某錫礦山殘礦資源開采方案選擇研究

劉振廷

（湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽 422000）

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某錫礦山殘礦資源開采方案選擇研究

劉振廷

（湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽 422000）

某錫礦山前期采用有底柱分段空場法回采礦體，留下大量底柱資源未開采。為了安全、高效地回收資源，通過優(yōu)選比較“有底柱中深孔崩落法”和“無底柱中深孔崩落法”兩種采礦方案，最終選取“有底柱中深孔崩落法”回采上中段留下的底柱及下部礦體?！坝械字猩羁妆缆浞ā蹦軌虬踩厥赵搮^(qū)域內(nèi)的殘礦資源，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

底部結(jié)構(gòu)；存窿礦；崩落法

某礦段礦體以緩傾斜似層狀氧化礦體為主，T2g16地層是主要的含礦層位，T2g15地層是次要的含礦層位，緩傾斜似層狀礦體占總儲量的80%以上，礦體形態(tài)簡單，分布標(biāo)高在+1 830～+1 300 m，礦體厚度為1～5 m，部分可達(dá)6～20 m。礦體呈平行多層疊瓦狀產(chǎn)出，傾角在0°～25°之間。礦段內(nèi)巖體為三疊系中統(tǒng)個舊組碳酸鹽類巖石，由白云巖、灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r組成。巖石抗壓強(qiáng)度為34.5～66 MPa，屬堅硬-半堅硬巖組，穩(wěn)固性較好。巷道及硐室除局部風(fēng)化破碎的泥質(zhì)灰?guī)r外，一般不需支護(hù)。

殘礦資源的開采范圍為10-9＃礦體1540～1570中段的34～40剖部分。10-9＃礦體及其賦存于上部的10-15＃、10-10＃、10-10-1＃、10-12＃、10-15＃等礦體，1570中段以上采用“有底柱分段崩落法”回采之后，西至43剖，東到28剖形成連續(xù)崩落法采空區(qū)，采空區(qū)面積達(dá)16 600 m2。頂板圍巖部分冒落后，采空區(qū)垂高近100 m（1570中段至1660中段）。上部資源回采后期，1570中段運(yùn)輸平巷及底部漏斗變形嚴(yán)重，34、35采場無法正常出礦，不僅留下大量漏斗底部結(jié)構(gòu)，而且殘留礦石被冒落的大量巖層覆蓋。預(yù)估可回采殘礦量48 000 t左右，礦石錫品位可達(dá)0.7%左右，如果能安全回收這部分資源，將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)價值。

1 采礦方法選擇

該區(qū)域內(nèi)的空區(qū)內(nèi)存有大量的存窿礦，未及時運(yùn)出即被垮落的頂板巖石覆蓋，同時由于礦石和廢石的重力及沖擊作用，造成原有出礦系統(tǒng)破壞。存窿礦一般積存于各采場空區(qū)的底板中央，形成一個錐形礦堆。此類礦石出礦的最大難題是為保證出礦人員的人身安全，人員不能進(jìn)入采場空區(qū)內(nèi)進(jìn)行作業(yè)來回收礦石。

根據(jù)開采現(xiàn)狀、開采技術(shù)條件，針對采空區(qū)存有大量殘礦、1570中段部分巷道垮落無法出礦等問題，以安全高效為指導(dǎo)原則，從回采工藝、生產(chǎn)能力、作業(yè)人員安全等方面進(jìn)行比較后，初選兩種回收方案“有底柱中深孔崩落法”與“無底柱中深孔崩落法”。

1.1 有底柱中深孔崩落法

有底柱中深孔崩落法是在原有空區(qū)底部的較穩(wěn)固的大理巖中重做底部結(jié)構(gòu)、上向中深孔崩落空區(qū)底部的殘礦資源、鏟運(yùn)機(jī)出礦的一種高效回收資源的方法，放棄了傳統(tǒng)的小底部結(jié)構(gòu)，采用大底部結(jié)構(gòu)，提高了出礦效率。有底柱中深孔崩落法如圖1所示。

1.1.1 采切工程布置

為了加快施工進(jìn)度，首先在1540中段的平巷中施工人行、出礦井至主斜坡道、形成各分段的人行、出礦系統(tǒng)，然后施工出礦巷道和通風(fēng)聯(lián)絡(luò)道，與西邊10-80＃礦體主開拓斜坡道連接，形成完整的開拓、通風(fēng)系統(tǒng)。

圖1 有底柱中深孔崩落法

1.1.2 鑿巖爆破

采用Boomer K41X中深孔鑿巖臺車鑿巖，爆破參數(shù)為：孔徑為Φ76mm，孔深為6～20 m，最小抵抗線2.2 m，排間距2.0 m，孔底距2.5～2.9 m；采用芬蘭NORMET裝藥車裝藥，非電毫秒微差起爆管一次起爆落礦。

1.1.3 通 風(fēng)

新鮮的風(fēng)流由1540中段沿主開拓斜坡道進(jìn)入通風(fēng)聯(lián)道，然后由出礦巷道進(jìn)入工作面，工作面的炮煙、粉塵最終隨著回風(fēng)聯(lián)道由中段運(yùn)輸巷道排出。

1.1.4 礦石出礦運(yùn)輸

崩落礦石由漏斗落入出礦進(jìn)路中，采用阿特拉斯ST-2D 2 m3鏟運(yùn)機(jī)將礦石鏟裝，沿著出礦巷道行至采場溜井，礦石由溜井下放至1540中段運(yùn)輸巷道，采用10 t電機(jī)車配1.6 m3礦車運(yùn)輸，通過1540中段溜井下放1360中段運(yùn)輸至選廠。

1.2 無底柱中深孔崩落法

無底柱中深孔崩落法同樣是在礦體下面的穩(wěn)固大理巖中開掘各種開拓、鑿巖巷道、在鑿巖巷道中向上打中深孔崩落殘礦資源、鏟運(yùn)機(jī)出礦的一種回收資源的采礦方法。由于考慮到氧化礦石的穩(wěn)定性相對較差，故將各種巷道布置在礦體下面的大理巖中。無底柱中深孔崩落法如圖2所示。

1.2.1 采切工程布置

同時在1540中段的平巷中垂直礦體施工鑿巖出礦巷道，并且與西邊10-80＃礦體主開拓斜坡道連接，形成完整的開拓、通風(fēng)系統(tǒng)。

鑿巖出礦巷道間距10 m，在回采巷道末端掘進(jìn)切割平巷，每隔一段距離從切割平巷開掘切割天井，為最初回采崩落礦的自由面和補(bǔ)償空間。

圖2 無底柱中深孔崩落法

1.2.2 鑿巖爆破

采用Boomer K41X中深孔鑿巖臺車鑿巖，爆破參數(shù)為：孔徑為Φ76mm，孔深為6～20 m，最小抵抗線2.2 m，排間距2.0 m，孔底距2.5～2.9 m；采用芬蘭NORMET裝藥車裝藥，非電毫秒微差起爆管一次起爆落礦。

1.2.3 通 風(fēng)

回采工作面為獨(dú)頭掘進(jìn)巷道，無法形成貫通風(fēng)流，通風(fēng)管理較為困難。新鮮的風(fēng)流由1540中段沿主開拓斜坡道進(jìn)入出礦巷道，回采工作面采用局扇通風(fēng)，清洗工作面后，污風(fēng)由鋪設(shè)在回采巷道及回風(fēng)天井中的風(fēng)筒引至回風(fēng)巷道排出。

1.2.4 礦石出礦運(yùn)輸

崩落礦石連同以前未運(yùn)出的存窿礦一并落入回采巷道中，采用阿特拉斯ST-2D 2 m3鏟運(yùn)機(jī)將礦石鏟裝，沿著回采巷道和出礦巷道行至采場溜井，礦石由溜井下放至1540中段運(yùn)輸巷道，采用10 t電機(jī)車配1.6 m3礦車運(yùn)輸，通過1540中段溜井下放1360中段運(yùn)輸至選廠。

1.3 方案對比

由于上部存窿礦及空區(qū)冒落的巖體，采礦方法在選取時不僅要考慮資源回收效率，更加要考慮上部空區(qū)巖體垮塌帶來的安全問題。

第一種方法，為了適應(yīng)礦山無軌回采機(jī)械化，提高資源回采效率，采用大底部結(jié)構(gòu)一次落礦，年生產(chǎn)能力大；機(jī)械化程度高，設(shè)備簡單，使用維修方便，適用國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)條件；通風(fēng)條件好，有貫通風(fēng)流；考慮到上覆巖石、廢石較多，在主要巷道中采用鋼筋混凝土澆筑，安全性很高。這種方法的缺點(diǎn)是采準(zhǔn)切割工程量大，底部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量大；礦石損失貧化較大；主要巷道采用鋼筋混凝土澆筑，成本較高。

第二種方法，采礦方法結(jié)構(gòu)簡單，回采工藝簡單；適用高效的大型無軌設(shè)備，機(jī)械化程度高，崩礦和出礦以每個步距為最小單元，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件合適時，可以剔除夾石和進(jìn)行分級出礦。這種方法的缺點(diǎn)是，由于礦體上部覆蓋很厚的存窿礦和廢石，礦體較破碎，地壓較大，回采巷道安全性相對較差；回采為獨(dú)頭掘進(jìn)，無法形成貫通風(fēng)流，通風(fēng)困難；礦石損失貧化較大。

綜合考慮兩種方案，雖然都實現(xiàn)機(jī)械化回采礦體，但礦石損失貧化都相對較大，但有底柱深孔崩落法在生產(chǎn)能力、安全性和通風(fēng)條件上都優(yōu)于無底柱中深孔崩落法。最終選取“有底柱中深孔崩落法”回收礦體。

2 結(jié) 論

1.針對10-9＃礦體的開采技術(shù)條件，在安全高效的原則下，從回采工藝、生產(chǎn)能力、作業(yè)人員安全等方面進(jìn)行比較后，初選出兩種回收方案“有底柱分段崩落法”與“無底柱中深孔崩落法”。

2.從生產(chǎn)能力、工人安全性和通風(fēng)質(zhì)量等方面綜合考慮兩種采礦方案，最終選取“有底柱中深孔崩落法”回采礦體。

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［3］逄銘璋.某金礦深部開采采礦方法的研究與改進(jìn)［J］.有色金屬（礦山部分），2013，（6）：9-11.

［4］李彥龍.不穩(wěn)固傾斜中厚礦體開采方法探討［J］.采礦技術(shù)，2011，（2）：6-8.

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［6］尹升華，吳愛祥.緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.金屬礦山，2007，（12）：10-13.

Mining Scheme Selection Research of the Recovery of Residual Ore Resources in a Tin Mine

LIU Zhen-ting
（Xinlong Mining Limited Liability Company，Shaoyang 422000，China）

A mine used sublevel open stoping method to exploit orebody，which is leaving a large number of bottom pillar.By comparing“deep hole caving method with bottom column”and“deep hole caving method”two mining methods，it finally selects“deep hole caving method with pillar”to stope bottom column in the abutment and the lower part of ore body.“deep hole caving method with bottom column”is useful to explored this kind of ore，which creats a good economic benefit.

bottom structure；save longs ore；caving method

TD853.391

A

1003-5540（2015）06-0001-03

2015-07-26

劉振庭（1983-），男，助理工程師，主要從事采礦工藝方面的研究工作。