會理鋅礦有底柱崩落法放礦技術(shù)研究

楊春林，賴 偉，尹賢剛

(1.會理鉛鋅股份有限公司， 四川會理縣 615104;2.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南長沙 410012)

1 概述

會理鋅礦采用有底柱階段強制崩落法，礦區(qū)巖層塌陷已發(fā)展至地表。根據(jù)鋅礦采場布置，采場內(nèi)70%～80%的礦石是在覆蓋巖石下放出的，在采場放礦過程中，隨著崩落礦石的放出，松散的覆蓋巖石也跟著向下移動，崩落礦石和覆蓋巖石的直接接觸是引起損失貧化的直接原因，所以合理的組織放礦，是降低貧化損失的有效的措施。

根據(jù)該礦的現(xiàn)狀，進行放礦研究，制定放礦制度、方案，在此基礎(chǔ)上制定放礦計劃圖表，進行控制放礦，可使礦石資源得以最大限度的回收。

2 貧化損失現(xiàn)狀調(diào)查分析

調(diào)查表明，天寶山礦區(qū)的貧化損失指標(biāo)較高，貧化率達到30%以上，損失率25%以上，有的甚至高達40%以上。通過分析認(rèn)為，主要是由于以下幾方面原因造成的。

(1)地質(zhì)條件對貧化損失的影響。二號礦體賦存于4個大斷層包圍的范圍之內(nèi)，而且礦體周邊或內(nèi)部常見輝綠巖。由于采用大量落礦的方法，無法對礦巖進行分采，輝綠巖和斷層帶大量混入礦石中造成礦石的貧化。另一方面，礦體變化較大，礦巖的界限不完全確定，回采過程常帶入部分圍巖。邊角礦體難以開采。

(2)回采對貧化損失的影響。由于礦巖破碎，炮孔實現(xiàn)率低，大塊多，二次爆破頻繁，放礦漏斗破壞嚴(yán)重，無法回收已爆礦石;放礦橢球體形狀遭破壞，造成的礦石損失貧化。炮孔施工誤差大，未完全控制礦體邊界，或者超出礦體邊界過多，導(dǎo)致礦石損失貧化。

(3)放礦對貧化損失的影響。雖制定了嚴(yán)密的放礦方案，但是上下兩個中段采場相互影響(7中段殘采，8中段采場回采)，顧此失彼，執(zhí)行不到位。另一方面采用漏斗底部結(jié)構(gòu)，電耙出礦，控制放礦難度大;工人出礦作業(yè)隨意性大，不能按計劃進行放礦，放礦貧化損失大。

(4)工程質(zhì)量對貧化損失的影響。轉(zhuǎn)入深部開采，礦巖原巖應(yīng)力增大，加之礦體破碎，采準(zhǔn)工程質(zhì)量難于保證。電耙道掘進時垮塌嚴(yán)重，削弱了底部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，底部結(jié)構(gòu)到放礦后期，常發(fā)生大的垮塌，電耙道兩幫縮進，造成電耙耙礦困難，放礦困難。

3 放礦方案研究

3.1 放礦方案

E806采場采用有底柱分段鑿巖階段崩落采礦法，漏斗底部結(jié)構(gòu)，電耙出礦。根據(jù)橢球體放礦理論，多漏斗放礦時應(yīng)保證各放出橢球體相交，盡量讓放出橢球體包含更多的礦石，以降低貧化損失［1-7］。

在階段高度一定的情況，根據(jù)對放礦理論的研究和天寶山放礦的調(diào)查，天寶山礦的放礦橢球體近似為煙囪狀，為了提高放礦回收率，對采場底部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化研究，設(shè)計漏斗間距為6 m，在不影響底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下增大漏口直徑為2.2 m×2.2 m［8］。

根據(jù)理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果，天寶山電耙道半圓拱受力較三心拱承載力好，改三心拱電耙道斷面為半圓拱斷面，提高電耙道的穩(wěn)定性［9］。

優(yōu)化爆破參數(shù)，降低大塊率，降低二次破碎率，提高出礦效率，降低二次爆破對斗穿楣線的損傷，有利于實現(xiàn)均勻放礦［10］。

在覆蓋巖石下進行出礦的主要特點是礦石與廢石直接接觸，為了降低礦石損失貧化，應(yīng)保持礦巖接觸面均勻下降，盡量減少廢石混入礦石中。而保證接觸面均勻下降有兩種方式，一種是水平下降，另一種為傾斜下降。由于本采場內(nèi)礦體大致成立方體，采場內(nèi)礦巖接觸面成水平，所以采用水平下降方式，能最大限度的降低礦石損失貧化。

3.2 放礦制度

有底柱階段崩落法，礦石上部為覆蓋巖石。漏斗設(shè)計時保持相鄰兩放出橢球體相交，其放出順序和一次放礦量相互影響，密切相關(guān)，所以放礦制度必須根據(jù)生產(chǎn)實際進行合理選擇。常用的放礦制度有:等量均勻順序放礦，不等量均勻順序放礦，依次順序放礦，簡易放礦等。

合理的放礦制度是放礦方案的保障，根據(jù)放礦方案，要求礦巖接觸面均勻下降，并且各漏斗負責(zé)的放礦量基本相等，所以等量均勻順序放礦制度較適于該采場。

3.3 放礦圖表

編制合理的放礦計劃是實現(xiàn)放礦制度和放礦方案的最終保障，而且只有按照放礦計劃放礦才能達到預(yù)期的效果。根據(jù)放礦圖表可以及時掌握放礦過程中礦巖接觸面的形狀及其空間位置，是提高礦石回收率和降低礦石貧化率的重要措施。漏斗發(fā)生過早貧化和回收礦量不夠時，可以通過放礦圖表進行分析并找出原因。

根據(jù)放礦計算成果，純礦石回收量為1187.5 m3，制定表1和圖1所示的放礦圖表。首先進行松動放礦，分兩次進行，每次放出100 m3礦石，每對斗放出礦石量600 t，然后進行大量放礦每次放出200 m3礦石，每對斗放出礦石量1200 t，大量放礦為5個循環(huán)，最后進行最終放礦，放礦至截止品位為止。如表1所示，前兩個循環(huán)為松動放礦階段，后3～7個為大量放礦階段，最后為最終放礦階段，該階段礦石貧化較大，當(dāng)放礦至截止品位時應(yīng)及時停止放礦。

表1 806放礦計劃

圖1 E806放礦圖

3.4 貧化損失控制措施

(1)放礦計劃是放礦管理的指導(dǎo)方案，因此放礦時應(yīng)嚴(yán)格按照放礦計劃的要求進行放礦作業(yè)。為了按照計劃進行放礦，建立嚴(yán)密的放礦組織與管理，應(yīng)定期校核放礦計劃，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時解決。

(2)管理人員應(yīng)向放礦工人進行放礦方案，計劃等交底，并發(fā)放記錄單。記錄單上應(yīng)明確指出放出任務(wù)，放出漏斗號，放出礦量。負責(zé)放礦的工人應(yīng)嚴(yán)格做好當(dāng)班記錄，并及時向管理人員匯報記錄數(shù)據(jù)和當(dāng)班問題，做好交接班工作。

(3)每個漏斗按計劃放完一定礦量后，應(yīng)及時進行封斗作業(yè)，以免超放，造成礦石提前貧化。要堅持先遠后近的出礦順序，堅持均勻放礦的原則。

(4)做好計量工作，可以采用耙斗循環(huán)數(shù)或者運礦車進行放礦量統(tǒng)計，也可以與相關(guān)統(tǒng)計部門聯(lián)合進行統(tǒng)計。

(5)應(yīng)及時測定和分析礦石品位，在品位降到截止品位下時，應(yīng)及時停止放礦。

(6)漏斗楣線破壞對均勻放礦危害極大，進行卡斗處理和二次爆破時，注意保護好漏斗的楣線，破碎耙道或漏斗內(nèi)大塊時，務(wù)必要遠離漏斗或在漏斗深部進行爆破作業(yè)。

(7)應(yīng)嚴(yán)格按照安全規(guī)程及采場相關(guān)規(guī)定進行放礦作業(yè)，嚴(yán)禁違章作業(yè)。

4 技術(shù)經(jīng)濟效果分析

根據(jù)放礦研究成果，由于上部為礦巖混合覆蓋層，單個采場實際計算回收率大于100%，回收率較以前的50%～60%明顯提高。由于降低了大塊率，底部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性明顯提高，出礦輔助時間減少，出礦效率達到300 t/d以上。

5 結(jié)論

在對會理鋅礦損失貧化的主要原因進行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，通過放礦理論研究，制定了放礦方案及制度。研究認(rèn)為采場內(nèi)礦體大致成長方體，礦巖接觸面成水平，所以采用水平下降方式，能最大限度的降低礦石損失貧化，在采區(qū)范圍內(nèi)最終形成斜面放礦，并制定了放礦計劃圖表。

放礦不僅與放礦管理有關(guān)，更重要的與采場結(jié)構(gòu)參數(shù)、采切工程的實現(xiàn)情況、爆破效果等有關(guān)，其影響因素多，在進行放礦技術(shù)優(yōu)化研究時，應(yīng)綜合考慮。

［1］王昌漢.放礦學(xué)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1982.

［2］《采礦設(shè)計手冊》編委會.采礦設(shè)計手冊(第3卷)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1989.

［3］董永義.有底柱分段崩落法覆蓋巖下放礦的控制與管理［J］.新疆有色金屬，2004(4):15-17.

［4］田文東.覆蓋巖下放礦的實踐［J］.采礦技術(shù)，2007，7(1):22-23.

［5］劉國棟.覆巖下底部放礦的理論與生產(chǎn)時間綜述［J］.有色金屬，1993:25-28.

［6］孫文武，楊志芳.對影響覆巖下底部放礦損失貧化因素的分析［J］.黃金，2007，28(12):30-32.

［7］朱衛(wèi)東，蘇太和.有底柱階段崩落法底部結(jié)構(gòu)及放礦制度優(yōu)化［J］.中國礦業(yè)，1999，8(3):39-42.

［8］袁明華.淺談崩落法采場斗距與放礦指標(biāo)的關(guān)系［J］.云南冶金，1996(3):13-14.

［9］尹賢剛，諶立勇，李應(yīng)龍.電耙道復(fù)合支護技術(shù)研究［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2011，31(6):49-64.

［10］尹賢剛，李應(yīng)龍.會理鋅礦爆破工程中存在的問題及解決方案［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2010，30(6).