古采区伏槽矿采矿方法的研究与实践.pdf

第6 1 卷 第5 期 色 金 属 矿山 部 分 2 0 0 9 年 9 月 古采区伏槽矿采矿方法的研究与实践 杨 文杰 云 南省 昭通 市铅锌 矿 ， 云 南 彝 良 6 5 7 6 0 2 摘 要 昭通市铅锌矿 8 4 6中段 I 矿体古采区厚大伏槽矿 的回采 ， 运用分条进路 自然崩落 法。解决 了矿石损 失大 、 回采成本高、 安全等一系列问题， 经实践、 实验证明是一种行之有效的方法。对厚大矿体采空区采用干式混凝土假底配 合干式充填的治理方法， 经现场 实验证 明行之有效 ； 对小矿体采空 区采用钢绳柔 性假底配 合干 式充填的治理方法 ， 实践 证明是一种实用而且经济实惠的空区治理方法。 关键词 古采 区； 自然崩 落； 回采 ； 空区治理 中图分类 号 T D 8 5 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 卜4 1 7 2 2 0 0 9 0 5 0 0 0 7 0 3 Th e Re s e a r c h a nd Pr a c t i c e o n M i n i ng M e t ho d f o r Fu-Ca o Or e bo d y i n Anc i e nt M i ne Ar e a YA NGWe n j i e V u n n a n Z h a o t o n g L e a d Z i n c Mi n e ， Yi l i a n g 6 5 7 6 0 2 ， Y u n n a n ， C h i n a Ab s t r a c t 1 o r e b o d y a n c i e n t mi n e a r e a in 8 4 6 m l e v e l o f Z h a o t o n g L e a d Zi n e mi n e u s e d s t r i p i n g e n t r a n c e b l o c k c a v ing me t h o d ． I t s u c c e s s f ul l y s o l v e d a s e r i e s o f q u e s t i o n s o f o r e h i g h l o s s an d d i l u ti o n ， h i g h e x t r a c t i o n c o s t a n d mi n e s a f e t y ．An d p r a c t i c e s h o ws t h a t i t i s a e f f e c t i v e me th o d ． I t u s e d d r y c o n c o r e t e s p r a y e r s i l l wi th d r y b a c k f i l l f o r e x h a u s t e d a r e a o f t h i c k o r e b O d y tre a t me n t a n d r o p e fle x i b l e s i l l wi t h d r y b a c k fi l l tr e a t me n t ． T h e p r a c t i c e s h o ws tha t i t i s a p r a c tic a l a n d e c o n o mi c a l e x h a u s t e d a r e a tr e a t me n t ． Ke y wo r d s an c i e n t mi n e a r e a ； b l o c k c a v i n g me t h o d ； s t o p i n g ； e x h a u s t e d a r e a tre a t me n t 昭通市铅锌矿 I 矿带， 经 1 9 9 8 年开拓采准工程 揭露表 明 1 1 2 ～1 2 5穿脉长 3 1 0 m均为古人采空区 ， 其中 1 0 5 ～1 2 5穿脉长 1 7 5 m属古采空区，在 8 4 6中 段 以上无充填物 ， 1 0 5 ～1 1 2穿脉长 1 3 5 i n古采 区中 充填着古人回采原矿后充填的低 品位硫化矿 ，含锌 1 2 ． 8 8 ％， 含铅 5 ． 3 1 ％， 铅 锌 品位达 1 8 ． 1 9 ％， 可直接 进入选厂选矿。在充填砂与上下 围岩之问， 间断地残 留有 0 ． 5 ～1 ． 5 m 的原矿 ， 铅 锌 品位达 2 5 ． 5 6 ％， 铅 锌最高品位达 5 6 ． 1 3 ％， 需凿岩放炮后才能采 出。 矿石 体重 3 ． 7 8 t ／ m 。 对厚大矿体采 空区采用干式混凝土假底配合干 式 充填的治理方法 ， 经现场实验行之有 效； 对小矿 体采 空区采用钢绳柔性假底配合干式充填 的治理方法 ， 实 践证明是一种实用而且经济实惠的空区治理方法 。 1 回采 区地质概 况 1 0 5 ～1 1 2穿脉长 1 3 5 in， 充填砂厚 1 5 3 2 m， 平均 厚度 2 5 m。 充填高度 8 4 6 8 9 6水平， 高 5 0 m。 8 9 6标 高 以上属古采区废渣 ，经不 同标高多点取样化验分 析 ， 无回采价值 。 充填 区倾角 8 2 。 ～9 0 。 近垂直 。 古采 区充填物 以硫铁矿为主 ， 有粉状 、 块状硫化锌矿 。块 状 粉状到块状不等， 最大块度 O ． 8 ～1 m。 充填砂经长 期结存 、 水力及硫化矿氧化 已结块， 有一定的粘连性 。 作者简介 杨文杰 1 9 7 5 - ， 男， 采矿工程师 两帮围岩为泥盆系粗晶 白云岩 ， 受断层、 裂 隙影响小， 围岩稳固。 2采矿 方法 的选择 回采区主要回采古人充填砂及 巴壁矿 。充填砂的 充填 时间不超过一百年 ， 虽经水力 、 氧化和 自压胶结 成块， 有一定粘性 ， 但其稳 固性远不如原矿 ， 作业人员 不能长时间直接在无支护充填体下凿岩 、爆破和落 矿 。 主要巷道及硐室不宣布置在充填砂 中。经综合分 析和几种采矿方法 的反复比较 。 为遵循安全、 合理、 经 济的原则 ， 采用垂直矿体走向布置 的分条进路后退式 自然崩落法。使用该采矿方法 ， 绝大部分矿砂不需凿 岩爆破 ， 回采 中不用支护 ， 能利用重力作用实现采场 落矿 ， 采用 电耙出矿提高 出矿效率 。因此在该法 中采 矿工 的劳动生产率很高 ， 材料消耗小 ， 采矿成本大大 降低 ， 出矿效率很高 。 3 回 采 工 艺 3 ． 1 采 场 结构 及布 置 由于充填砂厚度大 ， 主运输巷及硐室不宜原矿体走 向布置。为实现靠矿石 自重而产生 自然崩落 ， 必须有 一 定的落矿空间， 但为了采场底部结构及作业人员的 安全 ， 采场放矿时大面积垮塌 ， 缩短底部结构 的服务 时间， 采场放矿面积又不宜过大。所 以将采场分为多 个 回体分条既多个回采单元 ， 每个回采分条为三 电耙 8 有 色 金属 矿山 部 分 6 1 卷 道所担负的放矿面积。分条长为矿体厚度， 2 5 m， 宽 1 8 m， 回采高度 5 0m。 3 ． 2巷道 布置 天井上每 5 i i 1 掘联络道， 连通采场。 用于回采两 帮 巴壁原矿、 处理 自然崩落放矿时采场悬顶 、 观察顶 部稳定情况和漏斗放矿情况。 采准方式为脉内或脉外垂直天井 ，作为人员和 材料上下主要通道，天井采用架木支护，井断面为 1 ． 5 1 ． 5 m2 。天井 内每隔 5 m高度有一条联道与 矿体联接 。 3 ． 3采场底 部结构 采场底部结构见图 1 。 C - C 軎 】 面 图 1 『 一 I I 7～ 、 4c { L r l 1 ． 1 厂 B 6 A _ _ A軎】 面 围 1 1 ／ ／ _／ ／ ／ M／ ／／ ／ ／A ／／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ． y ／ ／ ／／ ／ ／ ． ／ ／ ／ ／／ ／ , I ． ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ , Y ／ ／ ／ ／ ／ ． ． J, Y ／ ／ ／／ ／ ． l ，／ ／ “／ ／ ／ ／ ／ ／, “／／ ／ ／ ／ ／ ， V ／ ／／ ／ ／ ／／ A ／ ／ ／ ／ ／／ ／ X 』 ／ ／／ ／／ ／ ／ ／ 】J ＼ 几 几， 、 几． 『 几几几 【 厂 J B - B 剖面 瞎 -- 廿 I 说 明 1 、 该采矿方法为分条进路自然崩落法； 2 、 该矿 体为古采 区充填砂 ， 矿体品味较低 ， 安全威胁大 ； 3 、 1 ． 漏 斗井 ； 2 -电耙道 ； 3 -电耙硐 室； 牛 先行天 井； 5 一 挂壁矿 ； 6 - 充 填砂 ； 7 一联络道 ； 8 沿脉运输 港 ； 9 - 放矿 漏斗 ； 1 0 一自然 崩落 区； i i - 顶部充填碴； 1 2 爆破后挂壁矿 。 图 1 分条进路 自然崩落采矿法底部 结构 图 Fi g ． 1 Bo t t o m s t r u c t u r e of s t r i p i n g - e n t r a n c e b l o c k c a v i n g me o d 4采场 落矿及 出矿 采场回采属古人回采后充填砂 ，随底部放高度 和空间的增大容易掉落垮塌 。采场落矿主要靠 自然 崩落来实现。 自然崩落的矿石经底部放入电耙道 中 用 电耙直接扒入矿车中运出。每次采下的矿石靠 自 重放出三分之一 ， 其余暂留在矿房 中。 矿房全部回采 完毕后 ， 暂留在矿房中的矿石再行大量放出。 5回采及放矿 管理 为保证底部结构及作业人员的安全，减轻采场 压力。 避免充填体大面积垮塌 ， 放矿暴露面积不宜过 大。回采时应从充填砂一侧按分条顺序依次后退式 回采，采场放矿顺序应从 电耙硐室另一侧 的边部漏 斗向电耙硐室方 向依次漏斗后退式放矿，一次放矿 漏斗个数不超过 3个 。若采场严重结块， 产生悬顶 ， 应即时进行放顶处理。 6帮壁原矿 的回采 在一个回采分条底部结构形成后，作业人员从 先行井中的联络道进入采场，用浅孔留矿法进行回 采， 为保证浅孔落矿的凿岩空间， 利用端部漏斗放 出 部分矿石， 其余矿石将随充填砂一并放出。 7 采 空 区治理 7 ． 1现采 空 区治理 对于现采空区治理， 采用现采空区底板下挖 0 ． 5 m， 在上下盘两帮围岩上分别以 O ． 5 m的间距在同一 水平面打上倒楔锚杆， 在倒楔锚杆上拴上钢绳， 图 2钢绳柔性假底工艺设计图 F i g ． 2 P r o c e s s i n g d e s i g n c h a r t o f r o p e fle x i b l e s i l l ● ● 』 第 5 期 杨文杰 古采区伏槽矿采矿方法的研究与实践 9 钢绳上铺上半圆木，半圆木与钢绳之间必须用抓钉 钉牢固。 最后在半圆木上铺上滤布 ， 这样就形成柔性 假底。柔性假底上面所形成 的空区就可 以用废砂进 行干式充填 见 图 2 。 7 ． 2原 采 空 区的治 理 7 ． 2 ． 1原空区现状 对于原采空区治理，尤其 多年来形成 的特大采 空区的治理及采空区管理，成 了昭通市铅锌矿采矿 系列干部 、 职工 的一块心病 ， 一直未得 到彻底治理 。 以 8 4 6中段 1 1 5穿采场为例 空区长 3 5 m， 宽 2 5 m， 高 6 0 m，容积约 3 ． 5万 m， ，空区下部矿体深度约 2 0 0 m。空区禁止人员进出， 下部矿体的采法成 了一 大难题 。 7 ． 2 ． 2治理方案的选择 空区随时散掉浮石，空区下人员作业是不可能 的， 显然 ， 人工混凝土假底 、 柔性假底方案都被排除。 提前埋注浆管分层注浆的方案基本是可行的，但操 作复杂需要 的人员设备数量多，成本高。2 0 0 5年 2 月份， 驰宏公司进入昭通市铅锌矿 以来， 将采空区治 理作为一种攻关课题进行攻关，并成立了以矿长为 组长的采空区治理攻关小组 。 2 0 0 6年年初确定了特大采 空区的治理方案 利 用原 9 1 0中段 1号矿体 2 8 0 m 沿脉巷道，再新掘进 6 0m巷道沟通 8 4 6中段 1 1 5穿采场空区。 从 1 斜井 或竖井上来的基建废砂不再运 出地表，而是从 2 斜 井 9 1 0中段 车场经机房联 道、新老沿 脉巷道排入 1 1 5穿采空区， 每车砂 0 ． 7 5 m， ， 每车砂在翻车过程 中 加一袋水泥 ，砂和水泥在下落过程中 自然混合， 8 4 6 中段用 电耙将干式混凝土耙平 ，当干式混凝土积累 到 8 m厚度 ， 不再加水泥， 一直用废渣将采空区充满 为止。实验证明干式混凝土在采场特殊的环境下一 个月后 的强度可以满足下部采场继续采矿 的需要。 工艺图见图 3 。 8结 语 昭通市铅锌矿 8 4 6中段 1号矿带，对古采区厚 大充填砂采用分条进路后退式 自然崩落法，解决了 作业人员直接在充填砂下面凿岩爆破、 出矿 、 运输等 图 3干 式 混 凝 土 充填 工 艺 图 F i g ． 3 P r o c e s s i n g d e s i g n c h a r t o f d r y c o n c o r e t e s p r a y e r b a c k fi l l 一 系列重大安全 问题 ， 并解决了使用其它方法回采， 矿石损失严重这一难题 ，在古采 区厚大充填砂 中推 广使用该采矿方法， 对昭通市铅锌矿大规模安全 、 高 效、 低成本回收古人回采后的充填砂 ， 确保矿 山生产 能力、 提高回收率和企业经济效益具有重要作用 。 在这种特定条件下选择采矿方法 ，该采矿方法具有 其特殊的使用地位。促成了昭通市铅锌矿回采古采 区厚大充填砂唯一的选择，但在其推广应用过程中 保持适当的放矿空间，底部结构和放矿漏斗的合理 支护 、 即时维护是成功运用的关键。 空区治理无论是现采空区的治理方法还是老采 空区的治理方法都是非常经济实惠而且操作简单的 好 办法 ， 尤其老空区的治理 ， 变废为宝， 既解决了安 全采矿的难题又解决了掘进废渣 的排放和运输的难 题 ， 实在是一举多得并值得大力推广 的好方案 。 参 考 文 献 I- 1 ] 张天 贵． 古采区充填砂采矿方法 的探讨 [ J ] ．有 色金属 矿 山部分 ， 2 0 0 2， 5 2 6 ． 8 ． [ 2 ] 王昌虎． 古采区残矿回采的安全管理对策 [ J ] ．矿 业安全与环 保， 2 0 0 3， 3 2 9 一 l 1 ． I- 3 ]王昌虎． 古采区残矿回采技术探讨[ J ] ． 有色金属 矿山部分 ， 2 0 0 1 ， l 3 1 2 1 4 ． 口