平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法在喬礦西礦區(qū)的使用

張巧云

新疆富蘊(yùn)喬夏哈拉金銅礦業(yè)有限公司

新疆富蘊(yùn)喬夏哈拉金銅礦業(yè)有限責(zé)任公司西礦區(qū)，為鐵銅礦體。前期開采方式都是井采，所用采礦方法為有底柱的淺孔留礦法，礦房結(jié)束后，對(duì)礦柱回收難度大（尤其是底柱積壓很大礦量），綜合回收率低（不到 70%）。為了提高綜合回收率，有必要對(duì)原有的采礦方法的底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

1 開采技術(shù)條件

西礦區(qū)的礦體分布在玄武安山巖或角閃玢巖的北側(cè)，巖石為絹云母片巖、大理巖以及同礦體緊相連的矽卡巖。

含銅磁鐵礦絕大多數(shù)生在蝕變閃長巖或角閃斜長玢巖的頂板上的矽卡巖內(nèi)，有具規(guī)模的 8 個(gè)礦體，即 Fe1、Fe2、Fe3、Fe4、Fe5、Fe6、Fe7、Cu1 礦體。礦體多呈不穩(wěn)定似層狀、扁豆?fàn)?、多枝狀，在礦帶中斷續(xù)平行分布，也有互相重迭。Fe1 位于該礦區(qū)的最西端，走向長度 264m，最大傾斜延伸為 75m，呈脈狀，走向 104°，傾角 68°。礦體厚度1.11－13.8m。其它礦體走向長度、最大傾斜延伸、走向、傾角、礦體厚度均不完全相等。

1.1 水文地質(zhì)條件

礦床處于侵蝕基準(zhǔn)面以上，位置高，礦區(qū)降水少，遠(yuǎn)離地表水體，屬堅(jiān)硬裂隙巖層中的貧水礦床，補(bǔ)給來源缺乏，屬水文地質(zhì)較簡單型。

1.2 工程地質(zhì)條件

礦體頂?shù)装鍑鷰r主要為各類矽卡巖，部分地段為閃長巖、閃長玢巖、凝灰?guī)r、巖石屬堅(jiān)硬巖石，巖石堅(jiān)硬穩(wěn)固，開采條件較好。

1.3 礦體物理力學(xué)性質(zhì)

礦石平均體重 3.98t/m3,松散系數(shù) 1.57，礦巖硬度 f＝8－12，礦巖不具備自燃和結(jié)快性。

2 對(duì)現(xiàn)有采礦方法進(jìn)行優(yōu)化

從開采技術(shù)條件可知，礦體厚度在 15m 以下，礦體屬于急傾斜中厚礦體，礦巖穩(wěn)固性好，不具備自燃和結(jié)快性，較適合選用淺孔留礦法。在原有底柱留礦采礦法的基礎(chǔ)上，對(duì)底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化：采用無底柱的平底底部結(jié)構(gòu)，采場(chǎng)運(yùn)輸平巷及出礦巷道布置在脈外，采用無軌運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸，如圖一所示。

圖一 無底柱平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法示意圖

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)

礦塊沿礦體走向布置，長度 50m 左右，階段高 40m，寬度為礦體的厚度，礦房留間柱 6m，頂柱 3～4m。

2.2 采準(zhǔn)切割

采準(zhǔn)工作包括中段脈外運(yùn)輸巷、人行通風(fēng)天井、天井聯(lián)絡(luò)巷、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、脈外出礦巷道，脈外運(yùn)輸巷道每 7－8m一條。

切割工作主要是掘進(jìn) 2×2m2切割平巷，切割平巷與脈外運(yùn)輸巷及出礦巷道在同一水平。

沿天井垂直方向每隔 5m 向兩側(cè)掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道，采場(chǎng)兩端聯(lián)絡(luò)道在高程上可錯(cuò)開布置，隨著回采工作面的逐步提高，各聯(lián)絡(luò)道與兩邊礦房依次貫通?；夭勺鳂I(yè)的全過程中，必須確保采場(chǎng)兩側(cè)的聯(lián)絡(luò)道有兩個(gè)與天井相通，以滿足作業(yè)人員進(jìn)出采場(chǎng)及通風(fēng)需要。

主要巷道斷面：中段脈外運(yùn)輸巷2.8×2.8m2，出礦巷道2.4×2.6m2、拉底巷道2×2m2、天井1.6×1.8m2，聯(lián)絡(luò)道1.6×1.8m2。

2.3 回采工藝

礦房回采分層進(jìn)行，用7 655 型或 YT-28 型鑿巖機(jī)鑿上向或傾斜炮孔，孔徑 38～42㎜，孔距 0.8×0.8m 或 1×1m，孔深 2m,梅花型面孔，人工方式裝藥。裝藥爆破后將崩落的礦石放出三分之一左右，使其鑿巖工作面保持在 2m 的空間，局部放礦后檢查頂板，處理浮石，平整場(chǎng)地，為下一循環(huán)做好準(zhǔn)備。

2.4 礦石運(yùn)搬

用 XYWJD-1 型電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，從脈外出礦巷道將礦石鏟裝至載重 2t 的電動(dòng)自卸車中，運(yùn)至斜井卸礦處，通過斜井將礦石提升至地表。

2.5 礦柱回收

頂柱可在礦房回采完前，用 YG－90 或 YGZ-90 型鑿巖機(jī)向上鑿中深孔，將炮眼鑿?fù)?，一次性裝藥爆破。

對(duì)間柱回收要視情況可連續(xù)回收或間隔回收，在天井聯(lián)絡(luò)道用 YG－90 或 YGZ-90 型鑿巖機(jī)鉆鑿扇形中深孔，一次性裝藥爆破。

2.6 大量放礦

整個(gè)礦房回采結(jié)束后，應(yīng)組織力量集中放礦，避免采場(chǎng)圍巖因暴露時(shí)間過長塌落而引起礦石貧化。

2.7 損失、貧化指標(biāo)

參照類似礦山實(shí)際生產(chǎn)資料，并結(jié)合礦山實(shí)際情況，取礦房回采損失率 10%，貧化率 10%；礦柱回采損失率 30%，貧化率 25%。則礦塊綜合回收率為 86%，貧化率為 10.9%。采切比 3.5m/kt 或 17.3m3/kt。

3 平底結(jié)構(gòu)留礦采礦法的應(yīng)用實(shí)例

我們?cè)诒镜V區(qū) 945 中段 9 號(hào)采場(chǎng)應(yīng)用了平底結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法。9 號(hào)采場(chǎng)位于 3—7 線之間，礦塊長約 50m，階段高40m。礦體上盤為閃長巖，下盤為凝灰?guī)r。礦石及圍巖較穩(wěn)固，傾角 53°～72°，礦體平均厚度 10.6m。原礦 TFe 品位27.1%，Cu 品位 0.32%，礦塊礦量 68030.4t,其底部結(jié)構(gòu)如圖二所示。

圖二 945中段9號(hào)礦房平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法

由于采用了無軌運(yùn)輸設(shè)備，此法在采準(zhǔn)、切割、回采、礦石運(yùn)搬及對(duì)礦柱的回收諸方面都凸顯其優(yōu)點(diǎn)，提高了礦塊綜合回收率，也提高了該公司的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

[1]采礦手冊(cè)編輯委員會(huì)：《采礦手冊(cè)》北京 冶金工業(yè)出版社，1990年

[2]陳放：《礦山采礦手冊(cè)》北京 冶金工業(yè)出版社，2006年

[3]解世俊：《金屬礦床地下開采》北京 冶金工業(yè)出版社，1986年

[4]《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國建筑工業(yè)出版社，1989年

[5]《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》GB16423-2006