板坝铅锌矿采矿方法研究与应用.pdf

第 6 3 卷第6 期 有 色 金 属 矿山部分 2 0 1 1 年1 1 月 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 4 1 7 2 ． 2 0 1 1 ． 0 6 ． 0 0 2 板坝铅锌矿采矿方法研究与应用 石 乃 敏 广 西现代 职 业技术 学 院 ， 广 西 河池 5 4 7 0 0 0 摘要 根据板坝铅锌矿 Ⅲ号矿体赋存条 件 、 开采技术条件 和矿 山开采技 术水平 ， 选 择采用全 面采矿法进行 开 采 。介绍 了全面采矿法在该矿 应用 中的矿块布置 、 结构参 数 、 采准切 割工程 、 回采 工艺 、 采场顶板 管理 和空区处理 方法 。总结 了应用 中取得 的效果和存在 的问题 。 关键词 薄矿体 ； 全 面采矿法 ； 板坝铅锌矿 中图分 类号 T D 8 5 3 ． 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 4 1 7 2 2 0 1 1 0 6 0 0 0 5 0 3 S t u d y a n d a p p l i c a t i o n o f mi n i n g me t h o d i n Ba n b a Pb Z n Mi n e SH I Na i mi n Gu a n g x i Mo d e r n P o l y t e c h n i c Co l l e g e ，He c h i Gu a n g x i 5 4 7 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s ，mi n i n g t e c h n i c a l c o n d i t i o n s a n d l e v e l o f No ． 3 o r e b o d y i n Ba n b a Pb Z n Mi n e ，o v e r a l l mi n i n g me t h o d i s u s e d ．L a y o u t o f o r e b l o c k s ，s t r u c t u r a l p a r a me t e r s ，e n g i n e e r i n g o f d e v e l o p me n t a n d c u t t i n g，mi n i n g t e c h n o l o g y，me t h o d o f s t o p e r o o f ma n a g e me n t a n d g o a l t r e a t me n t a b o u t o v e r a l l mi n i n g me t h o d i n Ba n b a P b Z n M i n e a r e r a i s e d ．Ap p l i c a t i o n e f f e c t a n d e x i s t i n g p r o b l e m s a r e s u mma r i z e d ． Ke y wo r d s t h i n o r e b o d y ；o v e r a l 1 mi n i n g me t h o d ；B a n b a P b Z n M i n e 自 2 0世纪 9 O年代 以来 ， 受金属矿石价格上涨 因素影响 ， 民采矿窿 日益增多 ， 这些小型矿山企业促 进了地方经济建设和发展。随着民采小型矿山企业 的发 展 ， 曾被 小 型 矿 山企 业 大 量 采 用 的 “ 巷 道 采 矿 法” 已经不适应矿山的开采要求 ， 采矿方法的改革也 势在必行[ 】 ] 。本文主要介绍板坝铅锌矿 8 2至 8 4号 勘探线控制 的 Ⅲ号矿体的采矿方 法研究设计 与应 用 。 1板 坝铅 锌 矿 概 况 环江妙石矿业有限责任公司板坝铅锌矿位于广 西环 江县 川 山 镇 北 东 约 4 k m 处 的都 川 铅 锌 矿 区 ， 已有 2 0多年开采历史 。矿 山采用斜井开拓 ， 已开拓 有 1 、 2 、 3 斜井 ， 三个 中段 ， 中段高度 2 0 1 T I ， 采用 轨道人力推车运输、 斜井卷扬机提升， 井下生产系统 与地面生产 、 生活及辅助设施完善 。 1 ． 1 矿 山地质条件[ 2 矿区出露地层有上泥盆统榴江组和中泥盆统东 岗岭组上段地层 ， 各地层 之间均为整合接触。矿 区 作者简介 石乃敏 1 9 6 5 一 ， 男 ， 讲师 ， 采 矿工程专 业 ， 主要从 事金属 矿开采技术教学和科研工作 。 主要由北北东向褶皱和断裂组成 。褶皱位于下巴背 斜核部 ， 是在矿床内相继产生的次一级褶皱 ； 北北东 向断裂破 碎带产于东 岗岭组与榴江组地层 中的灰 岩 、 硅质岩、 白云质灰岩 中， 大部分断层对矿体没有 破 坏 。 矿区内共有铅锌矿体 9 个 ， 主要产于东 岗岭组 上段顶部灰色、 浅灰色厚层致密块状白云岩或浅灰 、 灰 白色粗粒 白云岩 中。矿体均呈似层状 、 透镜状产 出， 矿体产状与围岩产状基本一致 ， 并与围岩同步褶 皱 ， 矿体倾向南东 ， 倾角 1 O 。 ～1 4 。 。 矿 石 类 型 为硫 化 铅锌 矿 石 ， 矿 物成 分 主要 有 闪 锌矿 、 方铅矿、 少量黄铁矿 ， 脉石成分为白云石、 方解 石 、 石英等 。 1 ． 2 矿床 开 采技术 条件 [ 2 矿 区地下水 、 岩溶不太发育 ， 水文地质条件 比较 简单 。从南到北有 7 4 、 8 O 、 8 2 、 8 4 、 8 6 、 9 O号 6 条勘探 线控制矿体， 板坝铅锌矿开采范围为 8 2至 8 4号勘 探线控制的 Ⅲ号矿体 ， 该矿体位于当地侵蚀基准面 以下 ， 主要 特征 见表 1 。 矿体顶、 底板围岩以灰岩、 硅质岩为主， 岩石 比 较坚硬 ， ，一6 ～1 2 。矿体稳 固性较好 ， 除局部强烈 破碎地段 外 ， 开采 时一 般不需 支护 。围岩 密度为 有 色 金 属 矿山部分 第 6 3 卷 2 ． 7 t ／ m。 ， 松散 系数 为 1 ． 6 0 。 矿体较稳 固， 埋藏深度为 2 0 0 1 3 0 1T I 。矿石密 度为 2 ． 8 1 t ／ m。 ， 自然 安 息 角为 4 O 。 ， 松散 系 数 为 1 ． 6 O ， _厂 一8 --1 2 。 、 表 1 矿 体 特 征 Ta bl e 1 Or e bo d y c ha r a c t e r i s t i c s 矿体与围岩界线清楚 ， 矿岩无 自燃性和结块性 ， 地表允许崩落。 2 采矿 方 法 2 ． 1采矿 方法 现状 受采矿设备和开采技术等方面条件 的限制， 矿 山多年来一直采用巷采式空场采矿法 。采场沿走向 连续布置 ， 不设 间柱。采场高度一般 1 O ～1 5 m， 分 层高 度不 等 ， 且 两 层之 间 通 常 采 通 ， 形 成 1 O ～ 2 0 n 1 高的空区。一般不设脉外运输巷道， 运矿车辆直接 进人采场 ， 在采场底 部装矿， 并从采 场或采空区通 过 。这种方法具有结构简单、 工艺容易掌握等优点。 但是 ， 这 种方法 也 存在 一 些 缺 点 ， 如 矿 块 的 回采 强 度低 、 生产能力小 、 工作面作业和安全条件差 ； 矿石 回采率低、 损失贫化大； 随矿石不断被采出， 采空 区 面积随之增加 ， 地压对矿 山开采的影响随之加大； 井 下运输多以采空区为主要通道， 矿山生产存在严重 的安全 隐患 等 。 2 ． 2采矿 方法 确定 2 ． 2 ． 1 采 矿方法 初选 板坝铅锌矿矿体厚度 0 ． 7 0 ～3 ． 6 2 r n ， 平均 2 ． 5 9 I T I ， 矿体倾角 1 O 。 ～1 4 。 ， 倾角、 厚度变化不大 ， 矿石平均 品位 P b Z n 5 ． 5 ％ ， 矿 体 顶 底 板 围岩 比较 稳 固 ， 矿 石无 自燃 、 无结块 ， 地表允许陷落 。根据这些主要的 开采技术条件 ， 并综合考虑矿山的生产能力 、 开采技 术水平和采矿设备等因素， 初步选定的采矿方法为 全 面采矿 法 和浅孔 房柱采 矿法 。 2 ． 2 ． 2 采矿方 法选 择 1 浅孔房柱法。矿块沿走向布置 ， 宽度一般为 1 0 b2 0 m， 斜 长为 5 0 m， 矿柱尺寸为 0 3 m。每 隔 4 ～6 个矿块 留一宽度为 3 m 的带状连续矿柱 ， 将矿 体划分成 盘 区。上下两 阶段 留 3 r f l 的阶段矿柱 。 阶段运输平巷布置在矿体 内， 放矿溜井布置在每个 矿房的中心位置 ， 电耙硐室布置在矿房下部 的矿柱 中， 上山布置在矿房中心线并紧贴底板 ， 切割平巷布 置在矿房下部。根据板坝铅锌矿的矿体厚度 ， 采用 一 次 采全高 的 回采工 艺 ， 即从 切 割平巷 开始 ， 沿矿 房 全宽以直线工作面逆倾斜推进。用气腿式凿岩机打 平行于切割上山的浅眼， 孔深 2 ． 0 m左右。崩下矿 石用电耙绞车沿倾斜耙运至溜井， 在运输平巷装车 运走 。当工 作 面推 进 至矿 柱 位 置 时 ， 在矿 房 两 侧 用 浅 眼爆破 的方法 切 出设计要 求 的矿柱 ] 。 该方法的主要优点是贫化率较低 、 生产工 艺简 单、 对开采设备和开采技术要求较低 、 容易掌握 。主 要缺点是矿石损失率高。 2 全 面采矿 法 。矿 块沿 走 向布 置 ， 宽度 一 般为 5 O ～6 0 m， 斜 长 为 5 0 1 T I 。沿倾 斜方 向留有顶柱 和底 柱 ， 矿房间留间柱隔开 ， 矿房中间留不规则矿柱 。阶 段运输平巷布置在矿体 内， 从运输平巷于矿块 一侧 沿倾斜掘进切割上 山与上阶段运输平巷联道 ， 从运 输平巷每隔 5 ～7 m 向矿房掘进矿石溜 口， 距 运输 平 巷顶 板约 3 1 T I 处 ， 从 切 割 上 山掘 进 切 割 平 巷 ， 电 耙 绞 车也布 置在 切 割平 巷 内 ， 在 顶 柱及 间柱 中掘 进 联络巷道。矿房 回采工作 自切割上 山开始 ， 以阶段 斜长的梯段工作面形式， 沿走向全面推进 ， 并保持下 部梯段超前于上部梯段。崩下矿石用电耙绞车沿倾 斜耙运至溜井 ， 在运输平巷装车运走 。随 回采工作 面的推进 ， 将夹石或贫矿留下不采作为矿柱l 4 ] 。 该方法的主要优点是采矿工艺简单 ， 回采率高 ， 贫 化低 ， 采矿 成本 低 ； 主 要 缺点 是 采 矿 效 率低 ， 要 求 有严格的顶板和通风管理。 3 采 矿方法 比较 。就其 实 质来 说 ， 这 两种 采 矿 方法区别不大， 适用条件和采准、 切割及 回采工艺基 本相同。主要不同点在于全面采矿法的矿块尺寸 比 较 大 ， 随 回采 工作 的推 进 ， 可 灵活 地将夹 石或 贫矿 留 下作矿柱 ， 以支护采空区的顶板围岩 ， 在矿石品位 比 较高的地方， 不 留矿柱或者用人工支柱代替矿柱 ， 故 矿石回收率较高； 而房柱法所留的矿柱是规则的， 由 于在矿块中留有许多矿柱 ， 这些矿柱所 占矿量约为 1 5 9 ／ 6 ～2 0 ， 有些甚至达 4 O ， 这些 矿柱一般不 回 收 ， 因此矿石损失 比较大。虽然全面采矿法也有顶 板管理较复杂的缺 陷， 但 由于板坝铅锌矿矿体顶板 第 6期 石乃敏 板坝铅锌矿采矿方法研究与应用 7 较稳 固， 用全面采矿法开采 ， 安全性有保障。因此， 确定选用全面采矿法作 为板坝铅锌矿的采矿方法 。 3 全 面 采矿 法 的 应 用 3 ． 1 矿块 布置 和构 成要 素 矿块 沿 矿 体 走 向布 置 ， 矿 块 长 5 0 1T I ， 宽 5 0 1T I ， 斜长约 5 0 m。间柱宽 4 IT I ， 顶 、 底柱各 3 m， 矿房 内 不规则保安矿柱为 3 m3 m， 间距 1 O ～1 5 m， 漏斗 间距 6 ～8 m。采矿方 法示 意 图见 图 1 。 1 阶段运输平巷 ； 2 一 回风平巷 ； 3 一切割上 山； 4 一溜 口； 5 电耙绞车 ； 6 切割平巷 7 、 8 一联络道 ； 9 矿柱 ； 1 O 一底柱 ； l 1 一间柱 ； 1 2 一顶柱 ； 1 3 一 电耙 ； 1 4 一炮孔 图 1 全面采矿法示意图 Fi g ． 1 Ov e r a l l mi ni n g me t h o d 3 ． 2采 准切 割工 作 在矿 体 内掘进 阶段 运 输平 巷 ， 从运 输 平 巷 于矿 块 一侧 沿倾 斜 掘进 切 割 上 山 ， 与上 阶段 运 输 平 巷联 通 ， 作为采场行人和通风的通路 ， 同时又作为起始 回 采崩矿 的一个 爆破 自由面 ， 从 运输 平 巷 每 隔 6 ～ 8 m 向矿房掘进矿石溜 口， 作为采场矿石运搬的通路_ 5 ] 。 距运输平巷顶板约 3 1T I 处 ， 从切割上 山掘进切割平 巷 ， 作 回采崩矿的一个爆破 自由面 ， 兼作通风和行人 的通 路 ， 电耙 绞 车也 置 切 割 平 巷 内。为 使 采 场 具 备 通风和行人第二安全出 口， 在顶柱及 间柱 中掘进联 络巷 道 。 3 ． 3 回采 工作 自切 割上 山开 始 ， 以阶段 斜 长 的梯段 工 作 面 形 式 ， 沿走 向推进 ， 保持工作面下部梯段超前于上部梯 段 ， 梯段工 作面长 度取 1 5 1T I 左右 ， 高度 为矿体 厚 度 。 采用浅眼爆破方式落矿。用 YT一2 4凿岩机凿 水平炮孔 ， 孔径 0 4 0 ～4 2 mm， 孔深 2 m， 炮眼排距 1 ～1 ． 2 m， 眼距 O ． 8 ～ 1 m。炮孑 L 装药系数 6 0 ～ 7 0 ， 孔 口用 炮 泥 填 塞 。采 用 非 电起 爆 方 法 爆 破 落 矿 。 爆 破产 生 的烟尘 ， 利用 主风流通 风 ， 新鲜 风 流从 运输平巷 、 漏 口进入工作面 ， 污风经顶柱的联络道排 人 回风平 巷 。 回采工作面崩落的矿石直接用电耙耙到溜 口， 装入运输平巷的矿车。电耙绞车功率为 3 0 k W， 耙 斗容积为 0 ． 3 m。 。 3 ． 4采矿 主要技 术经 济指 标 见 表 2 表 2采矿主要技术经济指标 Ta bl e 2 M a i n t e c hn i c a l a nd e c on o mi c i n di c a t o r s i n mi ni ng 3 ． 5 采场顶板管理 板坝铅锌矿的矿体顶 、 底板围岩 以灰岩、 硅质岩 为主 ， 岩石 比较坚硬 ， 厂一6 ～1 2 ， 结构完整 ， 构造裂 隙不太发育 ， 整体稳固性较好 ， 暴露面积一般控制在 下转第 1 7页 第 6期 白光顺等 会泽铅锌矿床“ 构造一 岩溶” 容矿空 间特征及成 因分析 1 7 厂逆断层 的上盘 ， Nw 向次级断裂、 羽状断裂发育 的 地段 ， 特 别是 两组 以上断裂 构 造交叉 发 育 的地段 ， 是 可能出现较大的容矿空间的部位 ， 即富大矿体可能 定 位 的部 位 。 参 考 文 献 [ 1 ] 张位及．试 论滇东北铅锌 矿床的沉积成 因和成矿规 律E J ] ．地 质与勘探 ，1 9 8 4 7 l 1 1 6 ． [ 2 ] 陈士杰．黔西滇东北铅锌矿床 的沉积成 因探讨[ J ] ．贵州地 质 ， 1 9 8 6， 3 3 2 1 1 - 2 2 2 ． [ 3 ] 陈 进．麒麟厂铅锌硫化 物矿床成 因及成矿模式探讨 [ J ] ．有 色 金属矿产与勘查 ，1 9 9 3 2 8 5 9 0 ． [ 4 ] 柳贺 昌．滇 、 川 、 黔铅锌成矿区构造控矿口] ．云南地质 ，1 9 9 5 ， 1 4 3 1 7 3 1 8 9 ． [ 5 ] 赵 准．滇 东、 滇东北 地区铅锌矿 床的成矿模式[ j ] ．云南 地质 ， 1 9 9 5 ， 1 4 4 3 5 0 - 3 5 4 ． [ 6 ] 柳 贺昌．滇 、 川 、 黔成矿区的铅锌 矿源层 岩 [ J ] ．地质与勘探 ， 1 9 9 6 2 1 2 - 1 8 ． [ 7 ] 柳 贺 昌．滇 、 川 i、 黔 铅锌 成 矿 区的成 矿模 式 [ J ] ．云南地 质 ， 1 9 9 6， 1 5 1 4 1 5 1 ． [ 8 ] 孙 志伟．会泽麒麟 厂铅 锌矿床 隐伏矿 体的发 现及其预测 的基 础与方法口] ．云南地 质，1 9 9 8 ， 1 7 2 1 5 9 1 6 7 ． [ 9 ] 柳 贺昌 ， 林 文达．滇东北铅峰 一银矿 床规律研 究[ M] ．昆 明 云南大学出版社 ，1 9 9 9 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部 破 碎 地 段 不 稳 固的顶 板 ， 在 回采过程 中可以增加 部分小矿柱来支撑顶板， 小矿 柱的具体位置、 规格则视具体情况而定 ， 或者是采用 锚杆 支护 、 喷锚支 护等 ， 锚杆 长 度为 1 ～1 ． 5 1 T I ， 支 护 网度 O ． 8 1 T I 0 ． 8 m ～ 1 m 1 m 。在 回采 过 程 中， 必须有专人对顶板 的动 向进行 跟踪、 管理， 以确 保 回采作 业 的安全 ] 。 3 ． 6采空 区处理 在矿体赋存范围内， 地表允许陷落 ， 因矿体埋藏 较深 、 围岩 稳 固 ， 采 矿 后 地 表 一 般 不 会 出现 崩 落 现 象 。因此 ， 采空区一般不作处理， 但坑内废石可尽量 用 于充填 关键 区段 的 采 空 区 ， 以减 少 废 石 的提 升 运 输 ， 并 起 到支 护 采 空 区减 小 地 压 危 害 的作 用 。 中段 回采结束后 ， 应及时充填或封闭采空区， 确保安全 。 4 结 语 由于各矿 山的矿体赋存条件、 开采技术条件不 同 ， 选择合适的采矿方法也不尽相 同。全面采矿法 具有采矿工艺简单、 回采率高、 贫化率低、 采矿成本 低 等 优 点_ 7 ] ， 在 小 型金 属 矿 山开 采 中得 到 了广 泛 应 用 ， 板 坝铅 锌矿灵 活 选 用 适合 本 矿 山实 际 的全 面 采 矿法 ， 改变了过去那种巷道式采矿方法 ， 通过多年的 生产实践， 取得 了比较好 的经济效益。但在生产实 践 中也 存在 很多 缺点 ， 如采 矿效 率低 、 工人 在顶 板暴 露下作业安全性差、 要求有严格的顶板和通风管理。 因此今后还必须对全面采矿法进行较深入 的研究 ， 以充分 发挥 该采 矿法 的效 益 。 参 考 文 献 [ 1 ] 刘建庄 ， 孙光华 ， 姜 波 ．浅孔 留矿法在 民采 小型矿山的应用与 发展[ J ] ．矿业工程 ， 2 0 0 8 ，6 3 2 0 _ 2 1 ． [ 2 ] 石乃敏 ， 吴仲雄 ， 陈竞文 ， 等．关联矩阵法在妙石矿采矿方法选 择 中的应用[ J ] ．现代矿业 ， 2 0 1 0 ， 4 9 7 9 1 8 2 1 ． [ 3 ] 唐鹏善．浅眼房 柱采矿 法在 良山铁矿 的应用 [ J ] ．矿 业快报 ， 2 0 0 8 7 5 1 - 5 3 ． [ 4 ] 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