丰山铜矿南缘采矿方法改进实践(1).pdf

I S SN 16 71 29 0 0 CN 4 3 1 3 4 7 ／ TD 采矿技术 第 1 3卷 第 4期 M i ni ng Te c hn o l o gy，Vo1 ． 1 3， No． 4 2 O 1 3年 7月 J u l y 2 0 1 3 丰 山铜 矿 南 缘 采 矿 方 法 改 进 实 践 杨坤 ， 张纯锋 大冶有色金属集 团控股有 限公司丰山铜矿湖北 黄石市4 3 5 2 3 2 摘 要 丰山铜矿 南缘矿带主要采用上向分段碎石胶结充填法和无底柱分段崩落法回采。 经过 多年 回采 实践 ， 暴 露 出 了一 些 问题 ， 采 场矿 石 损 失 率 大 ，2 0 1 2年 对 南缘 采矿 方 法进 行 改进 ， 通过 实践 解 决 了回采过 程 中的难 题 ， 多回收矿石 1 4 7 7 9 ． 2 t ， 金 属 量 9 8 ． 9 2 t ， 取 得 了 明 显 的 效 益 。 关键 词 充填 采矿 法 ； 崩 落法 ； 改进 方案 ； 矿石 损失 1 南缘地 质概 况 丰山铜矿为中偏高温热液交代矽卡岩型铜钼矿 床 ， 并伴生有金 、 银和硫 。矿体沿花岗闪长斑岩体与 嘉 陵江组 灰 岩 接 触 带 分 布 ， 形 成 南 缘 、 北 缘 两 个 矿 带 ， 共计有大小矿体超过 1 0 0个 。南 、 北缘矿带 由岩 体 分 隔 ， 中部相 距 5 0 0 1T I， 在 西 端 一1 9线 两 矿带 合 为一 体 。 南缘矿带位于丰山岩体南缘 的接触带 中， 赋存 于 1 ～ l 9 线 ， 矿 带 呈 北 西 西 向延 伸 ， 延 长 超 过 1 8 0 0 m， 倾 向南西 ， 倾角 5 0 。 ～6 5 。 。南缘矿带各矿体大小 不 一 ， 主要 为 1号 和 3 ～7号 矿 体 ， 其 中 以 1号 矿 体 规模最大 ， 其储量 占南缘带 的 8 6 左右。该矿体为 形态较复杂的扁豆体 ， 走 向 3 0 0 。 ， 倾 向南西， 倾 角一 般在 6 O 。 以上。厚 度一般在 1 0 ～3 0 m 之 间。矿 体 上 盘 为 中 薄层 大 理 石 ， 厂 一 6 ～ 8 ， 节 理 裂 隙 中等 发 育 ， 稳 固性 差 。矿体 下 盘 为 蚀变 花 岗 闪长 斑 岩 ， 厂 一 4 ～6 ， 岩体呈碎裂结构 ， 节理裂隙非常发育， 稳 固性 差 。矿石类型主要为矽卡岩型铜矿 ， 呈细粒浸染状 构 造 ， 节 理 裂 隙不甚 发 育 ， 中等稳 固 。矿 岩接触 带 极 不 规则 ， 且 稳 固性 差 。平 均 地 质 铜 品 位 1 ． 2 6 ， 矿 化 不均 ， 在 垂直 方 向上 由上 而下 矿石 品位 逐渐 变低 ， 在 水平 方 向上 由上 盘至 下盘 品位 变低 。 2 南缘采矿 方法简介 南缘矿体 自 1 9 7 2年正式投产直至 1 9 9 6年一直 采用无底柱分段崩落法采矿 。由于无底柱分段崩落 法的矿石贫损率较高， 自 1 9 9 7年， 南缘主体部分采 用上向分段碎石胶结 充填法代替无 底柱分段崩 落 法 ， 主矿 体两端 部 分小矿 体仍 采用 无底 柱分 段 崩 落法 。 2 ． 1 无 底柱 分段 崩落 法 中段 高 度 5 0 m， 分 段 高 度 1 2 m， 进 路 间距 1 O 1T I ， 回采 进 路规 格 3 ． 8 m3 ． 1 m 宽 高 ， 上 下 分 段 呈菱形 布 置 ； 分段 运输 道布 置在 矿体 下盘 围岩 中 ， 距矿体界线 7 ～8 I n ， 通过斜坡道与下盘分段运输道 相联 通 ； 回采 巷 道 垂 直 矿 体 走 向 布置 ； 溜 井 间 距 5 0 ～7 0 r n； 在矿体上盘沿矿体走 向掘进切割平巷 ， 在 切 割平巷 适 当处拉 切 割槽 。 回采 工 艺 采用 YG Z一 9 0钻机 配 T J 一2 5圆盘 钻 架 凿 上 向 扇形 中深 孔 ， 孔 径 0 6 5 mm， 排距 1 ． 5 ～2 m， 孔底距 1 ． 6 ～2 m， 崩矿 步距 1 ． 5 ～2 m； 装 药器 装粉 状炸 药 ； 1 ． 5 ～2 m。 的柴 油铲 运机 出矿 。 2 ． 2 上 向分 段碎 石胶 结充填 法 中段高度 6 0 m， 分段高度 1 2 m， 共分为 5个分 段 ， 在分段内布置垂直矿体走 向的采场 ， 分段采场 内 按 采矿 步距 4 ～6 m 甚 至更 长 组 织采 、 出 、 充 循 环 作 业 ， 沿矿 体走 向不 留矿 柱连续 回采 ， 采用 自然 级配 的 碎石胶结充填技术 ， 充填碎石料经水泥浆 自淋混合 ， 在 采场不 需要 脱水 。台车凿 岩 、 铲 运机 出矿 和充 填 ， 实 现采 矿 、 出矿 和充填 全无轨 机 械化作 业 。 3 南缘矿体采矿方法存在 的问题 1 上 向分 段 碎 石 胶 结 充 填 法 采 幅 7 ． 6 m， 由 于爆破空间两边夹制性大 ， 爆破 自由面达不到设计 要求 ， 不能提供足够的爆破补偿空间， 开头炮效果不 理 想 ， 实 际爆 破后 ， 采 空 区常 达 不 到理 想 边 界 ， 造 成 矿石损失， 采矿回收率降低 。 2 上向分段碎石胶结充填法采矿 由于充填工 艺没有很好的完善 ， 充 填水泥制浆浓度及充填料源 6 采矿技术 等达不到技术要求 ， 充填体 2 8 d强度远低 于 3 ～4 MP a ， 回采时 充填体 不能很 好 的抑制岩 层移 动 ， 造 成 采场矿柱有部分塌陷 ， 给安全 回采带来隐患。 3 南缘 一2 1 2 m 分段 1 2 ～1 1 线矿 块采 用无 底柱分段崩落法 回采时 ， 上盘接触 带高 品位的矿石 不能 自行冒落， 或 冒落的矿石厚度达不到技术要求 所 规定 的厚 度 ， 为保证 人员及 设备 的安全 ， 严禁 铲运 机驾驶室进入采空区， 在没有达到技术要求所规定 的 2 O IT I 厚度 的覆盖层保护下 ， 铲运机无法在下盘 有效 回收上盘接触带富矿 ， 从而造成部分接触带富 矿损 失 ， 如 图 1 所 示 。 图 1无底柱崩落法 出矿 4 南缘采矿方法 的改进 4 ． 1 切 割槽 工艺 改进 针对南缘上向分段碎石胶结充填法存在开头炮 爆 破效 果不理 想 的问题 ， 采取 以切 割井为 自由面 ， 布 置 3排 垂直上 向中深 孔 辅 助孔 ， 采 用 微 差起 爆 进 行 扩 槽 ，以扩 槽为 自由面 爆 破 回采 ， 改 善开 头 炮 爆 破 效果， 提高充填法回收率 ， 如图 2所示 。 图 2切井辅助孔优化布 置 小断 面深 孔 作 业 硐 室 规格 宽 高 长 一3 Il l 2 ． 8 mX1 ． 9 m； 切 割井 断 面 宽 x长 一1 ． 5 m2 1 T I ； 1 2个垂直上 向中深孔孔深均为 8 ． 7 m， 为确保安 全 ， 施 工一 侧的辅 助孑 L 时 ， 作业 人员在 另一 侧硐室 里 操作 ； 垂直上向切井辅助孔爆破 时， 1 ～6号孑 L 起爆 弹 为一段 ， 7 ～1 2号 为 3段 间 隔 5 O ms 延 期 起爆 ， 以切 割井 为 自由面采 用 微差 爆 破 ， 拉 开 开 头炮 的 自 由面 确保开头炮的采 幅 6 ． 6 m ， 为扇形 中深孔爆 破达 到设计 采 幅创 造条件 。 4 ． 2 矿柱 预裂爆 破拉 槽技术 上向分段碎石充填法第二步骤回采时 ， 容易造 成 矿柱损 坏 ， 采用 预 裂爆 破 拉 槽 技术 来 解 决 矿柱 损 坏问题。以 S 一2 1 2 m 分段 1 2 0 7进路为例， 从 s 一 2 1 2 Il 1 分 段 1 2 0 7进路 切井处 开始 ， 向下 盘方 向进 行 人工拉底 ， 毛石 由 S 一2 1 2 m 分 段 1 2 0 7进 路切 井 下 放到 一2 2 4 m 分段 1 2 0 7 进 路 内 ， 拉底拉 至 距切 井井 边 3 m 左 右 ， 如 图 3 所 示 。 一 一2 1 2 m- L f 沿 脉 一 2 2 4 m i 沿脉 图 3 S 一2 2 4 m 分段 1 2 0 7矿石 回采拉底方案 在 S 一2 1 2 m 分段 拉底 空 间 内 ， 向两 帮 凿岩 ， 爆 破后 ， 形成 预裂槽 ， 如 图 4所示 。 采 完 衷 誉 已 交 ／ ／ f ,／ ． 少 ● _ 切 采宪充填 并 _ 图 4 s 一2 2 4 m分段 1 2 0 7矿石 回采扩槽示意 南 缘 一2 2 4 1T 1 分 段 采用 中深 孔爆 破 时 ， 预 裂 空 间将上分段矿柱与本分段 石分离， 后排爆破矿柱 不会被破坏， 因此， 后排矿石可正常使用上向分段碎 石 胶结充 填法 深孔爆 破 回采 。 拉底深度为 1 ． 5 m， 凿岩孔排距 0 ． 5 m， 深 1 ． 7 m， 垂直 下 向浅孔 ， 孔数 7 ～8个 ／ 排 。前 排 与后 排之 间呈梅花状排列 ， 凿岩时 ， 必须 与已有的 中深孑 L 错 开 ； 扩 帮预裂 凿岩 排 距 0 ． 5 I n ， 深 2 ． 5 m 孔 深 可 根 据 现场 情况 进 行 调 整 ， 水 平 浅 孔 ， 与 巷 道 中成 3 0 。 角 ， 孔数 2 ～3个／ 排 。前 排 与后排 之 间交错 布置 。 4 ． 3 上盘 强制 放顶 技术 下 转第 3 3页 赵 永峰 深部铜矿二期 系统存在 的问题及优化 调整 3 3 E 4 ] 采矿设计手册编委会． 采矿设 计手册 [ M] ． 北 京 中国建 筑工 程出版社 ， 1 9 8 6 ． E s ] 解世俊． 金 属 矿 床地 下 开 采 [ M] ． 北 京 冶 金 工 业 出版 社 ， 1 9 9 2 ． 收 稿 日期 2 O l 3 一 O 2 一 l 7 作者 简介 赵 永峰 1 9 7 7 一 ， 男， 甘肃 临洮人 ， 工程师 ， 硕 士研 究生 ， 现从 事矿 山与 井巷 设计 工作 ， E ma i l z h a o w i n d 1 2 6 ． C O l Tl 。 上接 第 6页 针对南缘 一2 1 2 m 分段 1 2 ～1 1线崩落法采 矿上盘接触带高品位矿不能 自行 冒落， 或 冒落的矿 石 厚度 达不 到所 规 定 的厚 度 的 问题 ， 需 对 上 盘进 行 强制放顶， 使上盘高品位矿石在上盘绕道能够得到 充分 的 回收 。 为 了更安 全 经 济 的 多 回收 一 2 1 2 m 分 段 1 1 1 2 ～ 1 1 0 8进 路上 盘 高 品位 矿石 ，从 一 2 1 2 m 分 段 1 2 0 1进路 往 1 1 0 8 进 路掘 进一 条 3 ． 3 m N 3 ． 3 m 宽 高 的上 盘 绕 道 ， 并 掘 进 穿 脉 与 原 下 盘 1 1 1 2 ～ 1 1 0 8进 路贯 通 ， 如 图 5所示 。 图 5 S 一2 l 2 m分段 1 2 0 1进路上盘绕道布置 上 盘绕 道 与下盘 进路 贯通 后 ， 布置切 割 工程 ， 爆 破 后 即可从 上下 盘 同时 出 矿 ， 从 而达 到 充 分 的 回收 第 一 步距 的上 盘接触 带 高品位 矿石 ， 如 图 6所示 。 图 6 S --2 1 2 i n分段 1 2 0 1进路上盘绕道 出矿示意 上盘绕道规格 3 ． 3 m3 ． 0 m 宽 高 ， 进路规 格 3 ． 3 m3 ． 1 m 宽 高 。在进路上下盘贯通处 布置 切井 ， 规格 为 2 mX 2 m 长 宽 ， 由人工 形成 ， 在切 井 上盘 的大 理岩 中各凿 3排 中深孔 ， 孔深 4 m ～ 1 1 ． 5 m， 排距 1 ． 5 m， 使 上 分 段 覆 盖 层 能 成 功 下 落， 避免悬顶事故 ， 同时， 形成新的覆盖层 。 5 结 论 1 丰山铜矿南缘矿体上 向分段碎石胶结充填 法， 增大爆破补偿空间改善开头炮爆破质量的实践 ， 降低了碎石胶结充填法采矿 的矿石损失 率， 多 回收 矿 7 4 4 t ， 品位 0 ． 9 5 ％ ， 金 属 量 7 ． 0 8 t 。为 今后 南 缘 上 向分段碎石胶结充填法 特别是第一步骤回采 提 高 回收率提 供 了技术 支撑 。 2 上 向分 段碎 石胶 结充 填 法第 二 步骤 矿 柱预 裂槽 解 决方案 实 践后 ， 第 二步 骤 采 矿 进 路对 应 的充 填进路均未发生矿柱垮塌现象 ， 成功 回采过程 中的 悬顶、 矿柱垮塌等问题 ， 安全生产能正常衔接。多回 收矿 6 7 2 t ， 品位 0 ． 8 2 ， 金 属量 5 ． 5 1 t 。 3 南 缘 一2 1 2 m 分 段 1 1 1 2 ～ 1 1 0 8进 路 上 盘 强 制放 顶 方 案 实 施 后 ， 南 缘 一2 1 2 m 分 段 1 2线 ～ 一 1 1 线 上盘接 触带 富矿 得 到 了充 分 回收 ， 根据统 计 ， 2 0 1 2年 9 月 ～ 1 2 月 共 回 收 矿 1 3 3 6 3 t ，品 位 0 ． 6 4 6 ， 金属 量 8 3 ． 3 3 t 。2 0 1 3年预 计 还要 回收 约 8 0 0 O t 高 品位矿 石 。 丰 山铜 矿 南 缘 采 矿 方 法 改 进 实 践 ， 共 回 收 矿 1 4 7 7 9 ． 2 t ， 金 属量 9 8 ． 9 2 t ， 税后 净利 润 9 3 ． O 5 万 元 ， 充 分利 用 了资 源 。同 时 ， 为今 后 难 采 矿 回收积 累 了 一 定 的技 术经 验 。 参考文献 [ 1 1 孙祺年． 降低采矿损 失率 和贫化率 的研究与实 践[ 乃． 采矿 技 术 ， 2 0 0 9 3 7 - 9 ． [ 2 ] 岑佑华 ， 余琳． 丰山铜 矿上 向分段碎石胶结充填采矿法研究 与实践口] ． 中国矿山工程， 2 0 0 6 ， 3 2 2 ． [ 3 ] 各方． 丰山铜矿 充填 采矿 法 的应 用 与优化 [ J ] ． 有 色金 属 ， 2 O 1 3 1 2 0 2 3 ． 收 稿 日期 2 O 1 3 0 4 ～ 1 0 作 者简介 杨坤 1 9 7 1 一 ， 男， 广西全州人 ， 高级 工程师 ， 主 要从事采矿技 术与管理 工作 。E ma i l 6 4 1 0 1 0 4 6 2 q q ． o m。