新城金礦厚大礦體開采方法

原浩鵬　楊維濤　徐征軍

摘 要：山東新城金礦Ⅴ#礦體經(jīng)過檢驗(yàn)確定為典型的厚大破碎礦體，所以新城金礦所使用的上向水平分層充填采礦法難以滿足其生產(chǎn)要求，要通過其他先進(jìn)開采技術(shù)來進(jìn)行開采作業(yè)，確保5#礦的安全開采，開采效率和貧化損失率可以控制在允許范圍內(nèi)。首先對國內(nèi)外關(guān)于厚大礦體開采的方法進(jìn)行了論述，然后就應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法在山東新城金礦厚大礦體開采中的具體應(yīng)用進(jìn)行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：厚大破碎礦體；應(yīng)力拱連續(xù)開采；充填采礦法；充填處理

中圖分類號：TD863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.107

現(xiàn)階段，山東新城金礦70%的產(chǎn)量都是由Ⅴ#礦體開采所獲得，Ⅴ#礦體上盤圍巖屬于典型的焦家破碎帶，其作為典型的厚大礦體，平均厚度為57 m，再加上整個Ⅴ#礦體礦巖穩(wěn)固性較差，部分地段具有破碎、裂縫發(fā)育等特征，所以會對整個Ⅴ#礦體的開采作業(yè)產(chǎn)生極大的不良影響?，F(xiàn)階段新城金礦針對Ⅴ#礦體的開采使用了上向水平分層尾砂充填采礦法，這樣可以為整個礦體的開采創(chuàng)造一個安全高效的回采空間，但是鑒于該種采礦方法在具體應(yīng)用中依舊存在重大事故隱患，所以必須采用先進(jìn)的采礦方法對Ⅴ#礦體開采技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

1 深部厚大破碎礦體開采技術(shù)分析

1.1 上向分層充填采礦技術(shù)

目前，美國、澳大利亞等國開始利用上向分層充填采礦技術(shù)來開采穩(wěn)固的礦石厚礦體，例如，瑞典十分著名的湯普森礦便是利用上向分層充填采礦技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，加拿大每年都會使用充填法開采近3.2×107 t左右的礦石，而對于加拿大來說，上向分層充填采礦技術(shù)的礦石開采量占地下開采礦石總量的40%左右。現(xiàn)階段，日本有色金屬礦石在生產(chǎn)過程中近1/2的產(chǎn)量都是利用充填采礦法進(jìn)行開采，尤其是針對一些埋藏條件十分復(fù)雜的礦體來說，可以采用機(jī)械化上相分層充填采礦法來進(jìn)行生產(chǎn)。但該種采礦技術(shù)在具體應(yīng)用中容易受到充填體強(qiáng)度不足等因素的影響，導(dǎo)致充填料混入到礦石中，使其出現(xiàn)二次貧化及損失。

1.2 上向進(jìn)路充填采礦法

上向進(jìn)路充填法是在分層充填采礦法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種采礦技術(shù)。該種采礦方法對于礦巖破碎、穩(wěn)固性差的礦體有著極強(qiáng)的適用性。在具體應(yīng)用中，首先要將礦塊分層，然后按照一定的規(guī)律劃分其進(jìn)路。該環(huán)節(jié)在具體操作上與巷道掘進(jìn)作業(yè)存在較多的相似之處，逐條進(jìn)路回采完畢后便可以進(jìn)行充填接頂處理，但該種采礦技術(shù)在具體應(yīng)用中的生產(chǎn)能力較差，進(jìn)路充填過程中容易受到工藝因素的影響而降低其接頂率。

1.3 下向進(jìn)路充填采礦法

下向進(jìn)路充填采礦法在厚大礦體的開采中得到了極為廣泛的應(yīng)用。該種采礦方法的出現(xiàn)徹底取代了傳統(tǒng)礦山生產(chǎn)過程中所使用的分層崩落法，下向進(jìn)路充填采礦法在具體應(yīng)用中對埋藏較深、地應(yīng)力較大以及礦巖不穩(wěn)固的礦體有著極強(qiáng)的適用性，但由于該種采礦技術(shù)在具體應(yīng)用中容易受到巖層條件等方面限制，所以其在具體應(yīng)用中的技術(shù)與工藝難度相對較高。

2 具體應(yīng)用

新城金礦厚大礦體在生產(chǎn)過程中需要考慮開采工藝的安全性能否滿足其要求，所以經(jīng)過對多種厚大礦體采礦方法的具體分析，決定采用應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法，并通過試驗(yàn)最終確定應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法可以完全滿足其安全生產(chǎn)要求。

2.1 盤區(qū)的布置

新城金礦厚大礦體在開采過程中要設(shè)置長度為38 m、高為50 m的盤區(qū)。在盤區(qū)的具體布置過程中，要將分段高度分別控制在10 m左右，礦房共設(shè)置5個，礦房的寬度在設(shè)置過程中分別為1號礦房6 m、2號礦房6 m、3號礦房7 m、4號礦房6 m、5號礦房6 m。礦房礦柱在設(shè)置過程中要將其寬度控制在7 m左右，其中，3號礦房超前于2號、4號礦房超前于1號，4號礦房與5號礦房在設(shè)置過程中為了滿足其開采要求，應(yīng)分別設(shè)置3個分層，這樣便可以通過5個礦房的合理設(shè)置使整個厚大礦體內(nèi)部形成一個免壓拱結(jié)構(gòu)。

2.2 回采工藝

新城金礦厚大礦體在使用應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)需要設(shè)置無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)，所以在具體生產(chǎn)中要分別設(shè)置下盤脈外分段平巷及集中出礦的溜井，使其構(gòu)成一個無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)，滿足礦石的運(yùn)輸和出礦工藝要求。首先，要在平行與礦體的下盤邊界上合理布置分段運(yùn)輸平巷，各分段運(yùn)輸平巷在設(shè)置過程中要利用聯(lián)絡(luò)道設(shè)計(jì)來使其與主斜坡道相連，采場需要設(shè)置分層聯(lián)絡(luò)道來與分段運(yùn)輸平巷相連，溜井聯(lián)絡(luò)巷設(shè)置后便可以與中段集中出礦溜井相連接，這樣便可以形成應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法生產(chǎn)要求的無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)。筆者認(rèn)為，新城金礦厚大礦體開采過程中所設(shè)置的無軌采準(zhǔn)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮其需要使用的污水設(shè)備鑿巖與出礦，所以在重車下坡坡度設(shè)計(jì)過程中，要將其坡度控制在21%以內(nèi)，并在此基礎(chǔ)上整體優(yōu)化分段平巷的設(shè)計(jì)與采準(zhǔn)工程的設(shè)計(jì)，確保其可以最大程度地滿足應(yīng)力拱連續(xù)開采上向水平分層充填采礦法的應(yīng)用要求。

新城金礦厚大礦體在開采過程中均采用樹脂錨桿和鋼帶聯(lián)合護(hù)頂?shù)闹ёo(hù)方式，鑿巖采用Mercury-14去全液壓單臂鑿巖車，在開采過程中，要將釬桿的長度控制在4.3 m左右，釬頭直徑控制在43 mm左右，炮眼的深度控制在3.8 m左右，這樣就可以滿足爆破開采要求。厚大礦體在爆破開采過程中采用GB 1243790粉狀銨梯炸藥與非電毫秒差導(dǎo)爆管進(jìn)行爆破開采，并且要將其上分層的空頂距作為其自由面，礦石需要利用柴油鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)過分層聯(lián)絡(luò)道、溜井聯(lián)絡(luò)道將其運(yùn)輸?shù)街卸瘟锞?。采場分層回采結(jié)束后要砌筑一個充填擋墻后才能對其進(jìn)行充填處理，充填料利用充填管通過通風(fēng)井進(jìn)入到采場中，要將作為充填料的水泥尾砂的比例控制在1∶12左右。

3 結(jié)束語

綜上所述，鑒于國內(nèi)外所使用的厚大礦體開采工藝難以適應(yīng)山東新城金礦厚大礦體的開采要求，經(jīng)過試驗(yàn)論證，確定使用應(yīng)力拱連續(xù)開采向上水平分層填充采礦法。該種厚大礦體開采工藝在新城金礦中的具體應(yīng)用取得了顯著的成績，希望其可以為國內(nèi)同行厚大礦體的開采提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙國彥.新城金礦厚大破碎礦體采礦方法的模糊優(yōu)化[J].礦冶研究與開發(fā)，2011（6）.

[2]張洪訓(xùn).新城金礦Ⅴ#礦體-580 m中段頂柱采礦方法研究[J].金屬礦山，2012（12）.

[3]肖柏林.下向進(jìn)路式充填采礦方法在毛坪鉛鋅礦的應(yīng)用研究[J].有色金屬，2014（11）.

〔編輯：王霞〕

Abstract： Shandong Xincheng Gold mine ore body V # tested to determine for thick and broken ore body typical， so use the Xincheng Gold Mine upward horizontal cut and fill stopping method is difficult to meet the production requirements， through other advanced mining technology for mining operation， ensure that the 5# mine safety mining， mining efficiency and dilution and loss rate can be controlled in allowable range. First of all domestic and foreign mining method of thick and large ore bodies were discussed， and then the stress arch continuous mining upward horizontal layering filling mining method in Shandong Metro Gold thick concrete application of large ore body mining are briefly introduced.

Key words： thick and broken ore body； stress arch continuous mining； filling mining method； filling treatment