三山島金礦中深部采礦方法研究

黃維　魯開(kāi)金　于常先

[摘要]本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有金礦淺部開(kāi)采常用的方法分析，并結(jié)合開(kāi)展的一些采礦方法綜合試驗(yàn)研究，對(duì)中深部金礦開(kāi)采面臨的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)深入的探索、研究，提出解決的辦法和途徑。本次探討主要以三山島金礦為依據(jù)進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]黃金金礦 中深部采礦 采礦方法

[中圖分類(lèi)號(hào)] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-161-1

1引言

三山島金礦位于美麗的萊州灣畔，是渤海灣畔的一顆明珠?，F(xiàn)有金礦的開(kāi)采一直采用的采礦方法為淺孔留礦法，在開(kāi)采過(guò)程中也試驗(yàn)過(guò)干式充填采礦法、小分段中深孔空?qǐng)霾傻V法和中深孔一次崩落回收礦柱的采礦法，效果均不理想，采空區(qū)基本上沒(méi)有處理，造成采礦及出礦過(guò)程貧化率和損失率增大，空區(qū)塌陷嚴(yán)重，已有幾處塌陷聯(lián)通地表，下部中段已有部分地段出現(xiàn)地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象。

2采礦方法的試驗(yàn)

近年來(lái)，通過(guò)對(duì)礦床進(jìn)行采礦方法的試驗(yàn)，取得了較好的效果，也積累了不少的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參數(shù)，開(kāi)展的試驗(yàn)項(xiàng)目有礦段回采的規(guī)劃設(shè)計(jì)、干式充填采礦法、人工假底淺孔留礦法、人工礦柱空?qǐng)龌夭伤煤笏鼗炷脸涮钪脫Q等采礦方法的試驗(yàn)，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出規(guī)律，測(cè)試相關(guān)的應(yīng)力參數(shù)等。通過(guò)對(duì)礦段回采的合理規(guī)劃，采用類(lèi)框架式構(gòu)筑對(duì)采礦、采空區(qū)及地壓的管理和控制，不但有效地降低了貧化率損失率，而且對(duì)空區(qū)進(jìn)行預(yù)處理，控制了地壓，為下部中段的回采提供更好的條件。通過(guò)試驗(yàn)，也找出了存在的不足，如人工假底的構(gòu)筑參數(shù)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度，有些假底因抗沖擊強(qiáng)度不夠，部分塌落等；干式充填采礦方法設(shè)計(jì)規(guī)劃過(guò)大、周期長(zhǎng)、效率低，月平均采礦能力低下，不利于總體規(guī)劃的生產(chǎn)和管理；礦柱素混凝土置換成本過(guò)高、強(qiáng)度偏低、養(yǎng)護(hù)周期長(zhǎng)等。

3中深部開(kāi)采條件的變化

十多年來(lái)的開(kāi)采一直都是在淺部開(kāi)采，兩礦床地面的標(biāo)高為300m左右，根據(jù)本礦勘探隊(duì)對(duì)深部開(kāi)展的一些勘探工程及與相關(guān)的高等院校、科研院所合作的勘查項(xiàng)目資料顯示，中深部資源蘊(yùn)藏量很有前景。因此，兩礦區(qū)的中深部開(kāi)拓、采礦工作也隨著深部勘探的工作而開(kāi)展。目前，礦床中深部開(kāi)拓工程已完成了初步設(shè)計(jì)階段工作，開(kāi)拓深度初步定為-230至-630m，這樣總的深度為900m以上。按常規(guī)劃分： 700m以上的礦井為深部開(kāi)采， 1000m以上為超深部開(kāi)采，三山島金礦以后的采礦深度都是在400-800m之間的范圍內(nèi)，因此稱(chēng)之為中深部采礦。中深部巖體的狀態(tài)與地表大不相同，地表附近巖體的一般破壞形式為脆性斷裂，而中深部的是粘塑性破壞。也就是地表附近巖體是由于喪失凝聚力而破壞，破壞形式是裂隙的擴(kuò)張，是突發(fā)性的，而中深部巖體的破壞則是某種程度的流動(dòng)變形，巖體的初始應(yīng)力也不相同，淺部巖體的垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力一般很明顯，而深部則不顯著。中深部礦體比上部礦體的賦存狀態(tài)更加復(fù)雜，礦體較不連續(xù)，透鏡體狀產(chǎn)出更加明顯，普遍存在分支復(fù)合，膨大狹縮，尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。由于上部采空區(qū)沒(méi)有及時(shí)處理或沒(méi)有處理，采空區(qū)的容積不斷增大，使地應(yīng)力不斷積累到下部中段，目前高村礦床西部-90m中段的平巷和采場(chǎng)已開(kāi)始出現(xiàn)地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，并隨著開(kāi)采深度的不斷增加，地壓條件惡化，破碎巖體增多，地應(yīng)力增大，涌水量加大，地溫升高，造成了提升能力、作業(yè)面條件惡化，通風(fēng)降溫和生產(chǎn)成本增大等一系列問(wèn)題，抑制了生產(chǎn)能力和礦產(chǎn)資源的充分回收。因此，應(yīng)結(jié)合礦山的實(shí)際情況，總結(jié)十多年來(lái)上部開(kāi)采的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷探索、研究，以更好地解決中深部的開(kāi)采問(wèn)題。

4中深部采礦方法綜合研究

經(jīng)過(guò)對(duì)上部礦體采礦方法的探索研究，特別是從2000年以來(lái)開(kāi)展的采礦方法試驗(yàn)研究工作，取得了較好的效果，也積累了不少的經(jīng)驗(yàn)、資料和參數(shù)，結(jié)合生產(chǎn)管理和中深部礦床的采礦實(shí)際，對(duì)中深部采礦方法及工藝等進(jìn)行深化的研究探討。

4.1淺孔留礦法

淺孔留礦法的主要優(yōu)點(diǎn)就是采礦效率高，平均礦房采礦能力為2500t/m-3000t/m，可以有效地保證礦山的產(chǎn)量效益，但是此方法采礦結(jié)束后形成的采空區(qū)如不及時(shí)處理，將造成嚴(yán)重后果。為保證礦山的正常生產(chǎn)能力，還是應(yīng)以淺孔留礦法為主，但比重應(yīng)下降。

4.2淺孔留礦法加采空區(qū)嗣后充填采礦法）淺孔

留礦法的變形方案：

該方法的主要特點(diǎn)是底柱采用施工人工假底先置換回收，兩邊礦柱在上采過(guò)程中根據(jù)品位變化情況，品位較低的留成永久礦巖柱，品位較高的先采礦柱，再砌隔墻，使礦房回采結(jié)束后，底柱與間柱一起回收，頂柱根據(jù)礦塊設(shè)計(jì)也可以一起回采，然后加強(qiáng)出礦，在最短時(shí)間內(nèi)出空，再進(jìn)行廢碴充填，充填高度應(yīng)超過(guò)1/3以上，廢碴充填時(shí)最好是充滿(mǎn)接頂，此方法既保留淺孔留礦法的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又回收了礦柱，充填了空區(qū)。達(dá)到了采礦、空區(qū)處理、地壓控制的目的，也解決了廢石不出窿，降低提升費(fèi)用的目的，中深部采礦方法應(yīng)以此方法為主，因此，應(yīng)大力推廣使用。

4.3干式充填采礦法

該方法一直有少量的使用，且不是很理想，主要原因是：采礦能力低，平均月采礦能力低于1000，t工藝復(fù)雜，難于控制管理，尤其是充填完畢在充填體上覆蓋一層10-20cm厚的砂漿澆面層以隔離礦石與充填體，但在出礦過(guò)程中經(jīng)常受破壞，回采周期長(zhǎng)，平均超過(guò)2-3a，制約了相鄰礦塊及上下中段礦塊的回采。如大量推廣使用，保證不了礦區(qū)的供礦能力。其優(yōu)點(diǎn)是，礦塊回采一次完成，空區(qū)處理徹底，貧化損失率低，并對(duì)相鄰礦塊的回采創(chuàng)造有利條件?？梢詰?yīng)用在連續(xù)性好、品位高的礦段中間部位、分支復(fù)合多、支礦脈的回采以及應(yīng)力集中或需隔離阻止地應(yīng)力流變轉(zhuǎn)移的破碎或極破碎的礦脈礦段回采。其參數(shù)通過(guò)多年的試驗(yàn)研究，應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)，如砂漿澆面隔離層改為混凝土隔離層，提高強(qiáng)度，改進(jìn)砌墻強(qiáng)度，形成兩邊出礦順路溜井；盡可能縮小礦塊長(zhǎng)度，根據(jù)礦體的變化情況，一般礦塊長(zhǎng)度應(yīng)在15m左右，既能提高工效，又能加快作業(yè)循環(huán)，減少回采周期，提高工效，也能有效地支撐空區(qū)，為相鄰礦塊的回采創(chuàng)造有利條件。

5結(jié)語(yǔ)

三山島金礦采礦方法在進(jìn)入中深部中段生產(chǎn)以后，應(yīng)開(kāi)展更深入的研究試驗(yàn)工作，結(jié)合礦山多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和礦體的賦存變化規(guī)律，中深部地壓的變化狀況等，綜合研究，不斷總結(jié)，探索出一套適合三山島金礦中深部開(kāi)采的新方法、新工藝、新思路，才能保證礦山的持續(xù)、快速、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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