哈圖金礦深部礦體采礦方法選擇的分析

費 東，鄧代強，姚中亮

（1.西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司， 新疆 克拉瑪依市 834025；2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410012；3.國家金屬采礦工程技術(shù)研究中心， 湖南 長沙 410012）

哈圖金礦自建礦以來，由于其淺部礦體水平厚度較小，一直沿用常規(guī)的淺孔留礦法采礦。其間曾嘗試尾砂膠結(jié)充填采礦法，由于當(dāng)時技術(shù)條件限制和其他種種原因，都因效果無法滿足生產(chǎn)所需，最終放棄。目前淺部礦體逐漸減少，開采深度不斷增加，礦巖的應(yīng)力和礦體的產(chǎn)狀變化逐步加大。對于深部的厚大礦體，常規(guī)的淺孔留礦采礦法顯然難以適應(yīng)，貧損率不斷增加，回采率和安全性大幅降低；再加上將來的開采規(guī)模要擴大到2000t／d，因此必須考慮采取更加符合需求的采礦方法，選擇合理的工藝配置、先進(jìn)技術(shù)來滿足安全生產(chǎn)的正常需要。

1 地質(zhì)概況

該礦千米井的回采范圍在773～375m水平之間，走向E9－E34。主要包括L27－8、L27－14、L27－17三條礦脈。L27脈由地表向下斜深達(dá)350～600m以下，脈帶厚50～100m不等，并具上緩下陡、東緩西陡的特征。支脈較多，各脈大致呈平行展布，礦脈具尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn)、膨大收縮、波狀彎曲等特點，圍巖主要有玄武巖與凝灰?guī)r兩種。L27－8脈組、L27－14脈組和L27－17脈的地質(zhì)特征詳情見表1。

表1 各礦脈地質(zhì)特征

2 深部礦體開采技術(shù)條件

深部礦體主要由蝕變玄武巖、蝕變凝灰?guī)r及少量石英脈組成。礦體處于擠壓破碎帶中，屬熱液充填交代型礦床，一般呈致密塊狀，比較堅硬，后期構(gòu)造對礦帶破壞性不顯著。礦脈頂板巖石堅固，工程地質(zhì)類型劃分為第三類第一型，堅硬半堅硬巖層為主的層狀礦體。礦石主要參數(shù)：松散系數(shù)1.6，硬度系數(shù)f＝8～14，礦石體重2.85t／m3，巖石體重2.85 t／m3。

3 采礦方法的方案選擇

方案選擇的前提要求主要針對10m以上的較厚礦塊；一次回采率高，安全性好；機械化程度高，用人少。

3.1 兩種采礦方案分析

3.1.1 垂直走向布置淺孔留礦嗣后充填法

采場垂直走向布置，由底部脈外平巷掘穿脈與頂部回風(fēng)巷聯(lián)通，脈內(nèi)脈外天井、電耙底部結(jié)構(gòu)出礦，隔一采一、采后充填。礦塊長為礦體寬，高為階段高，寬為8～10m。拉底高5m，留底柱。該方案的優(yōu)點是采場結(jié)構(gòu)簡單，管理方便；采空區(qū)暴露面積不大，較為安全。但留礦較多，影響出礦效率。

3.1.2 上向分層充填采礦法

采場垂直走向布置，由底部脈外平巷掘穿脈與沿脈（或頂部）回風(fēng)巷聯(lián)通，在底部布置脈外斜坡道，坡度20%，通過聯(lián)絡(luò)道與分層平巷聯(lián)通，分層平巷通過聯(lián)絡(luò)道與礦體聯(lián)通。在礦體中布置充填、回風(fēng)天井，在充填體內(nèi)布置人行、通風(fēng)天井和鋼溜井。鏟運機、振動放礦機出礦，隔一采一。礦塊長為礦體寬，高為階段高，寬為8～10m。拉底高5m。留有底柱。其優(yōu)缺點是：適應(yīng)多種開采技術(shù)條件的需要，損失率、貧化率均較低；但回采工藝復(fù)雜、采準(zhǔn)工作量大，生產(chǎn)成本高。

通過結(jié)合哈圖金礦實際條件的分析，設(shè)計擬采用的垂直走向布置淺孔留礦嗣后充填法和上向分層充填采礦法分別見圖1、圖2。

3.2 兩種采礦方案比較

采用方案1的采場采準(zhǔn)切割工程量不大，結(jié)構(gòu)簡單，對礦體變化的適應(yīng)性稍差，采場出礦能力為邊采邊出時50t／d，大放礦時150t／d，一次回采率90%以上，一次貧化率10%左右，安全性較好。采用方案2的采場采準(zhǔn)切割工程量較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對礦體變化的適應(yīng)性較好，采場出礦能力200 t／d，一次回采率90%以上，一次貧化率5%左右，安全性較好。兩種方案比較見表2。

圖1 垂直走向布置淺孔留礦嗣后充填法

圖2 上向分層充填采礦法

表2 兩種開采方案比較

4 結(jié) 論

通過以上比較并結(jié)合該礦千米井開拓的實際情況，可以認(rèn)為方案1能與現(xiàn)有的混合井提升軌道運輸系統(tǒng)較好地結(jié)合，部分使用了機械，提高了生產(chǎn)效率，減少了人員的使用，但由于必須開掘?qū)Ｓ没仫L(fēng)巷，而沿脈平巷卻未必能夠省去，因此，會出現(xiàn)重復(fù)工程的問題，當(dāng)然量不會太大，是否采用此方法完全取決于礦塊的實際情況。方案2在安全生產(chǎn)及技術(shù)指標(biāo)方面具有較為明顯的優(yōu)勢，機械化程度較高。但與現(xiàn)有的混合井提升軌道運輸系統(tǒng)的銜接上可能會有問題，設(shè)備選擇上明顯受到制約，因此，會使生產(chǎn)能力受到影響。綜上所述，兩方案均可作為哈圖金礦千米深井配套的開采方法，但要針對具體條件，適時采用。

［1］ 郭愛國，張華興.我國充填采礦現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.礦山測量，2005（1）：60－62.

［2］ 劉同有.中國有色礦山充填技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.中國礦業(yè)，2002，11（1）：28－34.

［3］ 鄧代強，姚中亮.膠東某礦采場頂板冒落原因分析［J］.有色礦山，2003，31（1）：15－17.

［4］ 袁世倫，胡國斌，楊承祥.金屬礦山充填技術(shù)的回顧與展望［J］.江西有色金屬，2004，18（3）：11－15.

［5］ 鄧代強，姚中亮.復(fù)雜條件下礦體開采方法及采場頂板維護研究［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2006，26（1）：9－10.

［6］ 唐 建.盤區(qū)機械化充填采礦工藝在凡口鉛鋅礦的運用［J］.采礦技術(shù)，2011，11（1）：4－5，10.

［7］ 李一帆，黃 穎.黑嵐溝金礦7號脈采礦方法改進(jìn)與實踐［J］.江蘇地質(zhì)，2005，29（3）：168－170.

［8］ 楊承祥，羅周全，胡國斌，等.深井金屬礦床安全高效開采技術(shù)研究［J］.采礦技術(shù)，2006，6（3）：142－146.

［9］ 劉夢秋，鄭劍洪，谷新建.板溪銻礦廢石充填采礦工藝技術(shù)研究［J］.采礦技術(shù)，2010，10（4）：22－23，83.

［10］陳勁松.幾種充填采礦法的特點及適用條件［J］.新疆工學(xué)院學(xué)報，2000（3）：199－202.

［11］楊小聰，陳忠輝.安慶銅礦開采過程的數(shù)值模擬［J］.有色金屬，2002，54（2）：82－87.

［12］胡飛宇.安慶銅礦特大型采場充填體穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究［J］.有色金屬，2006，58（3）：14－17.