緩傾斜多層礦體空場法連續(xù)回采工藝的研究

王志剛

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南昆明 650000）

緩傾斜多層礦體空場法連續(xù)回采工藝的研究

王志剛

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南昆明 650000）

本文主要針對目前XX銅礦由于受多層礦體回采順序和充填制約，一期采用兩步驟回采即跳采。在回采過程中出現(xiàn)大塊產(chǎn)出率高，爆破頻繁，盤區(qū)生產(chǎn)能力低，盤區(qū)回采周期長，層狀頂板垮落嚴(yán)重，活動(dòng)貧化增大，盤區(qū)壁柱損失過大，作業(yè)戰(zhàn)線長，占用設(shè)備較多且分散難以管理，塊段工程難以綜合利用等問題。，根據(jù)幾年來的生產(chǎn)實(shí)踐情況進(jìn)行總結(jié)分析，提出通過對盤區(qū)進(jìn)四強(qiáng)組織開采，并運(yùn)用連續(xù)回采工藝對降低貧化減少大塊產(chǎn)出縮短盤區(qū)回采周期進(jìn)行研究。

緩傾斜 多層礦體 空場法 連續(xù)回采

1　一期工程回采工藝現(xiàn)狀分析

XX礦一期工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2400噸/日，經(jīng)過11年的基建于1997年7月建成投產(chǎn)，為了提高投產(chǎn)初期開采盤區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，以增效還貸，從投產(chǎn)基建盤區(qū)開始，由550水平開刀上行式進(jìn)行回采，先采富礦，同中段先采I3礦體后采I2礦體，盤區(qū)與盤區(qū)之間實(shí)行跳采，即兩步驟回采，首先對同一水平兩側(cè)的盤區(qū)采充結(jié)束后，再對中間的盤區(qū)進(jìn)行回采。

盤區(qū)一般采用沿傾向布置（當(dāng)傾角＞25°時(shí)采用沿走向布置），每隔50米布置一個(gè)盤區(qū)，采礦方法以有底部結(jié)構(gòu)漏斗受礦空場采礦嗣后充填法為主（以下簡稱底漏法）占85%，而對邊角或薄小礦體采用淺眼留礦房柱采礦法和全面留礦法占15%。充填材料為選廠尾砂和井下廢石。底漏法的盤區(qū)布置形式有沿走向布置和沿傾向布置兩種。

2　四強(qiáng)開采，提高效率

自投產(chǎn)以來雖然對回采工藝中的環(huán)節(jié)經(jīng)多途徑優(yōu)化改進(jìn)，仍不夠理想，2001年就針對XX礦回采工藝、落礦方式、充填特點(diǎn)結(jié)合“四強(qiáng)”開采的原則，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，降低損失貧化，減少大塊產(chǎn)出，縮短盤區(qū)回采周期等方面為突破口，對XX礦連續(xù)回采工藝進(jìn)行試驗(yàn)和研究。

連續(xù)回采即一三采礦。盤區(qū)與盤區(qū)之間實(shí)行連續(xù)回采，同盤區(qū)先采一，滯后回采三（每個(gè)盤區(qū)布置四條耙巷，一和三之間留3米壁柱）。根據(jù)強(qiáng)采強(qiáng)充和一三施工時(shí)間差的原則，先采充一，再回采三。一的采空區(qū)廢石充填占35%以上，充填接頂率達(dá)96%以上。壁柱采用光面爆破，確保其完好性。如一三回采工藝成熟后，可實(shí)行二三或一二三回采。

表2

3　“試驗(yàn)”盤區(qū)布置結(jié)構(gòu)參數(shù)及其特點(diǎn)（55024--A多排同段礦房一次落礦工藝和55044—I盤區(qū)空場控制出礦微差爆破工藝）

3.1550中段24—A盤區(qū)

（1）該盤區(qū)主要含礦巖性為深灰色中厚層狀磁鐵黑云變鈉質(zhì)凝灰?guī)r，局部夾薄層石榴黑云母片巖，主要礦物為磁鐵礦、黃銅礦，還有少量黃鐵礦，斑銅礦，黃銅礦呈條帶狀，細(xì)脈狀，團(tuán)塊狀，斑狀產(chǎn)出。礦體走向N50°—60°W，傾角SW5°—20°，向E側(cè)伏，礦體平均厚度10米，礦體與圍巖產(chǎn)狀一致，礦體頂?shù)装迮c圍巖漸變過渡，界線不明顯。

（2）運(yùn)用“四強(qiáng)”組織原則強(qiáng)化開采縮短盤區(qū)生產(chǎn)周期。通過前面對盤區(qū)生產(chǎn)周期及其存在的問題分析，在該盤區(qū)的組織實(shí)施過程中，以開展勞動(dòng)競賽為契機(jī)，認(rèn)真貫徹強(qiáng)化開采的方針，堅(jiān)持以質(zhì)量為前提，速度為中心，掘進(jìn)為基礎(chǔ)的原則，對盤區(qū)強(qiáng)化組織，重點(diǎn)管理，嚴(yán)格考核，為盤區(qū)的生產(chǎn)奠定下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最終實(shí)現(xiàn)了單條耙巷掘進(jìn)量392.58米/1644.15m3的掘進(jìn)周期四個(gè)月；中孔5250.2米的施工周期一個(gè)月；落礦周期為0.8個(gè)月，盤區(qū)總周期8.8個(gè)月；達(dá)到了提高供礦強(qiáng)度（單條耙巷143t/日），有效控制了頂板垮落，降低了貧化（貧化率為3.1%），降低了二次單耗（二次單耗為0.13kg/t）的試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（3）采用多排同段礦房一次落礦。在盤區(qū)實(shí)施過程中，為了達(dá)到3.2550中段44—I盤區(qū)

減少大塊產(chǎn)出，降低貧化，采用了多排同段大藥量爆破，由以往的每段爆破2—3排增至4—5排，雙側(cè)達(dá)到7—8排，從而提高同段管的炸藥量，充分利用爆能，控制礦石塊度，最終達(dá)到提高供礦效率的目的。在本盤區(qū)中通過制造兩個(gè)切割槽，提高拉槽空間和質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)化組織，增大同段管爆破藥量，最終在指向比21.9%，補(bǔ)償比49. 5%的情況下進(jìn)行了礦房一次落礦，并達(dá)到了提高供礦能力，降低貧化一次落礦的最終目的。

（1）空場法控制出礦手段。目前我礦采用的補(bǔ)償空間系數(shù)除切割及礦房第一次爆破外，均大于50%，礦房第二次第三次爆破，甚至超過100%，不僅采場爆破循環(huán)周期長，且爆破效果不理想，從已落礦的盤區(qū)看，礦房第一次爆破后的每次大爆破裝藥都可以看到采場空區(qū)內(nèi)，部份4-5m3或更大的大塊，且大塊無中孔眼痕，主要為空區(qū)爆露面積大，前后爆破周期循環(huán)時(shí)間長，加之二次破碎和鄰近盤區(qū)的爆破影響，頂板垮落嚴(yán)重。其二，從礦房第二次爆破后，供礦能力較低，二次破碎單耗高，貧化增加，供礦品位下降，其三，由于補(bǔ)償系數(shù)的不斷加大，炸藥爆炸，產(chǎn)生的爆轟能量很快釋放于空氣中，導(dǎo)致炸藥爆炸能量轉(zhuǎn)換利用率不高，也是大塊產(chǎn)出率高的因素之一。

（2）采用微差擠壓爆破。由于采空區(qū)內(nèi)預(yù)留了松散礦石堆，控制了爆破擠壓空間，炸藥爆炸時(shí)的能量轉(zhuǎn)換利用率得到了提高，從我礦投產(chǎn)以來，也落礦的盤區(qū)看，切割槽和礦房第一次爆破后，供礦效率普遍較高，礦塊均勻且較理想，其爆破指向?yàn)?8-25%之間補(bǔ)償22-30%內(nèi)充分說明大空區(qū)，大指向補(bǔ)償系數(shù)是導(dǎo)致生產(chǎn)能力低的主要因素之一。根據(jù)炸藥爆炸后產(chǎn)生的爆轟力波的傳播原理，當(dāng)?shù)冖穸喂苷ㄋ幈ㄋa(chǎn)生的應(yīng)力波傳播到松散礦堆時(shí)，一部份入射波能量轉(zhuǎn)變成反射波和透射波，由于介質(zhì)為松散礦堆，波阻較空氣大，故此，透射波增強(qiáng)，反射波減弱，崩落的礦后不能即時(shí)破碎成分散的碎塊，爆炸的氣體產(chǎn)物將充分侵入爆堆裂隙中，推動(dòng)崩落礦塊撞擊擠壓碴堆，在新的崩落面處形成一個(gè)槽縫，第Ⅱ段管炸藥爆炸在槽縫和人為控制的適當(dāng)空間處充分反射應(yīng)力波。崩落體將以很高的速度撞擊，擠壓前段管崩落的爆堆，形成輔助破碎作用。

該試驗(yàn)盤區(qū)實(shí)施的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與其它盤區(qū)對比見表1:

從表2可以看出，通過礦房一次落礦，盤區(qū)生產(chǎn)周期同等相比，已大大縮短，貧化率及二次單耗均得到很大幅度的降低。

4　結(jié)語

（1）采用多排同段礦房一次落礦工藝雖然要增加一個(gè)切割槽，但是能有效控制大塊產(chǎn)出，減少貧化，提高盤區(qū)的生產(chǎn)能力，提高經(jīng)濟(jì)效益，通過上述分析，全年可獲利潤90萬元。

（2）減少放炮次數(shù)，可大大縮短盤區(qū)生產(chǎn)周期，減少爆破投入，提高設(shè)備利用率。

（3）增大切割井的斷面規(guī)格，從而達(dá)到指向補(bǔ)償要求多帶礦房中孔，提高拉槽空間質(zhì)量，保證礦房一次落礦的指向要求。

（4）精心組織管理，嚴(yán)格考核，應(yīng)用“四強(qiáng)”作強(qiáng)化開采，是縮短盤區(qū)生產(chǎn)周期的有效途徑之一，對礦山的生產(chǎn)組織有著十分極積的作用。

（5）縮短空區(qū)頂板暴露時(shí)間，進(jìn)行大量廢石充填的盤區(qū)布置形式，控制地壓顯現(xiàn)，提高盤區(qū)的綜合效益。