片帮冒顶发生率高， 安全生产压力大。 该 采场 自中段投入生产以来， - 2 6 0米中段矿石回收过程 中， 共发生冒顶 4 次 ， 片帮 1 2次， 作业人员人身伤害轻 伤 3 次 ， 重伤 1 次。 3 下 向水平进入式水 砂充填 采矿 近年来 ， 国家大力提倡矿产资源综合利用开发， 提 高资源回收率， 延长矿山服务年限。同时安监部门加大 了矿 山企业的监管与处罚力度 ， 强调落实矿山主体责任。 为适应新形势需要。 武山铜矿以南矿带 一 3 1 0 米中段南 2 采场为试验， 优化现有采矿工艺 ， 积极探索一种安全、 高 效、 经济的采试方法。 经过逾两年的试验、 推广， 下向水 平进入式水砂充填采矿法在南带应用取得了成功。 上向采矿法做大的弊端在于作业人员在作业时， 长 时间直接暴露在原岩下， 尤其是在破损松软的矿岩条件 下 ，日常撬毛工作量重 ， 安全隐患大 ， 施工断面控制难 度大。针对这一弊端， 武山铜矿 一 3 1 0米中段南2采场先 后试验了顶板喷浆、 木支护 、 锚网喷、整体砼加 固等支 护方式 ， 控制顶板， 但效果不佳。主要是因为在原岩已 受爆破作业扰动破坏的情况下， 采取被动支护手段， 支 护力难以抵消地应力作用， 很容易导致顶板、 边邦失稳， 进而导致采场垮塌事故。 鉴于此， 武山铜矿创新思维 ， 变被动为主动 ， 采取 预先浇筑人工砼假底的方式， 对地压力进行控制， 保证 作业顶板、 边邦安全。 在回采分条结束， 清理平场后 ， 首 先按网度2 0 0毫米 X 2 0 0毫米铺设直径 1 2 毫米螺纹钢筋 网， 钢筋网垫高5 O毫米。 其次将已湿式搅拌的混凝土铺 上， 混凝土厚度3 0 0 毫米， 并用振动泵充分插浆捣鼓 ， 待 3 天养护期后， 对空区进行水砂充填接顶。 转入下分层后， 作业人员在木支护的人工砼假底下施工， 由于充填体 、 假 底及木支护的承载作用， 能完全抵消因开采扰动导致岩体 失稳 ， 防止巷道变形、 垮塌， 改善作业环境， 保证作业安全。 采切工程 、 盘区布置等与上向采矿法基本一致 ， 采 用木支护方式，坑木直径 2 0 厘米，切采 间距0 ．8米 ， 回 采间距 1 ． 1 米， 支护间设有粱撑 、 腰撑 ， 并用短天井木 、 五分板、 竹搭子闭帮闭顶 [4 5 1 。 该采矿方法的主要缺点是 ①新增人工砼假底浇筑 、 支护等作业， 工序相对较 复杂， 成本较高 ， 同时对作业人员技能要求较高。 ②受假底承重受力影响 ， 单次作业循环进尺需控制 ， 一 定程度上影响作业效率。 该采矿方法的主要优点是 ①作业安全系数高。由于采用木支护及人工混凝土 假底的方式管理顶板 ， 采场顶板压力大大减小 ， 作业安 全得到保障 ， 作业环境改善明显。 试验后， 采场未发生 一 起垮塌事 故 ， 无人员 、 设备 事故 。 ②资源回收 率高。采 场顶板为 人工混凝土假底 ． 底板为原岩， 设备运行无须垫矿， 采矿损失率低。同时 能较好地控制矿体边界，回采进路能灵活布置 ， 尤其适 合南2采场产状复杂， 围岩破碎矿体的回收。 试验后， 采 场综合贫化率 4 ． 7 ％， 损失率6 ． 3 ％，日生产能力8 0吨。 4 结 语 下向水平进入式水砂充填采矿法， 在矿岩破碎， 存在 易片帮、 冒顶的安全隐患条件下， 是回收贵重金属矿物的 一 种安全、 经济、 高效的手段， 值得同类矿山借鉴应用。 四 [ 1 ] 中 青色 】 程 设计研 究总院 [ 2 0 4 2 0 0 4 1 L 程 ， 江西铜、 I 股 份有限 公司武 L n 铜矿深部挖潜扩 产技术改造初 步设计 [ 2 0 0 4 ． 【 2 】 赵鸯， 等． 武山铜矿大 断面 开采条伴 F 分级尾砂胶结充填 研究嘲， [ 3 ] 解世俊 ． 金属 床地下开采 第二版 【M] 北京 冶垒工业出版社， 8 ． I 4 J4 段 龙银 ， 彭小 刚 ． 武 山铜矿下 向胶结 充填 试验方 案探 讨 ． 钒 业 工程 2 0 0 7 ， 1 1 卜一 1 3 ． [ 5 】 彭小 刚 ， 段 龙镊 旋 流分级与 立式砂仓联 合水力造浆充 填工 艺探 讨 【 J 】 ．铜业 工程 ， 2 0 0 7 ， 2 1 3 -1 4 ． 4 8 世界有色金属2 0 1 6 年 4 NT