老鸦岭空区下部矿体采矿方法的探讨.pdf

2 2 价值工程 老鸦岭空区下部矿体采矿方法的探讨 On M i n i n g Me t h o d o f Lo we r Or e b o d y i n La o y a l i n g M i n e d - o u t Ar e a 张良贵 Z HA NG L i a n g - g u i 冬瓜 山铜矿技术部， 铜陵 2 4 4 0 3 1 T e c h n o l o g y D e p a r t me n t o f D o n g g u a s h a n C o p p e r Mi n e ， T o n g i n g 2 4 4 0 3 1 ， C h i n a 摘要 本文从空区的规模和稳定性、 矿床的地质条件和回采强度、 空区对生产的危害性等方面阐述了崩落法在特定条件下， 可以 不进行人工放顶， 以形成空场出矿条件， 获得良好的经济效益。 Ab s t r a c t ， I 1 1 i s a r t i c l e c o n s i d e r s山e mi n e r al d e p o s i t s g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a n d mi n i n g i n t e n s i t y ．t h e d a n g e rs d e riv e d f r o m mi n e d o u t a r e a f o r p md u c fi o n ，t h e s i z e a n d s t a b i l i t y o f mi n e d o u t a r e a e t c a s p e c t s ， e x p o u n d s c a v i n g mi n i n g me t h o d u n d e r c e r t a i n c o n d i t i o n s ，w h i c h d o e s n o t n e e d a r t i f i c i al c a v i n g an d c a n f o r m an e mp t y fi e l d for mi n e s h o v e l i n g ， thu s o b t a i n a g o o d e c o n o mi c b e n e fi t ． 关键词 空 区； 废石垫层； 矿柱； 回采时间 Ke y wo r d s mi n e d o u t are a ； ast e r o c k c u s h i o n ； r o c k p i l l ar； s t o p i n g t i me 中图分类号 T D 8 5 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 4 3 1 1 2 0 1 4 1 3 0 0 2 2 0 2 1老鸦岭矿床简介和地质概述 老鸦 岭矿床是 冬瓜 山铜 矿狮子 山矿 区的一个组 成部 分， 与西狮子 山矿床 毗邻 。主要矿体赋存于 青龙群和 大 隆 组 中 ， 共有大小矿体 1 4 4个 ， 其 中主要矿体 3个 ， 次要矿体 4个 ； 走 向 延伸最 长 为 l l 1 7 m， 一般 为 4 0 0 m， 埋深 最浅 距 地 表 1 0 0 m，赋 存 标 高 4 m～ 2 OOm，个 别 矿体 最 深 为一 4 5 2 m。其它矿体赋 存标 高⋯ 6 1 m 5 4 5 m。有用矿物主要 为 铜。 矿 石类型一般 为矽卡岩型。 矿石较坚硬 ， f 1 2 ～ 1 5 ， 围岩 f _ l ～ 1 6 ， 均属 致密坚 固， 但从 目前坑下揭 露的情况看 ， 由于 成矿 前后断层多 ， 褶皱 起伏频繁 ， 岩墙 穿插 ， 造 成断层及岩 墙 附近矿岩较破 碎 ， 地压 大 ， 采场不宣大面积暴露 ， 另外局 部围岩层理 发育 ， 也给顶板管理 带来一定 的难度。 2 开采现 状 2 ． 1采矿现状老鸦岭矿床 自 1 9 8 0年 正式投产 以来 ， 一 1 6 0 m 中段 以上矿体 品位较 低 一般 0 ． 8 ％左 右 ， 采用 崩 落法 下部矿体 品位较高 1 ． 7 ％ ， 采用充填 法开 采。一 2 2 0 m 中段作 为充填法 的首采 中段 ， 设计成南东翼和北 西翼两步 骤 回采充填 方案 ， 到 9 6年底为止 ， 充填总量达 l 1 ． 5万 m ， 。 充填 空区主要 分布在⋯ 1 5 0 m 1 4 0 m 6 ～ 1 0 川 1 ． 4万 m 全尾砂 和一 2 2 0 m 中段 南 东翼 ～ 1 2 川 8 ． 7万 m 砼 、 尾 砂 、 尾胶 均有 ， 一 2 2 0 m 中段 北 西翼 6 ～ 8 川 1 ． 4万 m ， 全 尾砂 。这个 方案在 实施过程 中由于 种种原 因的影 Ⅱ 向， 结 果一 2 2 0 m 中段南东翼全部按要 求充填 完毕 ， 北 西翼除 6 8 采场外 ， 采空区均 未充填 。见图 1 。 图 1 2 2 0 m 平面图 作者简介 张良贵 1 9 6 3 一 ， 男 ， 安徽铜陵人， 采矿中级职称， 研究 方向为地下开采。 老鸦岭 上部 空区于 1 9 8 6年 7月 2日冒通地表 ，陷落 漏斗纵 向长 1 6 0 m， 横 向 9 0 m， 主要位于 甜 ～ 1 0 川之间。 空 区顶板距 地表平均厚 为 1 l O m， 表土厚约 为 5 m。 陷落区山 地坡 度 2 6 度 ， 山地面积 5 8 OOm ， 移动 带 3 3 0 0 m ， 其平面面 积 6 0 0 0 m ， 顺山坡汇水面积 2 3 2 OOm 2 。到 目前 为止 ， 整个 陷 落区趋于稳定 ， 在下部 中部 生产过 程中未发现表 土和地 表 杂物 ， 证明采 宛若 区冒落体均 是围岩。 从地表 看 ， 陷落区内 无积 水 ， 证明冒落体 透水性较 好。 2 - 2空 区的形成和 分布老鸦岭 矿床 自投 产至 9 6年 底 ， 一共采 出矿石量 2 3 0万 吨 ， 其中崩落法 采矿 1 7 8 万 吨 ， 充填法采矿 5 2万吨。 一 1 6 0 m 中段 以上f 用崩落法 回采 的1 矿 体 已全部回采结束 ， 一 2 2 0 m 中段的充填 法采场 已近尾声 ， 一 2 5 0 m 中段开始采矿 ， “ 2 8 0 m 中段 已在开拓。 老鸦 岭空区现 有 4 2万 m ， 详情见表 1 。在 4 2万 m 的空区 中， 能够 形成 一 定 规 模 的空 区 2 2 ． 6万 m 3 。另 外 ， 一 l O O m 无矿 带 以上 ， F G 6断层 以南部 分 由于 空区较 集 中 约 2 0万 m 距地 表 较近 约 1 1 0 m 现 已冒通地 表。这部分空 区基 本上被围岩 充实。F 6以北 空区都是体积较 小的盲空区。 表 1各中段空区分布表 中段 一 1 6 0 In以上 - 1 9 0 m 2 2 0 m 空区体积 1 3万立方米 1 5万 立方米 1 4万立方米 走向长度 3 0 o m 3 2 5 m 3 2 5 m 备 注 部分充填和陷 6 母 ～ 8 采场 已充真 留 南 东翼充 完， N W6 ～ 8 落充填 有 、 8 群矿柱 巳充 ， 留有 6 、 8 群矿柱 2 ． 3目前各中段保有的地质储量 见表 2 表 2 目前各中段保有的地质储■ 万吨 中段 - 1 9 0 m - 2 2 0 m 一 2 5 O m 保有储量 1 4 ． 1 3 5 6 ． 4 6 6 0 ．O 可采矿量 8 ． 5 4 3 ． 0 5 0 ．O 回采时间 2笠 3年 7年 回采 9 8年底结束 9 9年底结束 有 3 6万 吨从一 2 5 0 m 2 o o 3年结束 中段 回采 3 深部矿体采矿方法选择 3 ． 1充填采矿 法 充 真采矿 法最突 出的优点 是 矿石 贫化损失小 ， 能有效地防 止发生 大规 模 的岩层移 动 ， 从而 保证生产作业 的安全 。但从老鸦岭矿床 的实际情况来 看， 它具 有以下弊端 Va l u e En g i n e e r i ng 2 3 3 ． 1 ． 1生 产 能力 受到 制约充 填采 场生 产周 期长 ， 采 场能力 小 ， 不 能满足计划要 求 ， 加上 充填采 场渗 出的大量 泥砂造 成运输巷 道水 沟淤积 。 以致运 输道积水 成 患 ， 严惩 地影响运输的效率和作业环境， 又制约了生产能力。 3 ． 1 ． 2加 大 了生产 成本充填生产 工艺复杂 、管理难 度大 、 工序 多、 工效低 、 成本 高。 充填采场砼封 闭量 大， 质量 要求高 ， 施工难度大。 充填采矿下部 需做人工底柱 ， 否则下 部矿体 回采 需留较厚 的顶柱 。还 有尾砂 脱泥不彻底 ， 采场 脱水 困难 ， 造 成充填采场腔 内压力 非常 大 ， 给生 产带来 不 安全 因素。如果将一 2 2 0 m 中段和一 1 9 0 mD l 矿体 的采空区 全部充完 ， 那么增加成本 2 6 6万元 ， 加上一 2 5 0 m中段还 要形 成 1 8万 m ， 空区 ， 则仍会增加 3 0 0万 元生产直接成本 注 胶结成本是 2 4 ． 8 元／ 立方米 ，尾砂充成本 8 ． 5元／ 立 方米 ， 为 9 3年直接成本。现有空区按胶结和尾充各 5 0 ％计算 。 3 _ 2崩 落法工艺 回采 的好处老鸦 岭一 1 2 0 m 中段 以下 所使 用的崩落法采矿 ，基 本上是在空场情况下 出矿 的 ， 这 种独特 的采矿 方法极大地提高 了生产能力和 资源利 用率 ， 同时也大大降低 了矿石的贫化损失和生产成本 ， 给冬瓜 山 铜矿 生产创 造 了一定的经济效益。 与充填 法相 比这种方法 在经济 上有着无可争议的优势 ， 但在安全 方面仍 需进行 必 要的论证。 3 - 2 ． 1矿床开采 的技术 条件老鸦岭矿床矿 体 围岩 均 致密坚硬 ， 除局部岩墙 和破碎 带稳 固性较 差外 ， 大部 分较 稳 固， 所 以空场条件下 出矿是 有保证 的 ， 多年来 的事 实也 证明了这一点 一 4 0 0 m 曾有 9 O 0 0平方米 的暴 露面 积 ， 也未 有突发性大面积 冒落 。 3 - 2 - 2从 老鸦岭空 区分布情 况看 老鸦 岭一 1 o 0米 以上 空区 已冒通地表 ， 以围岩充入后 ， 所剩 空区只有 l 3万立方 米 ， 一 1 0 0米上下近 2 0米厚 的无矿带到 目前 为止仍较完整。 另外 ， 一 1 6 0米 中段底部 已充填 1 4万立方米 ， 厚 约 5 m并 留 有 6米的论著柱 ，已将一 1 6 0米 中段 与一 1 9 0米 中段空区隔 开。 一 2 2 0米 中段开采 已近尾声 ， 南东翼 已全部被充填。 现有 空区约 1 4万立方米颁在北西部分。老鸦 岭整 个空区走 向 长度均在 3 0 0米 以上。 其 间留有 6 和 8 两个矿柱。 6 ～ 8 采场 ⋯ 2 1 0 m 1 6 6 m 现 已充填 与 甜 、 8 样柱 形成 组合矿 柱 见图 2 。 将空区从纵 向上隔成两段 ， 提高了北 西空区的稳 定性。到 目前 为止 ， 未发现大面积 冒落， 所 以这些 空区对一 2 0 0 m 中段和一 1 9 0 m 中段回采 目前还 不会造成危 险。 一 一 绺董 搿 ≯ 每 诗 f nI ， 一 捌 ～ ． 1T⋯． 吐量 1 {l J 厦 J ■ ‘ 口 i d● ■ l ， _ ■皇 6 k譬 ； 鉴 ， j 、 ， k ＼ I l l ＼ 、 啊L． 謦 l工椭l I 、 l j r、 t． C d k { n厂一71 图 2 3 ．2 ． 3从 目前 回采 顺序和 时间看 一 1 9 0 m 中段 截止 9 6 年底剩余矿 量 8 ． 5万吨 ， 最迟可于 9 8年底 结束 ， 目前一 2 2 0 m 中段 空区均较 稳定 ， 所 以对 1 9 0 m 中段 回采 暂不会造成影 响。 一 2 2 0 m 中段地质 储量有 5 6万吨 ， 但在本中段可采矿量 只有7万 吨左右 ， 采矿可 以于 9 9年底结束 ， 这样 从时 间上 看 ， 现有空区不充填对一 1 9 0 m一 2 2 0 m 两中段 回采影 响不大。 一2 5 0 m 中段地质储量有 6 0万吨， 加上一 2 2 0 m 中段在 本中段 回采的有 3 6万吨 ， 共计 8 6万 吨， 这 些矿体 分布在 F 6以北 2 3万吨 南东翼 4 4万 吨 和北西翼 1 9万吨 。F 6以北上 部是盲区 ， 南东翼上部是充填体 ， 对采矿均无影 Ⅱ 向 ， 主要是 北西翼 上面是一 2 2 0 m 中段 2 - 8 采空 区 7 万 立方米 采矿 时有点影响。因此我们计划将 、 8 柱延伸至一 2 5 0 m 中段 ， 另外 ， 将- 2 5 0 m 中段 甜 ～ 8 N W 采场 用胶结充填 ， 以保 证整 个矿柱的完整柱 ， 趣到支撑空区的作用。 如果按年产 1 6万吨 矿石量计算， - 2 5 0 m中段 回采只需 7年即可完成 ，按 目前上 部空区的情况分析- 2 5 0 m 中段 回采是安全的。 3 ． 2 ． 4从 对一 2 8 0 m 中段开 采影 Ⅱ 向 看从 一 2 5 0 m现 有的 探矿资料表 明， 一 2 5 0 m 以下矿体变得十 分平缓 ，且 向两 翼 伸长 ，这样一 2 5 0 m空 区的正下 方基本是无矿带 ，只要在一 2 5 0 m 水平矿体 两翼各留一个矿柱 因矿体较 薄且平 绘 ， 其 所 占矿量非常小 ， 就可 以将一 2 5 0 m 以上空区与一 2 8 0 m中段 完全隔开， 也就不会影 响一 2 8 0 m 中段及其以下 中段的回采 。 3 _ 2 _ 5从 现有空 区内部情 况看老鸦 岭 空区的稳定 性 虽差 ， 但也有其有利 一面 ， 一般来说坑内采矿 后形成 了采空 区， 空区扩大到一定程度时便会引起项板围岩冒落， 这种 冒 落一般都是零星 的逐步发生 的。 只有在 空区内有大的裂隙、 滑面存在时， 才有可能产生大的冒落。 就是等到大面积 冒落 的时候 ， 空区询 问已冒落有一定厚度 的围岩垫层 一般均有 1 5米厚 ，这样垫层也 可以消 除高压气流 的危害。另外从 狮子山铜矿矿空区监按及安全开采的研究结论中可知， 空区空隙率在 0 ． 4 5 0 ． 5区间变化时，腔垂直深小于 1 4 0米 的情况下 ， 腔 内气流不能形成激波 ， 只有高空气浪。而老鸦 岭空 区一 1 6 0 m 中段 以上 已基本上被冒落围岩充满 ，所 以空 区最大高度是⋯ 1 6 0 m 2 5 0 m计 9 0 米距离 ， 其值仍小于 1 4 0 米。 因此 ， 即使军分区会大面积冒落也不会形成激波。 3 ． 2 ． 6 空区 监控为 了确 保下 部 生 产 的安 全 ，可 以 在 一 1 0 0 m 无矿 带和 1 6 0 m 中段 的隔离 带 附近布 置空 区监 控 点 ， 以便 及时准确地 提供 空区的变化 情况。 3 ． 2 ． 7空区 处理老鸦 岭一 2 5 0 m 中段 闭坑后 ，可将一 切与下部 中段 有联 系的通道全部 封 闭，然后任其 自然 冒 落 ， 地表 陷落区可能有所扩大 ， 但 与充填 法相 比， 其经济效 益是非常明显的。 4 结论 老鸦岭空 区稳定性 虽差 ， 不 能长期存在 ， 但有 其 自身 的有利 因素 ， 空区总量虽大 ， 但形成规模 的不大 ， 其 间被 多 个矿柱 或无矿 带分割而化整为零 ， 采场内顶板 冒落法继续 开采是可行 ， 经济效益也是较 显著 的。 参考文献 【 1 】 祝方才， 潘长 良， 等． 冬瓜 山矿床岩爆发生机制分析【 J 】 ． 金属 矿山， 2 0 0 2 2 2 0 - 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