豐山銅礦北緣安全回采的探討

楊 坤,張純鋒

(大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽(yáng)新縣 435232)

豐山銅礦北緣安全回采的探討

楊 坤,張純鋒

(大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽(yáng)新縣 435232)

根據(jù)豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊的現(xiàn)狀,對(duì)該塊段采礦方法進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)采場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了解決措施與建議,以確保該塊段能安全、經(jīng)濟(jì)的回采,減少資源的浪費(fèi)。

采礦方法;尾砂充填法;頂板管理;安全回采

1 概 況

豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊為大理巖型礦石,礦石礦物共生組合為黃鐵礦-黃銅礦,黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦等。大理巖硬度系數(shù)f=6～8,平均體重2.86t/m3,在礦體中占25%。從北緣-200m中段-13線,-194m底部結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)的巖石情況看,該礦塊大理巖石有蝕變(綠泥石化,蛇紋石化等),質(zhì)地較松軟,極不穩(wěn)固。

豐山北緣-200m中段西部礦塊采用壁條柱上向分層尾砂充填采礦法,其底部結(jié)構(gòu)是在2004年至2005年形成的,該盤區(qū)從-16線拉底到-13線時(shí),從-13線運(yùn)輸沿脈的揭露情況看,該地段為大理巖型礦體,巖石極為破碎,采場(chǎng)內(nèi)片幫冒頂時(shí)有發(fā)生,如-13線材料井上掘15m左右就垮塌無(wú)法施工、-13線濾水井的整個(gè)聯(lián)道發(fā)生冒頂垮塌、-13線下盤沿脈多處邊幫有較大裂隙,回采作業(yè)安全較差,因此在2005年底此處底部就被擱置,沒(méi)有再進(jìn)行采切工程施工。

2 采礦方案的優(yōu)化

豐山北緣-200m中段-16線至+14線礦塊原采用壁條柱上向分層尾砂充填采礦法,礦塊垂直走向布置,礦房寬度6m,礦柱寬度3m,只回采礦房,礦柱不考慮回采,分層回采高度2.0～2.5m,采用鏟運(yùn)機(jī)出礦,分層尾砂充填。此采礦方法的缺點(diǎn)就是礦房暴露面積過(guò)大,礦柱得不到回收,礦石損失過(guò)大,如圖1所示。

圖1 壁柱式上向分層尾砂充填采礦方法

綜合考慮到北緣-200m中段-13礦塊地質(zhì)條件及安全現(xiàn)狀,在原采礦方法上進(jìn)行優(yōu)化,減少采場(chǎng)的暴露面積,以便安全、經(jīng)濟(jì)、靈活的回采該地段的礦石。決定采用上向分層點(diǎn)條柱進(jìn)路尾砂充填采礦法。

2.1 礦塊布置及構(gòu)成要素

礦塊垂直走向布置,礦塊長(zhǎng)度為礦體厚度,礦房、礦柱間隔布置,礦房寬3m,礦柱寬3m,在巖石情況好的情況下將礦柱布置成點(diǎn)柱,點(diǎn)柱為3m×3 m,點(diǎn)柱中心間距4～5m,底柱高6m,不留頂柱。50m劃分1個(gè)礦塊,礦塊共8個(gè)礦房、8個(gè)礦柱,形成獨(dú)立的采、出、充回采循環(huán),見圖2。

2.2 采準(zhǔn)、切割工作

在中段運(yùn)輸水平布置脈內(nèi)運(yùn)輸平巷,在-13～-12線礦塊內(nèi)布置一條充填通風(fēng)天井、1條斜坡道、2條溜井(原-13線溜礦井可以利用)、2條濾水井(其中斜坡道可以改為作濾水井用),在礦體較穩(wěn)固地段沿走向掘鏟運(yùn)機(jī)出礦聯(lián)絡(luò)道。

圖2 北緣-200m中段-13～-12線礦塊采切工程布置

切割工作是在采場(chǎng)底柱上方沿走向掘拉底平巷(寬3m,高3m);然后在拉底平巷垂直切割礦房,形成完整的拉底層,作為回采崩礦的自由面。

2.3 回采工作

采用YT-27型鑿巖機(jī)鑿2～2.5m深的水平炮孔,炮孔排距(最小抵抗線)0.8～1.0m,炮孔間距0.8～0.9m。根據(jù)本礦的礦巖特點(diǎn),采用炮孔交錯(cuò)排列。嚴(yán)格控制采場(chǎng)周邊的炮孔,防止破壞上、下盤圍巖與礦柱,控制采幅,以減少落礦的損失、貧化。從切割拉底層開始自下而上逐層回采,一個(gè)礦塊實(shí)行一步驟回采,即將礦塊內(nèi)礦房及礦柱回采部分作為一個(gè)回采單元,回采工作面呈階梯式推進(jìn),同一礦塊內(nèi)的礦房回采基本保持同步,每次回采高度2.0～2.5m。

采用WJD-1.5型鏟運(yùn)機(jī)將崩落礦石運(yùn)至采區(qū)溜井。

采場(chǎng)通風(fēng)的風(fēng)速不得低于0.15m/s,新鮮風(fēng)流經(jīng)中段運(yùn)輸平巷、聯(lián)絡(luò)道到濾水人行井,清洗工作面后的污風(fēng)經(jīng)采場(chǎng)的充填通風(fēng)天井到上中段回風(fēng)巷,采用抽出式通風(fēng)。為保證采場(chǎng)的通風(fēng)效果,在采場(chǎng)的充填通風(fēng)天井口處安設(shè)一臺(tái)局扇加強(qiáng)通風(fēng)。

2.4 充填工作

根據(jù)圍巖穩(wěn)固情況可采用一采一充的充填工藝,即回采一個(gè)分層充填一次,充填前應(yīng)將順路溜井和泄水井加高,在出礦聯(lián)絡(luò)道設(shè)立充填隔墻,準(zhǔn)備工作就緒后開始用分級(jí)尾砂進(jìn)行充填,充填高度為分層回采高度,采場(chǎng)內(nèi)一般采用Φ(100～120)mm塑料軟管作充填管。

2.5 頂板管理

在每次崩礦后,應(yīng)對(duì)采場(chǎng)頂板要進(jìn)行嚴(yán)格檢查和撬毛工作,對(duì)局部節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段用錨桿支護(hù)及圓木臨時(shí)支護(hù);出礦后迅速進(jìn)行充填,盡量減少礦體上盤的暴露時(shí)間。在構(gòu)造裂隙發(fā)育密集帶及其風(fēng)化帶附近,礦巖完整性差,穩(wěn)固性不好,個(gè)別地段發(fā)現(xiàn)有擠壓構(gòu)造破碎帶,在開采過(guò)程中,要加強(qiáng)地壓監(jiān)測(cè)和觀察,以防止出現(xiàn)冒頂、片幫等事故。

2.6 采切工程量及施工順序

該礦塊采切工程量見表1。

表1 礦塊采切工程量

本次設(shè)計(jì)是在原有北緣-13線底部結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸沿脈的基礎(chǔ)上進(jìn)行,為了節(jié)省采切工程的投資,縮短底部結(jié)構(gòu)的拉底周期,盡量利用現(xiàn)有的采切工程。

(1)接通-194m-13線運(yùn)輸沿脈底部的照明,對(duì)原有-13底部結(jié)構(gòu)的巷道進(jìn)行撬毛,處理巷道頂板及邊幫的浮石,對(duì)-13線底部東西沿兩端已經(jīng)垮塌的沿脈進(jìn)行封堵。進(jìn)行噴砼支護(hù),再進(jìn)行錨桿條網(wǎng)聯(lián)合支護(hù),為了保證底部采切工程的安全,最后再進(jìn)行二次噴砼支護(hù),支護(hù)厚度要求50mm,以噴砼料全部覆蓋錨桿條網(wǎng)方網(wǎng)為合格。-194m-13線溜礦井處往西9m的沿脈巖石極為破碎,由于此處要停放鏟運(yùn)機(jī),為了保證人員及鏟運(yùn)機(jī)的安全,對(duì)此處用鋼支架支護(hù)。

(2)對(duì)-200m中段-13線的運(yùn)輸穿脈進(jìn)行二次噴砼支護(hù),局部破碎地段進(jìn)行錨桿條網(wǎng)支護(hù)。

(3)對(duì)-200m中段-13線的溜礦井的放礦硐室進(jìn)行整改,安裝5kW放礦振動(dòng)電機(jī)。

(4)對(duì)-194m原有的13線底部結(jié)構(gòu)巷道的碴石進(jìn)行人工清理,預(yù)計(jì)清理量為225m3。

(5)測(cè)量部門對(duì)原-194m底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)測(cè),地質(zhì)部門圈定底部結(jié)構(gòu)的礦體,采礦部門根據(jù)測(cè)量、地質(zhì)部門的實(shí)測(cè)圖布設(shè)好采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)。

(6)盡量在礦體下盤巖石較好的地段向兩端拉開脈內(nèi)運(yùn)輸沿脈,并按設(shè)計(jì)進(jìn)行切割工程的施工。(7)根據(jù)采場(chǎng)底部結(jié)構(gòu)的揭露情況及巖石的安全穩(wěn)固情況,合理布置充填通風(fēng)天井。

3 結(jié) 論

豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊地質(zhì)礦量170604t,平均地質(zhì)品位0.71%,金屬量1208.83t。通過(guò)以上優(yōu)化工作,結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)情況,礦山生產(chǎn)將能取得預(yù)期技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):礦石損失率20%～25%、礦石貧化率10%、采場(chǎng)生產(chǎn)能力135t/d。

[1]楊仕教,古德生,等.豐山銅礦北緣采區(qū)礦巖穩(wěn)定性分級(jí)的灰色聚類方法研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2004,24(1).

[2]鮑俠杰.豐山銅礦北緣采場(chǎng)穩(wěn)定性研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2004,24(6).

[3]程治華,各 方.豐山銅礦開拓工程的優(yōu)化[J].采礦技術(shù),2004,4(4).

2009-09-01)

楊 坤(1971-),男,廣西全州人,工程師,主要從事采礦技術(shù)與管理,Email:yingzhingyong@126.com。