井下某采场两种采矿方法联合应用的实例评述.pdf

第2 2 卷第 l 期 2 0 0 6 年 2 月 有色矿冶 NON F ERRo【 】 s M匝 NI N G AND M口 硝 I I URGY Vl0 1 ． 2 2 ． №1 F e b r u a r y 2 0 0 6 文章编号 1 0 0 7 9 6 7 X 2 0 0 6 o i 一0 0 0 6 0 3 井下某采场两种采矿方法联合应用的实例评述‘ 范宏允 抚顺红透山铜矿， 辽宁 抚顺 1 1 3 3 2 1 摘要 ； 针对井下某采场矿体形态急剧变化的实际。 在先期应用留矿法采矿工艺已经完成矿房大 部分回采任务， 无法继续上采的情况下， 引入小中段空场法工艺回收矿房剩余部分矿石。 既降低了成本， 最大限度回收了矿产资源， 又实现了采矿技术方法应用上的创新与进步。 关键词 留矿法； 小中段空场法； 中深孔； 抛掷 中圉分类号 T D 8 2 3 文献标识码 A O 引 言 抚顺红透山铜矿是一座开采四十余年的老矿山， 主要应用的采矿方法有三种 浅孔留矿法、 上向水平分 层充填法和小中段空场法等。矿床地质条件复杂， 矿 体形态在空间和平面上变化极大， 给采矿方法的选择 带来较大的难度， 结合企业的实际， 灵活研究不同采矿 方法的综合应用， 显得十分迫切， 具有重要的现实意 义。一 7 6 7 中段 7 采成功应用留矿法和小中段法两种 采矿工艺， 取得了良好效果。 1 问题的提出 7 采矿体位于一 7 6 7 m中段 2 1 --2 3 地质勘探线 之间， 属红透山 铜矿床 3 脉， 矿体走向为东西， 倾向北 北东， 倾角4 7 局部产状较缓， 平均水平宽度2 6 m 。 矿体以致密块状矿石为主。 含极少量浸染状矿石。矿 石中主要矿物 黄铁矿、 磁黄铁矿、 闪锌矿和黄铜矿， 并 伴生金和银等。铜品位 1 ． 8 0 4 ％、 锌品位 2 ． 6 5 6 ％、 硫 品位 3 1 ． 6 2 6 ％。围岩为黑云斜长片麻岩和角闪斜长片 麻岩。围岩硬度系数 f1 0 --1 2 ； 矿岩绿泥石化， 绢云 母化较发育， 断层、 节理发育一般； 水文地质情况简单， 裂隙水不发育。 按上述矿体条件， 原则上难于布置浅孔留矿法和 小中段空场法， 很适宜采用充填采矿法， 这就体现出了 该中段布置采矿方法的特点。而充填采矿法较低的生 产能力在此又不很适应， 这就给采矿方法的选择提出 了新的难题。 2 中段块划布置及 7 采采矿概况 收稿日期 2 0 0 5 0 8 1 8 作着简介 范宏允， 男， 工程师。 2 ． 1 采矿方法设计与实施 在充分考虑矿体地质条件和一 7 6 7 中段采矿方法 比例等因素下， 总体上将矿段划分为垂直矿体走向的 两步采矿， 共三个采场 5 采、 6 采、 7采； 第一步回收 5 采、 7 采， 第二步回收 6 采。5 采、 7 采布置为一期留矿 法， 待其采， 出结束后， 进行胶结充填， 待充填体养生强 度达到 2 ． 0 兆帕， 能起到“ 矿壁” 作用时， 然后采用小中 段空场法开始 6采采准和采矿。 7 采原设计为标准的留矿采矿法， 在6 0 m的段高 内， 设计留 8 ． 0 m厚的顶柱， 底柱留 1 2 ． 5 m， 即 2 ． 5 m 运输巷道上面留4 ． 0 1T I 存隔子， 为耙道底板标高， 耙道 规格 2 ． 0 n i X 2 ． 0 m， 为单耙道和单侧高斗， 斗间距 4 ～ 5 m ， 斗川长 4 ． 0 m ， 斗径高 4 ． 0 m ， 辟漏直径 6 ． 0 m； 采 用 5 5 k w电耙出矿至采场溜井中； 上下盘各施工一条 规格 2 ． 0 x2 ． 0 m2 的通风、 行人天井， 并设计间隔 3 ． 0 m、 规格 1 ． 8 X 1 ． 8 m 2 的联络道通达采矿场； 切割层开 帮至上下盘废石和矿壁， 高度 2 ． 0 m； 然后开始浅孔采 矿， 炮孔深度 2 ． 0 m ， 网度 1 。 2 X 0 ． 7 m 2 ， 分层高度 3 。 0 m， 矿房采矿平均面积 3 1 2 m 2 ， 矿房矿量 4 ． 3 万 t 。 实际生产中5 、 7 采几乎同时进入采准及采矿， 当7 采上采至 一 7 2 5 ． 0 m时， 由于下盘矿体急剧变缓， 采下 矿石又高硫氧化严重结块， 而导致矿体下盘作业场地 不随采场出矿而下沉， 矿堆内部形成悬空拱， 因此采场 开帮不能继续施工； 如这样继续上采， 将带来矿石损失 量增大和作业场地突然失稳等问题。当时， 经过认真 的论证结论为 7 采停止正常上采， 开始大量出矿， 待空 区胶结充填结束后， 应用上向分层充填法再进行采矿， 完成 7采矿房采矿任务。 维普资讯 第6 期 范宏允 井下某采场两种采矿方法联合应用的实例评述 7 2 ． 2 采矿方法演化 确定7 采停止上采后， 就开始了存窿矿石出矿， 同 时采矿技术人员也开始了7 采剩余矿体的采矿研究工 作， 经对其地质、 测量资料重新核定及现场多次调查， 又 进一步达成如下共识 1 如按 7 采原来采场条件划定独立充填法采矿 场， 首先， 采场空区需充填起来， 作为浅孔采矿平台， 这得 有较长时间才能完成； 其次。 采场的采矿面积甚小， 生产 能力将会很低； 并且矿房余高仅有 1 6 r n , 采场寿命很短。 而为增大该充填法采矿场采矿面积， 在此标高时， 其与相 临的5 采、 6 采联合作为一个采场。 需等待5 采充填结束， 6 采采矿、 出矿和充填结束， 等待时间又过长。 2 改为充填法采矿， 需投入较大量的工程 必须重 新补设一条采场出矿溜井， 上中段找吊罐大眼， 采场出矿 运输道等， 总计共需掘进 1 3 5 m o 3 经过反复的权衡， 最终决定放弃原充填法回收7 采余高矿石的方案。 提出了应用“ 小中段空场法工艺” 回 收剩余矿量的大胆思路。新的方案， 可以充分利用7 采 原有工程 如天井、 底部结构等 和现场条件 原采场顶板 作为崩矿自 由面等 ， 投入少量凿岩硐室工程 两层平巷 2 4 m ， 就具备了下一步采矿； 同时能够避免充填采矿法 回 收方面的诸多缺点。由于我矿以前没有这方面的经 验。 相关可借鉴实例也很少， 缺乏其采矿方面的经验重点 研究因此， 对其应用的可行性进行了多次的慎重的研究 和论证。 3 小中段空场法采矿工艺的引入 3 ． 1 崩矿机理与可行性分析 以原留矿法现有采空区为崩矿空间， 以原留矿法采 矿最后分层采场顶板为崩矿自由面， 采用控制孔底最小 抵抗线的平行中深孔崩落原矿房未采矿石。 并调整每排 中深孔的崩矿角度， 同时利用炸药的能量把崩落运动中 的矿石抛至到留矿法空区内， 完成小中段空场法采矿工 作。 该采场剩余的上部矿体的空间形态。 特别是厚度和 规则程度很适于小中段空场法的应用条件， 在此基础上， 能够通过抛掷爆破解决矿石的运搬问题， 使得该采矿工 艺的进入具有了全面的可行陛。 3 ． 2 工程布置 采矿场的行人、 入风、 回风和出矿， 均利用 7采原工 程， 即人员进入采场作业地点、 运送凿岩机和风水绳等走 原7 2 井及联络道； 采场用原7 1 井入风， 原7 2 井 回 风； 出矿完全利用原7 采底部结构。仅在矿体下盘 7 2 井对应采场未采矿体、 第四、 第五联络道水平、 沿矿 体走向布置两条上下平行、 错动的凿岩平巷 一平巷、 二 平巷 图一 ， 其规格 3 ． 0 m 2 ． 7 I T 1 ， 长度 1 2 ． 0 m； 在 7 采 东侧帮壁内设耙窝， 采用1 3 k W 电 耙子， 将开凿平巷渣借 第五联的联络道， 耙运至原采场空区内， 结束开凿工作。 3 ． 3 炮孔布置 由 于7 采上盘实际有突出尖状矿体， 最远端水平距 离近 3 0矾 而中深孔只能施工 2 0 m左右， 为了最大限度 回 收矿石， 减少矿量永久损失或降低再次矿石回收的采 矿成本， 在二平巷内， 0 1 0 0潜孔钻机打水平孔， 孔径 9 0 -- 1 1 0 m m 。 眼距 3 ． 0 r n , 最小低强线 3 ． 0 rn , 共七个炮孔， 分两层布置， 上层三个孔， 下层四个孔。 炮孔交错布置， 采 用孔底最小抵抗线控制层间炮孔距离； 由于 0 o 钻孔 不能完全水平旋工， 其钻孔呈似抛物线状， 将造成深孔与 中深孔第一排孔底之间抵抗线过大， 产生第一排及后几 排中深孔拒爆的可能后果， 因此， 在其之间旋工一排加密 中深孔， 目的是保证其抵抗线达到设计要求。又考虑 D l 0 o 深孔爆轰冲击波易造成上部临近未装药中深孔变 形而影响下次中深孔装药质量、 放炮效果， 在其两炮相交 之处再施工一排中深孔、 采用不耦合装药， 目的是形成先 期预裂面， 从而减小破坏的影响程度。总计深孔长度 1 9 4 I n o施工的中深孔， 孔径 5 o ～5 5 m r n ， 眼距 1 ． 2 ～1 ． 4 m最抵抗小线 1 ． 4 ～1 ． 6 m 同为排距 ， 单孔深 1 0 ～加 mo总计中深孔长度 1 2 9 5 mo见图 1 。 围 1 采场不意囝 l 中深孔； 2 深孔； 3 一溜井； q 7 o 7 m中段 ； 一联络道 6 1 、 2 平巷 7 一天井； 8 电耙道； 7 6 7 m中段 3 ． 4 放炮 i 火药统一使用矿内自 产的胺松腊粉状炸药； 深 孔炸药由于较长时间未用， 没有成型产品， 所以， 自 加工 了 长和直径为 5 0 0 m m 9 0 m rn 的单个药卷； 由于担心 药卷在运输或装药过程中受损， 将药卷外包装腊纸单层 改为双层； 中深孔炸药为矿内成型产品。 单个药卷规格长 维普资讯 8 有色矿冶 第 卷 和直径为 2 5 0 m m 4 5 mmo 2 起爆方法为火雷管起爆； 各炮孔使用毫秒差非 电导爆管起爆， 同排炮孔同段位， 每排炮孔间毫秒管不跳 段 爆破网路连接形式为并联。 3 装药 由于本次每排平行孔开崩形式不同于以 往每排扇形孔开崩形式， 为保证每个孔的装药质量和响 炮效果． 为接续排奠定开崩基础， 所有炮孔在装药前首先 用压风管清净孔内残渣和残水， 然后在装药前也必须用 装药工具清理每个炮孔， 才开始装药； 深孔装药工具设计采用炮杆， 然而在实际装药过程 中因炮杆送至孔底后回撤不回来， 虽经多次努力也未能 把炮杆处理出来， 分析其原因是炮孔在凿岩时更换钻头， 新旧钻头外径尺寸不一， 而导致炮孔壁光滑连续性差， 使 回 撤炮杆被此处阻挡； 解决方案 特殊加工深孔木质炮 头 长 3 0 0 ra m, 直径 9 0 m n l ， 前是立面 确保火药完整 ； 后是圆锥形光滑面 防止炮头卡住 ， 与一寸塑料管固定 连接； 考虑一寸塑料管在炮孔内 送药时“ 颤抖” 的问题， 第 一 次只 送一个药 起到孔内壁润滑和处理堵孔容易的作 用 ， 以后正常送药时， 每次送三个药； 单孔装药长度 6 ～ 8 m ’ 即并非整孔装药， 原因是加密排中深孔与深孔存在 重叠部分， 避免排间炮孔段位相互影响， 深孔只装孔底部 分； 而加密中深孔全孔装药， 崩落深孔剩余部分； 中深孔装药工具采用较方便的一寸塑料管， 第一次 也只送十个药， 以后正常送药时， 每次一包半药， 孔11 留 1 ． 2 ～ 1 ． 3 m不装药 起爆装置的位置 。 整个设计共分三次放炮 第一炮为 二平巷内预裂 孔以下， 含仍 1 o 0 孔在内的所有孔； 第二炮为 二平巷剩余 中深孔； 第三炮为一平巷全部中深孔。总计装药量 含深 孔药量 2 9 2 8 t 。 4 联线 由于中深孔均为正常装药， 所以， 每个孔 先装两个药， 然后跟进已加工完、 相应雷管段位的起爆 弹， 再送两个药， 最后用黄泥堵孔， 完成炸药起爆装置的 准备工作； 因为深孔炸药装在炮孔靠底部的原因， 孔口2 0 m 左右未装药。 红透山铜矿没有、 也不能加工传爆塑料线大 于 5 ． 0 m长的毫秒非电导瀑管， 同时， 还担心孔内送起爆 装置时， 毫秒非电管传爆塑料线在孔内较长时间与孔壁、 送药塑料管之间的相互作用而受破坏， 影响传爆； 所以， 单独加工了相应长度的一段毫秒非电管 传爆塑料线长 1 9 2 4 m ， 两个为一组， 外套直径 2 0 tu r n的塑料管 起 保护作用 并与对应段位5 ． 0 r n 长的毫秒非电管串联； 为 防止孔外传爆雷管切断特殊加工的非电管传爆塑料线引 起炮孔拒爆， 将5 ． O m毫秒非电管轻轻放进孔口 ， 并堵塞 孔口， 结束了深孔起爆装置的准备工作； 然后将孔外各段位非电导爆线以十个为一束， 与两 个一段毫秒非电传爆管用胶布均匀联接起来， 汇合到上 中段点炮处， 结束放炮的整体联线工作。 4 实施效果 1 工程质量 两层凿岩平巷的位置、 方位和规格。 0 1 0 0 深子 L 和中深子 L 的角度、 方位和孔深， 经过了管理人 员、 技术人员现场专门验收， 工程完全满足设计要求， 可 以进行下步采矿工作。 2 三次放炮进行都很顺利， 通过对每次放炮后顶 板和采矿边界及耙道矿石状况， 现场实地观察 响炮后顶 板平整， 四周采到了矿壁和上下盘， 在矿石块度、 采下矿 石量等方面均达到了设计要求。 3 效果评价 实现留矿法与小中段空场法在同一 矿房采矿的联合应用取得了圆满的成功， 剩余矿石回收 彻底， 实现了资源回收和经济效益的最大化。 5 结语 面对矿房开采的具体难题， 矿山工程技术人员提出 T fJ 新性 的技术措施加以应对， 实践检验， 取得了相当理 想的效果。不但， 提高了7 采采矿场和一 7 6 7 m中段的 生产能力， 也为相邻 6采 Ⅱ期矿房顺利开采奠定了基 础， 积累了宝贵经验。更为重要的是， 通过“ 大胆的尝 试” ， 使我矿采矿方法与工艺综合应用方面。 在理论、 实际 上叉实实在在前进了一步， 为矿山采矿工艺技术的应用 创新提供了有益的范例， 充分体现了 科技进步的价值。 Di s c u s s t h e Ac t u a l Ex a mp l e t h a t T wo Ki n d s o f Mi n i n g M e t h o d s i s Ap p l i e d a t t h e S a me S t o p e F AN } h 蟹 y u n F u s h u n I - I o n g n a h a n C o p p e r Mi n e ， F u s h u n 1 1 3 3 2 1 ， O i n a A l z mi c t A c c o r d i n g t o t h e e f f e c t o f a p p l i e d I 1 bg e s t o p i n g a t一7 6 7 l e v e l 7 s t o p e， a n d a p p l i e d s ma l l s u b l e v e l o p e n s t o p i n g t o r e o 3 v e a N s u r p l u s mi n e r a 1 ． d e a ℃ a s e d t h e c o s t ． Ma k e a d e v e l o p me n t f o r mi n e t e c h n i q u e ． Ke y w o r d s s h r i n k a g e s t o p i n g； s ma l l s u b l e v e l o p e n s t o p i r a g ； mi d e e p c a v i n g 维普资讯