丰山铜矿北缘安全回采的探讨.pdf

I S S N 1 6 712 9 0 H D CN 43一l 3 47 ／TD 采矿技术第 l O卷第 2期 Mi ni n g Tec hn o l o g y，Vo 1 ． 1 0， No． 2 2 0 1 0年 3月 Ma r ．2 01 0 丰 山铜 矿 北 缘 安 全 回采 的 探 讨 杨坤 ， 张纯锋 大冶有色金属公司丰山铜矿 ， 湖北 阳新县4 3 5 2 3 2 摘要 根据丰山铜矿北缘一 2 0 0 m中段 一1 3线至 一1 2线矿块的现状 ， 对该块段采矿方 法进行优化 ， 并对采场 出现的 问题提 出了解决措施与建议 ， 以确保该块段 能安全、 经济的 回采， 减少资源的浪 费。 关键词 采矿方法 ； 尾砂充填法； 顶板管理 ； 安全回采 1 概 况 丰山铜矿北缘 一2 0 0 m 中段 一1 3线至 一1 2线 矿块为大理岩型矿石 ， 矿石矿物共生组合为黄铁矿 一 黄铜矿 ， 黄铁矿 一黄铜矿 一 方铅矿 一闪锌矿等。大 理岩硬度系数．厂 6～8 ， 平均体重 2 ． 8 6 t ／ m ， 在矿体 中占2 5 ％。从北缘 一 2 0 0 m中段 一1 3线 ， 一1 9 4 m底 部结构现场的岩石情况看 ， 该矿块 大理岩石有蚀变 绿泥石化 ， 蛇纹石化等 ， 质地较松软 ， 极不稳固。 丰山北缘 一 2 0 0 m中段西部矿块采用壁条柱上 向分层尾砂充填采矿法 ， 其底部结构是在 2 0 0 4年至 2 0 0 5年形成的， 该盘区从 一1 6线拉底到 一1 3线时 ， 从 ～1 3线运输沿脉的揭露情况看 ， 该地段为大理岩 型矿体 ， 岩石极为破碎 ， 采场 内片帮 冒顶 时有发生 ， 如 一1 3线材料井上掘 1 5 1T I 左右就垮塌无法施工 、 一 1 3线滤水井的整个联道发生 冒顶垮塌 、 一1 3线下 盘沿脉多处边帮有较大裂隙， 回采作业安全较差 ， 因 此在 2 0 0 5年底此处底部就被搁置 ， 没有再进行采切 工程施工。 2 采矿方案 的优化 丰山北缘 一 2 0 0 m 中段 一1 6线至 l 4线矿块 原采用壁条柱上向分层尾砂充填采矿法， 矿块垂直 走向布置， 矿房宽度 6 1 i l ， 矿柱宽度 3 m， 只回采矿 房 ， 矿柱不考虑回采 ， 分层回采高度 2 ． 0～ 2 ． 5 m， 采 用铲运机出矿 ， 分层尾砂充填。此采矿方法的缺点 就是矿房暴露面积过大 ， 矿柱得不到回收， 矿石损失 过大 ， 如图 1所示 。 图1 壁柱式上向分层尾砂充填采矿方法 综合考虑到北缘 一 2 0 0 m中段 一l 3矿块地质条 件及安全现状 ， 在原采矿方法上进行优化 ， 减少采场 的暴露面积， 以便安全 、 经济 、 灵活 的回采该地段 的 矿石。决定采用上向分层点条柱进路尾砂充填采矿 法 。 2 ． 1 矿块布置及构成要素 矿块垂直走 向布 置， 矿块长度 为矿体厚度 ， 矿 房 、 矿柱间隔布置 ， 矿房宽 3 m， 矿柱宽 3 m， 在岩石 情况好的情况下将矿柱布置成点柱 ， 点柱为 3 m3 i n ， 点柱中心 间距 4～5 m， 底 柱高 6 m， 不 留顶柱。 5 0 1T I 划分 1个矿块 ， 矿块共 8个矿房 、 8个矿柱 ， 形 成独立的采 、 出、 充回采循环 ， 见图2 。 2 ． 2 采 准 、 切 割工 作 在中段运输水平布置脉 内运输平巷 ， 在 一1 3一 一 1 2线矿块 内布置一条充填通风天井 、 1 条斜坡道、 2条溜井 原 一l 3线溜矿井可 以利用 、 2条滤水井 其中斜坡道可以改为作滤水井用 ， 在矿体较稳固 地段沿走 向掘铲运机出矿联络道。 2 采矿技术 1 3 1 3 1 2 I 井 殳 ； 。阴 日 li c e ‘ j豳 豳 。 滤水井 阴 s m 1 ， ， l 图 2北缘 一2 0 0 m 中段 一1 3一一l 2线矿块 采切工程布置 切割工作是在采场底柱上方沿走向掘拉底平巷 宽 3 m， 高 3 m ； 然后在拉底平巷垂直切割矿房 ， 形成完整的拉底层 ， 作为回采崩矿的自由面。 2 ． 3回采 工作 采用 Y T一 2 7型凿岩机凿 2～ 2 ． 5 m深的水平 炮孔， 炮孔排距 最小抵抗线0 ． 8～1 ． 0 m， 炮孔问 距 0 ． 8～ 0 ． 9 m。根据本矿的矿岩特点， 采用炮孔交 错排列 。严格控制采场周边的炮孔 ， 防止破坏上 、 下 盘围岩与矿柱 ， 控制采幅， 以减少落矿的损失、 贫化。 从切割拉底层开始 自下而上逐层 回采， 一个矿块实 行一步骤回采， 即将矿块内矿房及矿柱回采部分作 为一个回采单元， 回采工作面呈阶梯式推进 ， 同一矿 块内的矿房 回采基本保持同步 ， 每次回采高度 2 ． 0 ～ 2． 5 m。 采用 wJ D一 1 ． 5型铲运机将崩落矿石运至采区 溜井 。 采场通风的风速不得低于 0 ． 1 5 m ／ s ， 新鲜风流 经中段运输平巷 、 联络道到滤水人行井 ， 清洗工作面 后的污风经采场的充填通风天井到上 中段 回风巷， 采用抽出式通风。为保证采场的通风效果 ， 在采场 的充填通风天井 口处安设一台局扇加强通风。 2 ． 4 充填工作 根据围岩稳 固情况可采用一采一充的充填工 艺， 即回采一个分层充填一次， 充填前应将顺路溜井 和泄水井加高， 在出矿联络道设立充填隔墙， 准备工 作就绪后开始用分级尾砂进行充填 ， 充填高度为分 层回采高度， 采场内一般采用 1 0 0～1 2 0 m lT l 塑 料软管作充填管。 2 ． 5 顶板管理 在每次崩矿后 ， 应对采场顶板要进行严格检查 和撬毛工作 ， 对局部节理裂隙较发育的地段用锚杆 支护及圆木临时支护 ； 出矿后迅速进行充填 ， 尽量减 少矿体上盘的暴露时间。在构造裂隙发育密集带及 其风化带附近 ， 矿岩完整性差， 稳 固性不好， 个别地 段发现有挤压构造破碎带 ， 在开采过程中， 要加强地 压监测和观察， 以防止出现冒顶、 片帮等事故。 2 ． 6 采切 工程量及 施工顺序 该矿块采切工程量见表 1 。 表 1 矿 块 采 切 工程 ■ 断 面 m。 工程名称 毛 净 长 度 体 积 茎 丝 m m 喷砼 浇砼 1 5 O l 2 5 5 ． 5 2 6 5 0 2 5 0 2 2 l 2 6 4 ． 68 2 1 9 4 m沿脉巷道8 ． 3 7 8 ． 3 7 充填通风井 22 ． 5 1 ． 92 ． 4 矿溜井 5 ． 3 9 5 ． 3 9 1 9 4 m切割巷道8 ． 3 7 8 ． 3 7 滤水井 2 ． 8 3 2 ． 8 3 1 5 0 1 1 1 卷扬硐室6 ． 2 5 6 ． 2 5 充填 回风井联道6 ． 2 5 6 ． 2 5 斜坡道 合计 3 2 0 2 6 7 8 ． 4 本次设计是在原有北缘 一l 3线底部结构的运 输沿脉的基础上进行， 为了节省采切工程的投资， 缩 短底部结构的拉底周期， 尽量利用现有的采切工程。 1 接通 一1 9 4 n l 一1 3线运输 沿脉底 部的照 明， 对原有 一l 3底部结构 的巷道进行撬毛， 处理巷 道顶板及边帮的浮石 ， 对 一1 3线底部东西沿两端已 经垮塌的沿脉进行封堵 。进行喷砼支护， 再进行锚 杆条网联合支护 ， 为了保证底部采切工程的安全， 最 后再进行二次喷砼支护， 支护厚度要求 5 0 m m， 以喷 砼料全部覆盖锚杆条网方 网为合格。 一1 9 4 m一1 3 线溜矿井处往西 9 i n的沿脉岩石极为破碎， 由于此 处要停放铲运机 ， 为了保证人员及铲运机的安全 ， 对 此处用钢支架支护。 2 对 一 2 0 0 m中段 一l 3 线的运输穿脉进行二 次喷砼支护 ， 局部破碎地段进行锚杆条网支护。 3 对 一 2 0 0 m中段 一l 3线的溜矿井的放矿硐 室进行整改 ， 安装 5 k W 放矿振动电机。 4 对 一 1 9 4 m原有的 l 3线底部结构巷道的 碴石进行人工清理， 预计清理量为 2 2 5 m 。 5 测量部 门对原 一1 9 4 m底部结构进行实 测， 地质部门圈定底部结构的矿体， 采矿部门根据测 量 、 地质部门的实测图布设好采场底部结构。 6 尽量在矿体下盘岩石较好的地段向两端拉 下转第 l 4页 8 8 8 4 。 ％ ；。 9 采矿技术 2 0 1 0 ， 1 0 2 强度也是分级尾砂膏体泵送胶结充填材料 的 1 ． 2 9 倍 ， 两种试件破坏时的最大位移基本相同。 一 蔓 、 一 山 鞋 柩 一 至 、 一 柱 描 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 6 0 位移S 1 l l m 一 一 浆 舔 3 5 3 0 2 5 2 O l 5 l 0 5 O Z 一 耀 jI辞 位移S m m 位移S i n m 图 1 高浓度砂浆充填材料载荷 一 位移 曲线 一 Z 一 耀 籁 位移s r tl i t 1 位移S mi l1 位移S mi l1 图 2 分级尾砂膏体充填材料载荷 一位移 曲线 3 结语 馓 糊 黼 袍 蝴 啷’ 对 不 同 充 填 材 料 的 抗 压 试 验 结 果 表 明 ， 高 浓 度 耄 顶,3 1煤 6工 作6 面25 高- 1冒1 空1 ． 巷 充 填 技 术 中 国 矿 业 砂浆充填材料的最大载荷和最大抗压强度均大于分 [ 4 ]许新启 ．分段充填采矿法充填体稳定性分析及控制[ J ] ． 有色 级尾砂膏体充填材料 的相应值 ， 两种试件破坏时的 金属， 2 0 0 0 ， 5 2 4 1 8 ～ 2 2 ． 最大位移基本相同， 说明采用高浓度砂浆充填材料 [ 5 ]李一帆 张建明， 邓飞， 等． 深部采 空区 尾砂 胶结充填 体强度特 对深部采场进行充填对保障采场稳定性更有利。该 性 试验研究[ J ] 岩土力 学， 2 0 0 5 , 6 8 ～ 8 釜 果 为 矿 山 选 择 不 同 采 场 的 充 填 体 提 供 了 重 要 ,19 9 6结 充,2 7 填 体2 1变 形- 及 强14 8 ． 度试验研 刀 的依 据 。 参考文献 收稿 日期 2 0 0 9 0 8 2 4 [ 1 ] 邓代强， 姚中亮， 唐绍辉． 特大型采场充填体单轴压缩条件下 作者简介 黄 恒 1 9 8 2一 ， 男， 广 西河池人 ， 助理 工程师 ， 的力学性能[ J ] ． 有色金属， 2 0 0 7 ， 5 9 2 6 6～ 6 9 ． 研 究方 向为采矿 工艺及安全评估。 一●_．_◆- ．． ◆_．_ - -◆- ●_◆_．-◆。 ◆。◆一◆- ●◆- 上接第 2页 开脉 内运输沿脉， 并按设计进行切割工程的施工。 7 根据采场底部结构的揭露情况及岩石的安 全稳固情况， 合理布置充填通风天井。 3 结 论 丰山铜矿北缘 一 2 0 0 m 中段 一l 3线至 一l 2线 矿块地质矿量 1 7 0 6 0 4 t ， 平均地质品位 0 ． 7 1 ％ ， 金属 量 1 2 0 8 ． 8 3 t 。通过以上优化工作 ， 结合矿山实际生 产情况 ， 矿山生产将能取得预期技术经济指标 矿石 损失率2 0 ％ ～ 2 5 ％、 矿石贫化率 1 0 ％、 采场生产能 力 1 3 5 t ／ d 。 参考文献 [ 1 ] 杨仕教， 古德生 ， 等． 丰山铜矿北缘采 区矿岩稳定性分级的灰 色聚类方法研究[ J ] ． 矿业研究与开发 ， 2 0 0 4 ， 2 4 1 ． [ 2 ] 鲍侠杰． 丰山铜矿北缘采场稳定性研究[ J ] ． 矿业研究与开 发， 2 0 0 4， 2 4 6 ． [ 3 ] 程治华， 各 方． 丰山铜矿开拓工程的优化[ J ] ． 采矿技术， 2 0 0 4， 4 4 ． 收稿 日期 2 0 0 9 0 9 0 1 作者简介 杨 坤 1 9 7 1一 ， 男， 广 西全州人 ， 工程 师， 主要 从事采矿技术与管理， E m a i l y i n g z h i n g y o n g 1 2 6 ． t o m 。