黃沙坪殘礦回采技術(shù)探討

周忠平，徐 勇

(1.湖南有色金屬股份有限公司黃沙坪礦業(yè)分公司，湖南郴州 424421;2.湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100)

湖南有色金屬股份公司黃沙坪礦業(yè)分公司1967年建礦投產(chǎn)，是我國重要的鉛鋅生產(chǎn)基地;其采礦方法主要選用上向水平分層干式充填法，也試用了留礦法、深孔崩落法等方法。經(jīng)過46 a的開采，礦井的生產(chǎn)重點逐步轉(zhuǎn)向中深部;而在56 m中段至346 m中段的中段，遺留下來的邊角余礦、零星小礦體、開采難度較大的頂?shù)字V體及民采殘留礦等，其礦石品位也較高。據(jù)生產(chǎn)資料統(tǒng)計，至2012年有鉛鋅殘礦采場還可回收的約100多個，其礦石總量100萬t以上。因此，如何選用正確的回采技術(shù)、重新開發(fā)“老區(qū)”，盡最大可能回收有限的礦產(chǎn)資源，延續(xù)礦山服務(wù)年限，在市場經(jīng)濟條件下，顯得尤為重要［1～5］。

1 鉛鋅殘留礦體回采工藝簡介

殘留鉛鋅礦回采屬于二次或多次開采，其回采工藝除需要適應(yīng)第一次開采時采礦方法的選擇外，還要適應(yīng)再次回采的特點。要因地制宜，隨著現(xiàn)場條件的變化而調(diào)整回采工藝［6，7］。目前，黃沙坪礦業(yè)分公司殘留鉛鋅礦的回采工藝經(jīng)過近十多年的實踐，其采礦技術(shù)已逐步完善、成熟，其中，以下四種采礦方法使用最為頻繁。

1.1 分采充填采礦法

沿著礦脈往前下方拉底，然后再擴開，利用電扒或用人工直接擔，從平巷平面以下將礦依次分層轉(zhuǎn)運至平巷，倒入礦車，最后將采空區(qū)用廢石充滿。這種回收殘礦方法適合于平巷以上礦已在第一次回采時采完、而在平巷平面以下還余少許礦的采場。如165 m中段石門11 1采場殘礦回采。

1.2 分段礦房空場采礦法

從礦體下盤沿礦脈往上拉槽子，同時沿途鋪設(shè)半筒的敞口鐵皮筒或木塊形成傾斜的溜槽，放炮后落下的礦直接通過溜槽溜入礦車(底部放礦、階段崩落);這種回收殘礦方法特別適用于傾角為30°～55°的傾斜礦體、傾角大于55°的急傾斜礦體或厚度在0.8 m以下的極薄礦體、厚度在0.8～4 m之間的薄礦體;回采時不需采掘圍巖，從而最大限度控制貧化率。因行人與出礦共用一個出口，在安全上要特別注意，必須加強通風，同時須用安全繩或鋼絲繩沿斜坡邊邦懸掛固定作扶手，利于上下行人和采出礦作業(yè);打鉆過程中，鉆工和扶鋼釬兩人均須系安全繩，防止高空墜落。如129 m中段石門10585#采場殘礦回采。

1.3 全面空場采礦法

從礦體下盤沿礦脈往上邊拉槽子邊擴邦，慢慢形成環(huán)形的階梯狀繞道，放炮崩落的礦，自然落往下部采空區(qū)，再用人工擔或斗車倒入放置在軌道上的礦車(底部放礦、階段崩落)。這種回收殘礦方法特別適用于傾角為5°～30°的緩傾斜礦體或厚度在0.8～4 m之間的薄礦體，回采時需采掘少量圍巖。在安全上要注意，用安全繩或鋼絲繩沿繞道懸掛一圈固定作扶手，以利上下行人和作業(yè);打鉆過程中，鉆工和扶鋼釬兩人均須系安全繩，防止高空墜落。如129 m中段石門23S采場殘礦回采。

1.4 上下(雙向)滑輪采礦法

沿著礦脈先施工拉底，再擴開，落下的礦用人工裝至皮桶內(nèi)。其出礦方式是:用套索和釬子將一鋼絲繩(主繩)沿一定斜坡度固定在運礦路線上方，同時在一側(cè)安裝一臺小卷揚，一根鋼絲繩(副繩)一端連接在卷揚機卷筒里，另一端通過單向滑輪連接鉤子;用雙向滑輪聯(lián)接主繩和副繩，同時在副繩連接卷揚機處安裝一單向滑輪;將裝礦用的皮桶掛在鉤子上，即可操作小卷揚直接從作業(yè)面將裝好的礦拖倒至礦車。此回收殘采礦主要適用于往下挑底、距軌道稍遠的采礦點場，靈活機動性特強(如圖1)。如200 m中段石門3盲采場殘礦回采。

圖1 上下(雙向)滑輪采礦法

由于殘留礦大小不一、賦存多樣、距巷道遠近或回采難度風險難度相異等，因此可根據(jù)殘留礦實際情況，采取靈活多變、經(jīng)濟實用、工效高、見效快、適用性強的出礦、運礦方式，要盡最大可能減少事故發(fā)生，降低成本，提高工效。如簡易金屬漏斗出礦、木漏斗放礦等。

2 殘礦回采主要存在以下問題

殘礦回采主要存在以下問題:

1.大多數(shù)殘留鉛鋅礦為頂?shù)字V、盲礦、零星礦等，礦體規(guī)模相對較小，且多分布在邊遠地區(qū)或者廢棄巷道，準備工作量大。

2.殘留礦體之所以得以留下，是因為在當時安全形勢下不具備回采條件，這就決定了殘留礦體普遍具有圍巖穩(wěn)定性差，礦巖破碎的特性，在回采過程中安全管理難度較大。

3.老采空區(qū)具體資料不詳，或者有技術(shù)臺帳的老空區(qū)，其圍巖的應(yīng)力分布改變導致空區(qū)發(fā)生變化，以及非法采礦留下的未知空區(qū)等，給殘留礦體安全回收帶來大量隱患。

4.充填采礦法留下底柱，其回采受充填假底的穩(wěn)固性制約。如假底施工質(zhì)量差，回采時假底易破壞，上部充填骨料垮落，致使礦石大量貧化，甚至可能全面冒頂，采場報廢，并給作業(yè)人員帶來傷亡。

5.部分盲礦體賦存情況未知，導致回收時不能科學安排，需采用探采結(jié)合，同時準備工作量較大，生產(chǎn)組織管理難度相對大。

3 解決措施

針對以上問題可以從生產(chǎn)組織管理以及工程安全、技術(shù)措施等方面解決。

3.1 生產(chǎn)組織管理

黃沙坪礦業(yè)分公司237 m中段以上的鉛鋅殘留礦，由于歷史原因，自2006年底已逐步交由集體單位綜合一廠負責回采至今。200 m中段以下的鉛鋅殘留礦則由礦業(yè)分公司本部或引進的外包隊進行回采。由于鉛鋅殘留礦回采區(qū)域分布于十幾個中段，戰(zhàn)線長、作業(yè)面廣、各采點情況不一，條件千差萬別，因此，這三大回收鉛鋅殘留礦的實體，其地質(zhì)找礦、回采技術(shù)指導、服務(wù)、安全管理等工作均由公司生產(chǎn)技術(shù)部和地質(zhì)部、安環(huán)部等部門統(tǒng)一負責;經(jīng)過實踐的摸索，總結(jié)形成了一套行之有效的殘留礦安全生產(chǎn)管理模式。

1.公司統(tǒng)一部署、組織協(xié)調(diào)。對于黃沙坪礦業(yè)分公司所轄區(qū)域的所有礦種開采，明確黃沙坪礦業(yè)分公司一個法人代表。對鉛鋅殘留礦的回采管理也各有側(cè)重，其中綜合一廠自負生產(chǎn)經(jīng)營，但所回采殘礦均須買給公司;公司下屬單位及與公司鑒訂了勞務(wù)合同的具有井巷作業(yè)資質(zhì)的外包隊，由公司統(tǒng)一下達年度、月度生產(chǎn)作業(yè)計劃，并分別鑒訂經(jīng)濟責任制和勞務(wù)合同，由公司統(tǒng)一組織生產(chǎn)安排。

2.成立專門從事殘采性質(zhì)的采礦單位。地質(zhì)找礦、采礦技術(shù)和安全管理等服務(wù)工作由公司相關(guān)部門負責，現(xiàn)場回采由殘采單位進行。在具體的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)中，各殘采單位通常設(shè)置6～7人為一個生產(chǎn)作業(yè)班組，開展日常殘采回收工作;當初成立單獨的殘采單位時，作業(yè)人員最開始是由部分職工帶領(lǐng)公司內(nèi)部子弟進行回采，2008年后根據(jù)國家有關(guān)政策全部由公司職工承擔，內(nèi)部子弟并入外包隊務(wù)工;同時部分鉛鋅殘采業(yè)務(wù)交由外包隊，其所回采的鉛鋅殘礦單獨計量、取樣，以略高于公司殘采單位的單價予以回購，并接受公司及殘采單位的監(jiān)督管理。

3.有效的激勵約束機制。由于鉛鋅殘留礦回采難度大，安全風險高，成本投入多，為此，公司從多方面對鉛鋅殘留礦的回采給予了一定的政策扶持、激勵:(1)單價優(yōu)先。殘留礦采場回采比正規(guī)采場的單價高，以礦石品位高低論價，0.5%上下為一個價位，度數(shù)越高，價格也就越高，同時明確8%以下不計價，以確保有效益地組織生產(chǎn);(2)由于各個殘采點條件不一，對部分回采確實難度比較大的采場，輔以含硫補貼、高溫補貼、二次轉(zhuǎn)扒費，適度準備工班、材料部分核銷等政策性補貼，從而保證了高風險高回報，有利于調(diào)動基層殘采單位的積極性，促進殘采的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，并盡可能地回采有限的礦產(chǎn)資源;(3)獎罰明確。明確一個保本產(chǎn)量和基本單價，如產(chǎn)量未完成，則按事實比例進行處罰，如產(chǎn)量超額完成，則按超額量，以一定的比例予以獎勵，從而從制度上確保殘采任務(wù)超計劃完成;(4)適度找礦獎勵。以提高殘采單位找礦積極性，超前考慮采場接替，均衡生產(chǎn)。

3.2 殘礦回采過程中安全技術(shù)措施

殘礦回采過程中主要有以下的安全技術(shù)措施:

1.統(tǒng)一計劃、統(tǒng)一安排回采相關(guān)工作。要實行先上后下、由遠而近的回收順序;上部中段超前于下部中段;實行前進式支護，后退式回采出礦。

2.回采礦柱或頂?shù)字蓤鰰r，必須先檢查空區(qū)頂、底板安全和處理好松石，要使用好頂板監(jiān)控儀，及時對頂板進行監(jiān)控;必要時，可架設(shè)掩護支架，要控制好回采空間暴露面積，并采取必要的安全防范措施，切實可行地遵守有關(guān)安全技術(shù)操作規(guī)程。

3.加快作業(yè)進度。出礦時應(yīng)集中人力，力爭在短時間內(nèi)完成出礦工作，減少人員在空區(qū)下的暴露時間;同時要隨時觀察采空區(qū)頂板的變化，一旦有異情，人員要及時撤離，等處理并穩(wěn)定后，方能進入采空區(qū)作業(yè)。

4.二次回采充填采礦法留下的頂?shù)字鳂I(yè)中，要特別注意保護假底的完整。在回采過程中，要保證上采時壓礦平整，在最后一層礦體回采時采用一次性施工好鉆孔，分次爆破落礦方法;通過多打鉆孔，少裝藥，采用不耦合裝藥，控制單次爆破藥量，盡量減少爆破對假底的影響。

5.加強采場基礎(chǔ)臺帳管理，對空區(qū)情況及時測量并存檔。回采前盡量收集采場以及空區(qū)資料臺帳。

6.對于未知空區(qū)，在回采過程中對可疑空區(qū)施工超前鉆孔，用水平鉆或者長鋼釬探明對所需作業(yè)的附近區(qū)域進行探明，提前預(yù)判空區(qū)情況。

4 社會和經(jīng)濟效益評價

黃沙坪礦業(yè)分公司鉛鋅殘留礦回收從2003年開始至今已取得了良好的社會和經(jīng)濟效果。殘礦回收采場生產(chǎn)能力900 t/d，礦石貧化率≤6.00%，殘礦回收率≥88%，礦石生產(chǎn)成本比回收主體礦降低23%，因此，回收殘礦年利潤可達2 600多萬元以上。同時社會效率明顯，為公司部分子弟及周邊區(qū)縣提供了就業(yè)機會，促進了礦區(qū)穩(wěn)定、和諧。

5 結(jié)語

黃沙坪礦業(yè)分公司目前正在－16 m中段以下深部基建，寶嶺工程正在進行中，鉛鋅資源已近枯竭，為了確保企業(yè)經(jīng)濟效益，上部中段鉛鋅殘留礦回收工作顯得尤為重要。而受開采技術(shù)經(jīng)濟條件的制約，一次開采必須會造成各種各樣的礦量損失。該公司十幾年殘留礦回收的實踐證明，采取有效的技術(shù)安全措施，在結(jié)束的中段或礦山開采結(jié)束后，利用原有系統(tǒng)及部分工程對在一次開采過程中殘留的礦石是可以充分回收的。鉛鋅殘留礦石回收可以實現(xiàn)資源的充分利用，延長礦山服務(wù)年限，解決職工和公司子弟等就業(yè)問題，而且可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。在資源日益稀缺的今天，其意義更加深遠，對步入礦產(chǎn)資源枯竭的礦山具有積極的借鑒意義。

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