平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法在金陶公司二礦區(qū)的應(yīng)用

王成龍 王 穎

(中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古金陶股份有限公司)

內(nèi)蒙古金陶股份有限公司礦區(qū)位于努魯兒虎山東段翼部，熱河丘陵的邊緣地帶。礦區(qū)位于分水嶺地區(qū)，地貌為中等切割的低山區(qū)，海拔標(biāo)高700～600 m，相對高差約100 m。礦區(qū)含金礦脈大都隱伏于地下，目前已發(fā)現(xiàn)含金礦脈40余條，多具工業(yè)價(jià)值。礦區(qū)各礦脈形態(tài)較簡單，多成脈狀或長條狀，礦化較為連續(xù)和穩(wěn)定，以構(gòu)造蝕變巖型與石英脈型為主，脈石礦物以石英為主，其次為綠泥石、高嶺石等，局部地段礦脈分支復(fù)合現(xiàn)象顯著。礦石的金屬礦物以黃鐵礦為主，其次為黃銅礦、閃鋅礦和少量毒砂、褐鐵礦和微量自然金、銀金礦與自然銀。礦區(qū)礦體走向及傾向連續(xù)性較好，礦體傾角平均為75°，礦體厚0.05～2.16 m，屬急傾斜薄礦脈。礦區(qū)圍巖多以斜長角閃片麻巖為主，與礦脈界線明顯，結(jié)構(gòu)較緊密，具較好的穩(wěn)固性，一般不易冒頂、片幫，但個(gè)別地段圍巖因頂?shù)讟?gòu)造節(jié)理發(fā)育易于脫落，對采礦的影響較大。為此，針對礦床地質(zhì)特征選用平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法進(jìn)行開采。

1 適宜采礦方法

目前金陶公司采用的采礦方法主要為削壁充填采礦方法，該方法雖能有效支護(hù)采空區(qū)，大大降低采礦貧化率及損失率，但由于回采工藝較復(fù)雜、工人勞動強(qiáng)度大、礦塊綜合生產(chǎn)能力較小，已無法滿足礦山的生產(chǎn)需求。根據(jù)礦山地質(zhì)條件，通過多種采礦方案的對比分析，最終選擇了無底柱平底結(jié)構(gòu)的淺孔留礦法(圖1)。該方法具有采場結(jié)構(gòu)和回采工藝簡單、設(shè)備投資少、生產(chǎn)管理方便、工人容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，在小型金屬礦山開采中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在極薄貴金屬礦床的開采中應(yīng)用較多。

圖1 無底柱平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法(單位:m)

礦塊沿礦體走向布置，礦塊長51.0 m，階段高40.0 m，不留頂、底柱，采幅為礦體厚度，礦體厚度不能滿足作業(yè)所需空間時(shí)，需將采幅控制在1.1 m以內(nèi)。采準(zhǔn)工程的布置以探采結(jié)合為基礎(chǔ)，先期的沿脈探礦工程已經(jīng)掘進(jìn)到位，在礦體下盤圍巖內(nèi)距沿脈巷道5～7 m處布置脈外運(yùn)輸巷道，脈外運(yùn)輸巷道與沿脈巷道平行，尺寸為2.0 m×2.25 m。在脈外運(yùn)輸巷道內(nèi)垂直礦體走向，從一側(cè)順路起，間距4～6 m依次布置裝巖機(jī)出礦聯(lián)絡(luò)川至另一順路，聯(lián)絡(luò)川尺寸為2.0 m×2.25 m，與脈外運(yùn)輸巷道的轉(zhuǎn)彎半徑為5 m，方便裝巖機(jī)裝礦。在底部采準(zhǔn)工作進(jìn)行的同時(shí)，可以在礦房外側(cè)沿脈布置一條采準(zhǔn)天井(尺寸為2.0 m×1.5 m)作為行人運(yùn)料通風(fēng)井。采準(zhǔn)天井施工完畢后，在礦塊沿脈內(nèi)進(jìn)行切采，切采高度達(dá)到5 m后，將切采礦石裝完，在距巷道2.1 m處施工人工混凝土假底及“V”型斜坡，至此采場底部的采準(zhǔn)工作基本結(jié)束，待人工混凝土假底養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后即可組織回采工作。采場采切工程量見表1。

表1 平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦采礦法采切工程量

2 回采工藝

(1)回采順序。沿脈內(nèi)平巷自下而上進(jìn)行回采。

(2)鑿巖爆破。采用7655型鑿巖機(jī)鉆鑿淺眼炮孔，炮孔直徑為38～40 mm。礦巖堅(jiān)固性系數(shù)為8～12，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)為:最小抵抗線為0.8 m，炮孔間距為0.6～0.8 m，炮孔深度為 1.8 ～2.0 m，炮孔角度為65°～75°，炮眼成梅花形或“之”字形布置。爆破采用2#巖石乳化炸藥，裝藥系數(shù)為0.6，單位炸藥消耗量為0.3～0.4 kg/m3，非電雷管起爆系統(tǒng)。

(3)采場通風(fēng)。采場工作面利用礦井主風(fēng)流進(jìn)行通風(fēng)。新鮮風(fēng)流由沿脈運(yùn)輸?shù)澜?jīng)采場一側(cè)的人行通道進(jìn)入采場工作面，洗刷整個(gè)采場工作面后，污風(fēng)由采場通風(fēng)天井經(jīng)上部回風(fēng)平巷至風(fēng)井排出。

(4)采礦出礦。采場每次爆破落礦后，作業(yè)人員進(jìn)入采場后進(jìn)行撬碴支護(hù)工作，在采場內(nèi)對超過0.4 m的大塊礦石進(jìn)行二次破碎，破碎結(jié)束后即可進(jìn)行局部出礦工作。通過電動裝巖機(jī)從采場下部出礦聯(lián)絡(luò)川出礦，出礦時(shí)按各個(gè)出礦口所要求的礦量進(jìn)行出礦，不得多出或少出，確保礦石能夠平均下降，以減少平場工作量，防止在留礦堆中形成空硐。整個(gè)采場每次出礦量約為當(dāng)期落礦量的30%，使回采工作面保持1.8～2.0 m高的作業(yè)空間，余下礦量暫留采場中作為工作平臺。出礦后應(yīng)及時(shí)清理工作面松石，平整場地。當(dāng)采場全部開采完畢后，集中裝出所有存留礦石。

(5)采場地壓管理。應(yīng)嚴(yán)格按采礦設(shè)計(jì)打眼，炮眼應(yīng)合理布置，控制好采場頂板形狀(一般留成拱形頂)和采幅寬度。爆破時(shí)注意加強(qiáng)控制，減少單孔裝藥量，防止產(chǎn)生大量松石、浮石，減弱對頂板和圍巖的采動影響。加強(qiáng)勞動組織，提高采礦工作面利用率，加快回采速度，減少礦巖暴露時(shí)間。采場礦石全部出凈后，在采礦中不留頂柱，整個(gè)采場與上階段頂部巷道采通，將上階段掘進(jìn)廢石充填至采空區(qū)中，既可起到支護(hù)空區(qū)的作用，又能減少井下提升、運(yùn)輸量及地面廢石場容積，有效降低了礦山的生產(chǎn)成本。

(6)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表2。

表2 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 結(jié)語

無底柱平底結(jié)構(gòu)淺孔留礦法的礦塊結(jié)構(gòu)及回采工藝簡單，生產(chǎn)管理方便，其采礦工藝與目前所采用的淺孔留礦法類似，礦塊生產(chǎn)能力可保持目前的100 t/d左右的水平，滿足了礦山生產(chǎn)的需求。與傳統(tǒng)的淺孔留礦法相比，該方法優(yōu)點(diǎn)有:①不設(shè)底柱，增加了對礦柱的回收，提高了開采回采率和資源的利用率;②采準(zhǔn)工作、采期放礦、大量放礦均在平巷中進(jìn)行，采用裝巖機(jī)出礦實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，降低了工人的勞動強(qiáng)度，加快了出礦速度，大大提高了礦塊的生產(chǎn)能力，縮短了回采周期，從而降低了礦石的單位成本;③脈外運(yùn)輸平巷出礦，安全性高且經(jīng)濟(jì)效益顯著。