進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法試驗(yàn)研究

余中海

（湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽(yáng) 422000）

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進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法試驗(yàn)研究

余中海

（湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 邵陽(yáng) 422000）

某金礦目前生產(chǎn)能力為2 000 t／d，需將其生產(chǎn)規(guī)模由2 000 t／d擴(kuò)建至4 000 t／d。通過(guò)分析礦體賦存的地質(zhì)條件、礦體產(chǎn)狀以及圍巖狀況，提出了進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法。選取了具有代表性的礦塊作為試驗(yàn)采場(chǎng)，對(duì)進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法進(jìn)行研究。提出了采礦方案的具體特征、礦塊布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)等，并對(duì)其采切、回采等工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算了工程量及盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力，計(jì)算結(jié)果表明該采礦方法能滿(mǎn)足4 000 t／d的產(chǎn)能。

采礦方法；試驗(yàn)采場(chǎng)；嗣后充填；工程量

采礦方法的優(yōu)劣關(guān)系著礦山的生產(chǎn)能力，因此選擇合適的采礦方法對(duì)保證礦山的生產(chǎn)規(guī)模來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。某金礦位于山東省境內(nèi)，礦區(qū)地層主要分布有膠東群英莊夼組地層，巖性為斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云片巖、黑云變粒巖等。構(gòu)造主要以斷裂構(gòu)造為主，礦區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛發(fā)育。礦床類(lèi)型屬于構(gòu)造破碎帶蝕變巖型金礦床，礦體主要由黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖組成，礦體的主要特征為，賦存標(biāo)高－600～－1 390 m。礦體呈脈狀產(chǎn)出，走向長(zhǎng)度1 260 m，斜深1 390 m。總體走向45°，傾向南東，傾角36°～50°，平均傾角47°。真厚度1.09～47.61 m，平均10.23 m。屬厚度變化較穩(wěn)定、品位變化均勻型礦體。礦床基巖和構(gòu)造帶的富水性較差，且分布不均勻，地下水涌水量相對(duì)較小，屬頂?shù)装暹M(jìn)水、后期構(gòu)造充水為主、水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的裂隙充水礦床。礦區(qū)坑道圍巖屬堅(jiān)硬－半堅(jiān)硬巖石，巖石質(zhì)量良好，巖體完整，工程地質(zhì)條件好，巖石穩(wěn)固，屬工程地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單的礦床。

為提高采礦生產(chǎn)能力，將生產(chǎn)能力由2 000 t／d擴(kuò)建至4 000 t／d，需要對(duì)金礦的采礦方法進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

1 進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法

1.1 試驗(yàn)采場(chǎng)的選擇

試驗(yàn)采場(chǎng)礦體脈狀延長(zhǎng)平均80 m，總體走向41°，傾向131°，傾角45°，主礦體平均厚度9.20 m。賦礦巖性為黃鐵礦化花崗質(zhì)化碎裂巖，巖石灰白色，主要由長(zhǎng)石、硅質(zhì)石英、絹云母及黃鐵礦等礦物組成，巖石裂隙較發(fā)育，呈碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦體工業(yè)類(lèi)型為構(gòu)造破碎帶蝕變巖型，成因類(lèi)型為中低溫巖漿熱液型。試驗(yàn)采場(chǎng)下盤(pán)圍巖穩(wěn)固，上盤(pán)圍巖位于碎裂帶之下，屬于不穩(wěn)固巖體。

1.2 采礦方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)采礦方法圖

進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法如圖1所示。

1.2.2 方案特征

該采礦方案垂直礦體走向布置礦塊，不留頂?shù)字?，分兩步驟回采，先用進(jìn)路法回采上盤(pán)礦石和間柱，高強(qiáng)度膠結(jié)充填，構(gòu)成支持框架，再用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ù笠?guī)?；夭伞＿M(jìn)路開(kāi)采有利于減小近上盤(pán)破碎圍巖的貧化，構(gòu)建的T型框架為分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ù笠?guī)模回采提供了安全保障。

1.2.3 礦塊布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)

采場(chǎng)垂直礦體走向呈條形布置，采場(chǎng)長(zhǎng)度即為礦體寬度40 m，寬度20 m，階段高度54 m，不留頂?shù)字?個(gè)采場(chǎng)為一個(gè)盤(pán)區(qū)。由于采用兩種采礦方法分步回采，規(guī)定進(jìn)路回采的分段為小分段，分段空?qǐng)龌夭傻姆侄螢榇蠓侄?。進(jìn)路3×3 m2，小分段高9 m，每個(gè)小分段負(fù)責(zé)3條進(jìn)路，兩個(gè)小分段構(gòu)成大分段，大分段高18 m，落礦斷面17×18 m2。

圖1 進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法

1.3 采切工藝

如圖1所示，采用下盤(pán)外脈采準(zhǔn)，自階段運(yùn)輸平巷掘進(jìn)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道至礦體下盤(pán)10 m處，沿礦體走向掘進(jìn)分段聯(lián)絡(luò)道，各分段聯(lián)絡(luò)道通過(guò)采準(zhǔn)斜坡道相連，坡度20%。一個(gè)盤(pán)區(qū)布置一個(gè)溜井，通過(guò)卸礦橫巷與分段聯(lián)絡(luò)道相連。對(duì)于進(jìn)路回采，在小分段聯(lián)絡(luò)道垂直礦體走向每隔20 m掘進(jìn)下向分層聯(lián)絡(luò)道，隨回采工作進(jìn)行，水平分層聯(lián)絡(luò)道和上向分層聯(lián)絡(luò)道分別由下向分層聯(lián)絡(luò)道和水平分層聯(lián)絡(luò)道上挑完成，根據(jù)鏟運(yùn)機(jī)爬坡能力的要求，分層聯(lián)絡(luò)道坡度15%～25%；對(duì)于分段空?qǐng)鏊煤蟪涮?，在大分段垂直礦體走向每隔20 m掘進(jìn)出礦橫巷通達(dá)礦體，繼續(xù)掘進(jìn)鑿巖巷道至上盤(pán)進(jìn)路充填體，掘進(jìn)切割d井至上大分段上盤(pán)充填體處，與上分段鑿巖巷道相連，構(gòu)成回風(fēng)通路。布置垂直炮孔以切割d井為自由面拉開(kāi)成切割槽，作為大規(guī)?；夭勺杂擅?。主要的采切工程包括如下：

1.采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道。采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道連接階段運(yùn)輸平巷和采場(chǎng)卸礦平巷，斷面3×3 m2，長(zhǎng)10 m，一個(gè)盤(pán)區(qū)布置一個(gè)采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道。

2.卸礦橫巷。卸礦橫巷連接溜井和分段聯(lián)絡(luò)巷道，作為鏟運(yùn)機(jī)卸礦通道，斷面3×3 m2，每分段一條，一個(gè)階段布置6條，共91.4 m，平均每個(gè)盤(pán)區(qū)30.4 m。

3.分段聯(lián)絡(luò)道。分段聯(lián)絡(luò)道用于出礦橫巷或分層聯(lián)絡(luò)巷，斷面3×3 m2，每分段長(zhǎng)為盤(pán)區(qū)長(zhǎng)度80 m，盤(pán)區(qū)內(nèi)大小分段各一條，共160 m。

4.溜井。每階段布置一條溜井，溜井?dāng)嗝姒? m，長(zhǎng)61.8 m，平均到每個(gè)盤(pán)區(qū)20.6 m。

5.出礦橫巷。出礦橫巷大分段礦石運(yùn)搬出采場(chǎng)的通道，斷面3×3 m2，長(zhǎng)10 m，每盤(pán)區(qū)布置4個(gè)，共40 m。

6.分層聯(lián)絡(luò)道。分層聯(lián)絡(luò)道是進(jìn)路回采通達(dá)礦體的通道，斷面3×3 m2，長(zhǎng)10 m，每個(gè)盤(pán)區(qū)布置8×3條，共240 m。

7.鑿巖巷道。鑿巖巷道是大分段回采的鑿巖進(jìn)路，斷面3×3 m，長(zhǎng)37 m，每個(gè)盤(pán)區(qū)布置4條，共148 m。

8.切割d井。切割d井?dāng)嗝?×2 m2，長(zhǎng)為分段斜長(zhǎng)25.4 m，每個(gè)盤(pán)區(qū)布置4條，共101.6 m。

9.切割槽。切割槽斷面15×2 m2，每個(gè)盤(pán)區(qū)布置4條。

1.4 回采工藝

1.4.1 采 礦

采用上行式回采，回采工作分兩步進(jìn)行，一步驟用進(jìn)路法回采間柱和上盤(pán)礦石：沿下向分層聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)進(jìn)路至上盤(pán)圍巖，然后沿上盤(pán)圍巖繼續(xù)兩側(cè)進(jìn)路回采8.5 m，進(jìn)路呈T形狀，高強(qiáng)度膠結(jié)充填，充填后依次抬分層聯(lián)絡(luò)道進(jìn)路開(kāi)采，充填強(qiáng)度達(dá)到要求形成采場(chǎng)人工框架后進(jìn)行第二步驟——分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畲笠?guī)模回采：切割槽上盤(pán)三角塊退采布置深度逐漸增加的垂直扇形炮孔，沿整個(gè)回采過(guò)程在上盤(pán)充填體（人工頂板）保護(hù)下進(jìn)行；沿鑿巖巷道布置上向扇形中深孔退采中部礦體；從上大分段鑿巖巷道打下向扇形中深孔退采下盤(pán)三角塊。

1.4.2 采場(chǎng)通風(fēng)

進(jìn)路法回采布置局扇通風(fēng)，對(duì)于分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘?，新鮮風(fēng)流從鑿巖巷道進(jìn)入，洗刷采場(chǎng)后從上分段鑿巖巷道回風(fēng)，經(jīng)充填回風(fēng)井，進(jìn)入上階段回風(fēng)巷。

1.4.3 充 填

進(jìn)路法通過(guò)管道分層充填，對(duì)于分段空?qǐng)觯涮罟艿乐厣戏侄纬龅V橫巷進(jìn)入采場(chǎng)，下分段出礦橫巷布置濾水擋墻，前進(jìn)式充填接頂。

1.4.4 主要回采設(shè)備

進(jìn)路回采采用7566氣腿式鑿巖機(jī)鑿水平孔，光爆參數(shù)，分段空?qǐng)鲇肨amrock Quasar1L采礦臺(tái)車(chē)鑿巖鑿垂直扇形中深孔，出礦采用3 m3興業(yè)鏟運(yùn)機(jī)。

2 工程量及盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力計(jì)算

2.1 采切工程量及礦量分配

采切工程量見(jiàn)表1，礦塊礦量分配見(jiàn)表2。

表1 進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮顑刹襟E盤(pán)區(qū)式開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)礦塊采切工程量表

表2 進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮顑刹襟E盤(pán)區(qū)式開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)礦塊礦量分配表

2.2 盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力

2.2.1 進(jìn)路回采

進(jìn)路回采包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、出礦、充填工序?？砂才派舷聝蓚€(gè)小分段同時(shí)進(jìn)路回采，下分段最上層進(jìn)路在上分段充填體保護(hù)下進(jìn)行。每天鑿巖一班，爆破一班，進(jìn)路斷面9 m2，每次掘進(jìn)2 m，崩礦量49.5 t。

鏟運(yùn)機(jī)每小時(shí)最大理論出礦能力按下式計(jì)算：

式中：Qc為鏟運(yùn)機(jī)理論出礦能力／t·h－1；u為鏟斗容積，3 m3；γ為礦石體重，2.75 t／m3；k為鏟斗裝滿(mǎn)系數(shù)，0.8；m為巖石松散系數(shù)，1.55；t為鏟運(yùn)機(jī)鏟裝、運(yùn)、卸一次的循環(huán)時(shí)間／s，t按下式計(jì)算

式中：t1為裝載時(shí)間，30 s；t2為卸載時(shí)間，20 s；t3為掉頭時(shí)間，一般取30～40 s；t4為其它影響時(shí)間，一般取20 s；t5為空重車(chē)運(yùn)行時(shí)間／s；t5＝2l／v，代入下列數(shù)據(jù)計(jì)算t5＝123.7 s（l為裝運(yùn)卸一次作業(yè)循環(huán)往返運(yùn)距，進(jìn)路至溜井平均運(yùn)距約為120 m；v為鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)行速度，取1.94 m／s）。

據(jù)此可以估算出鏟運(yùn)機(jī)每小時(shí)最大理論出礦能力Q＝65.59 t／h

可安排相鄰兩條進(jìn)路同時(shí)回采，待運(yùn)礦量296 t，一臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)4.51 h即可運(yùn)完，故制約進(jìn)路回采效率的為鑿巖爆破工藝，可一臺(tái)班出礦搭配同時(shí)進(jìn)行的4條進(jìn)路鑿巖爆破可滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，即4×1臺(tái)班鑿巖，4×1班爆破，一臺(tái)班出礦即可滿(mǎn)足兩分段4進(jìn)路回采。

進(jìn)路長(zhǎng)67 m，以每天2 m進(jìn)尺計(jì)算，全部回采需33.5 d，充填預(yù)計(jì)10 d，進(jìn)路回采43.5 d，回采一分段進(jìn)路需130.5 d，由于組織同時(shí)施工，相鄰兩進(jìn)路同時(shí)回采，兩小分段進(jìn)路完成即完成兩個(gè)框架的采充填，共需261 d，盤(pán)區(qū)框架需522 d。

2.2.2 分段空?qǐng)龃笠?guī)模回采

大規(guī)?；夭砂ㄨ弾r、爆破、出礦、通風(fēng)、嗣后充填工序。采礦循環(huán)如下：采用采礦臺(tái)車(chē)鑿巖，鑿巖5 h、裝藥爆破5 h，通風(fēng)1 h，落礦步距2 m，崩礦量1 683 t，鏟運(yùn)機(jī)出礦需25.66 h，作業(yè)循環(huán)36.66 h，礦房礦量11 322 t，工序作業(yè)時(shí)間246.62 h，以每天有效時(shí)間12 h計(jì)，共需要20.5 d，充填20 d，礦房開(kāi)采40.5 d。

2.2.3 回采順序組織表

回采順序組織見(jiàn)表3。

表3 回采順序組織表

如表3所示，先回采進(jìn)路框架，當(dāng)完成兩個(gè)框架的回采后，即可進(jìn)行一個(gè)采場(chǎng)的回采，盤(pán)區(qū)大規(guī)模回采從進(jìn)路回采261 d開(kāi)始，回采完兩個(gè)采場(chǎng)后等待另兩個(gè)進(jìn)路框架回采完畢后繼續(xù)大規(guī)?；夭?，回采一個(gè)盤(pán)區(qū)回采耗時(shí)603 d?？紤]貧化損失的盤(pán)區(qū)采出礦量為157 252.94 t，故盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力為260.78 t／d。

若需提高生產(chǎn)能力是否考慮上下兩分段進(jìn)路存在一定超前，同時(shí)回采，即4進(jìn)路2分段同時(shí)回采，經(jīng)計(jì)算，此法盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力為459.8 t／d。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)礦體賦存環(huán)境的分析，提出了進(jìn)路法與分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畋P(pán)區(qū)采礦方法，主要特征在于先用進(jìn)路法回采上盤(pán)礦石和間柱，高強(qiáng)度膠結(jié)充填，構(gòu)成支持框架，再用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ù笠?guī)模回采。進(jìn)路開(kāi)采有利于減小近上盤(pán)破碎圍巖的貧化，構(gòu)建的T型框架為分段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ù笠?guī)?；夭商峁┝税踩Ｕ稀?/p>

通過(guò)計(jì)算得出該采礦方案的盤(pán)區(qū)生產(chǎn)能力為260.78 t／d，若考慮上下兩分段有一定超前，其生產(chǎn)能力為459.8 t／d，通過(guò)合理的布置盤(pán)區(qū)，可以達(dá)到設(shè)計(jì)的4 000 t／d的設(shè)計(jì)規(guī)模。

［1］ 谷中元.分段空?qǐng)龇ㄔ谌罍翔F礦中的應(yīng)用［J］.有色金屬（礦山部分），2012，（3）：26－29.

［2］ 韋華南，古德生.某礦分段鑿巖階段礦房嗣后聯(lián)合充填采礦法試驗(yàn)研究［J］.黃金，2010，（6）：23－28.

［3］ 彭士群，王洪武.進(jìn)路充填采礦法充填技術(shù)探討［J］.中國(guó)礦山工程，2004，（3）：30－33.

［4］ 解世俊.金屬礦床地下開(kāi)采［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1986.

［5］ 古德生，李夕兵.現(xiàn)代金屬礦床開(kāi)采科學(xué)技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2006.

［6］ 谷新建，胡磊.新龍礦業(yè)公司極破碎難采礦體采礦方法優(yōu)化研究［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2007，（4）：1－2.

Experimental Study of Sublevel Open Stoping and Subsequent Filling Mining Method with Approach Method

YU Zhong-hai

（Xinlong Mining Limited Liability Company，Shaoyang 422000，China）

The current production capacity of a gold mine is 2 000 t／d，now it′s required to expand its production scale from 2 000 t／d to 4 000 t／d.By analyzing the geological conditions of orebody，the ore occurrence and its surrounding rock conditions，sublevel open stoping and subsequent filling mining method with approach method was selected.By choosing a representative test stope ore blocks，sublevel open stoping and subsequent filling mining method with approach method was researched，the specific features，nugget layout and structural parameters of the mining method was put forward.Production capacity and quantities were calculated and the results showed that this method could meet the 4 000 t／d capacity.

mining method；test stope；subsequent filling；quantities

TD853.34

A

1003－5540（2015）03－0001－04

2015－04－12

余中海（1986－），男，助理工程師，主要從事重點(diǎn)工程和投資方面的研究。