采礦方法設(shè)計(jì)調(diào)整在工作中的運(yùn)用

游光原

(新疆富蘊(yùn)千鑫礦業(yè)有限公司富蘊(yùn)836100)

采礦方法設(shè)計(jì)調(diào)整在工作中的運(yùn)用

游光原

(新疆富蘊(yùn)千鑫礦業(yè)有限公司富蘊(yùn)836100)

根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合礦山的具體情況，調(diào)整采礦方法，即是安全生產(chǎn)的需要，也是確保礦山生產(chǎn)能力的需要?？煽伤浙U鋅礦依據(jù)7#礦體的賦存條件和地質(zhì)儲(chǔ)量，適時(shí)調(diào)整了東部采區(qū)的采礦方法，保障了今后的礦山采礦生產(chǎn)能力。

斜坡道無(wú)底柱分段崩落法分段高度采切比

1 采區(qū)工程地質(zhì)概況

可可塔勒鉛鋅礦位于阿勒泰市南東，直線距離95km，屬富蘊(yùn)縣管轄。

可可塔勒鉛鋅礦床走向長(zhǎng)約4.0km，可分為東、中、西三段。

東部采區(qū)主要分布有1號(hào)、7號(hào)主礦體，以7號(hào)礦體為主。7號(hào)礦體產(chǎn)于褶皺倒轉(zhuǎn)翼近南東轉(zhuǎn)折端部位，礦體形態(tài)復(fù)雜，無(wú)論在平面上還是剖面上均有分枝復(fù)合、局部膨大、斷續(xù)分布等特征。3～7線屬7號(hào)礦體中心，呈厚大柱狀體，已采空，往深部+ 800m標(biāo)高處尖滅；3～7線兩側(cè)，礦體呈透鏡狀斷續(xù)分布，也已部分開(kāi)采或已布置采切工程。礦體出露地表，厚度、品位變化極大，厚度為2.97m～87.78 m，Pb品位0.04%～9.98%、平均1.50%，Zn品位0.01%～16.50%、平均3.11%。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀大致相同，0線以西總體產(chǎn)狀54～71°∠50～87°，0線以東233°～252°∠50°～80°。

礦床的工程地質(zhì)條件屬堅(jiān)硬、完整、穩(wěn)固巖類(lèi)為主的簡(jiǎn)單類(lèi)型?，F(xiàn)有的巷道除局部極少地段因圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育需要支護(hù)外，一般均未支護(hù)。

2 調(diào)整方案前開(kāi)采狀況

可可塔勒千鑫礦自1998年開(kāi)始，由民營(yíng)企業(yè)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采用邊探變采方法，對(duì)1～9號(hào)礦體進(jìn)行了掠奪式開(kāi)采。2007年初，新疆千鑫礦業(yè)有限公司，獲得了可可塔勒鉛鋅礦礦床開(kāi)發(fā)權(quán)，對(duì)礦山開(kāi)始了科學(xué)合理的整體規(guī)劃，委托南昌有色冶金設(shè)計(jì)研究院（現(xiàn)改名中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司）完成了新疆可可塔勒鉛鋅礦項(xiàng)目做了研究與設(shè)計(jì)工作。

初步設(shè)計(jì)將整個(gè)礦山的開(kāi)發(fā)分為兩期，第一期開(kāi)采范圍為135～28線（投產(chǎn)初暫為77～28線）間+ 760m標(biāo)高以上礦體。第二期開(kāi)采范圍為135～28線間+760m標(biāo)高以下礦體。設(shè)計(jì)確定首采+1180m（回風(fēng)殘采中段）、+1118m和+1052m三個(gè)中段。根據(jù)礦體賦存條件，初步設(shè)計(jì)提出了三種采礦方法：高分段空?qǐng)龇ǎㄖ饕獙?duì)＞15m厚礦體）；普通分段空?qǐng)龇ǎㄖ饕獙?duì)5～15m中厚礦體）和淺孔留礦采礦法(主要對(duì)＜5m較薄礦體)。

首采區(qū)確定的三個(gè)中段包括+1006m中段開(kāi)拓工程已完成。東采區(qū)的采礦，集中在+1180m中段，2015年計(jì)劃將中段的礦石全部采完，結(jié)束該中段的采礦工作。

東采區(qū)（包括西部采區(qū)）目前采用的采礦方法是初步設(shè)計(jì)提出的淺孔留礦法。采場(chǎng)布置在7#勘探線～15#勘探線及3#勘探線～8#勘探線，7線～15線的礦體平均厚度超過(guò)12m，0線至4線的礦體平均厚度約22m。受空區(qū)和礦體的厚度影響，采場(chǎng)的布置并沒(méi)有完全按照50m勘探線間距布設(shè)。為了保證安全，控制空頂面積，采場(chǎng)內(nèi)留了條柱和礦柱。

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的17線以東15、11、7、3、0、4、8等7條勘探線剖面圖，在1052m標(biāo)高厚度超過(guò)6 m，1118m、1180m標(biāo)高礦體厚度超過(guò)10m。2013年千鑫礦地測(cè)部提供的最新1180m、1118m地質(zhì)平面圖，礦體水平厚度（綜合）11.5m，尤其是1180m標(biāo)高附近，礦體厚大而分支復(fù)合、礦體平均厚度超過(guò)12m、主礦體平均厚度超過(guò)20m；根據(jù)已經(jīng)揭露的1052m中段地質(zhì)平面圖，礦體平均厚度6m。1052～1118～1 180自下而上形成V型產(chǎn)狀，具備有實(shí)施中深孔采礦的地質(zhì)條件。

礦山目前的現(xiàn)狀是，1006m以上東采區(qū)（17線－3線和7線以東⑦礦體）生產(chǎn)能力為10～15萬(wàn)t、西采區(qū)（43線以西⑨礦體）10～12萬(wàn)t、3線～7線集束中深孔試驗(yàn)采區(qū)正在做采切準(zhǔn)備，具體回采能力和試驗(yàn)效果沒(méi)有數(shù)據(jù)、43線以東⑨礦體較厚大部分埋藏較深，未作規(guī)劃。礦山目前可靠的生產(chǎn)能力為600t～800t∕d。

根據(jù)現(xiàn)狀，東、西采區(qū)淺孔留礦法的生產(chǎn)能力合計(jì)不超過(guò)25萬(wàn)t∕a，中部采區(qū)尚未完成基建，而建成的選廠生產(chǎn)能力為75萬(wàn)t∕a，產(chǎn)能缺口很大。在資源條件具備的情況下，盡快調(diào)整采礦方法，提高產(chǎn)能、不斷增產(chǎn)、縮短達(dá)產(chǎn)期，是礦山要解決的首要問(wèn)題。

3 采礦方法的調(diào)整

由于1118m礦體厚大而分支復(fù)合，空?qǐng)龇ǎ\孔留礦法）采場(chǎng)布置困難，采場(chǎng)面積過(guò)大會(huì)增加頂板安全隱患、減少采場(chǎng)面積又會(huì)增加采礦損失。1180中段因采用空?qǐng)龇ǎ\孔留礦法）采場(chǎng)布局較為混亂，且很難與1118ML的礦塊劃分有效銜接，對(duì)1118 ML而言，如果不能與1180的礦房和間柱對(duì)應(yīng)，直接的問(wèn)題是人行通風(fēng)井不可能與1180m巷道貫通，采場(chǎng)通風(fēng)問(wèn)題無(wú)法解決。要避免這種現(xiàn)象，解決回采率和施工安全問(wèn)題，就必須改變采礦方法。

和淺孔留礦法相比，中深孔采礦可能會(huì)增加采準(zhǔn)比（增加了分段工程），必須有相應(yīng)的礦量和礦體厚度作支承，使各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。東采區(qū)采切工程量及采切成本見(jiàn)表1，東采區(qū)的礦石儲(chǔ)量及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2，1118中段各分段經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。從表3中看出各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都比較合理。

采用無(wú)底柱分段崩落法的范圍：東采區(qū)1052 ML以上、地質(zhì)勘探線17線往東至8線的⑦礦體。中段標(biāo)高范圍是1052m～1118m～1180m。由于自下而上形成V型產(chǎn)狀，采用中深孔上向扇形孔的布置形式，不會(huì)影響采礦且有利于回收更多的礦石。

采礦方法的選擇：可供選擇的中深孔采礦方法有無(wú)底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法、分段鑿巖階段空?qǐng)龇?。在崩落法中，無(wú)底柱分段崩落法更有優(yōu)勢(shì)，與分段鑿巖階段空?qǐng)龇ㄏ啾?，?yōu)勢(shì)在于采切周期短、回采率高、劣勢(shì)在于貧化率相對(duì)較高；無(wú)底柱分段崩落法和分段鑿巖階段空?qǐng)龇ū容^，設(shè)計(jì)院放棄無(wú)底柱分段崩落法的原因是礦體離地表近，容易造成地表塌陷，在雨季容易引起山坡流水進(jìn)入井下，可能造成淹井事故，所以選擇了分段鑿巖階段空?qǐng)龇?。分段空?qǐng)龇ūＡ袅说V柱，可以控制地表移動(dòng)。但從設(shè)計(jì)院提供的分段空?qǐng)龇ㄔO(shè)計(jì)圖看，50 m礦塊分成45m礦房和5m間柱，對(duì)于1180m礦體平均厚度超過(guò)20m的礦塊，5m寬的間柱可能支撐不了≮900m2的空區(qū)頂板，加上中深孔爆破對(duì)間柱體的破壞，實(shí)際起支撐作用的間柱寬會(huì)＜4m,一旦間柱失效，其結(jié)果就和崩落法一樣，分段空?qǐng)龇ň褪チ艘饬x。如果增加間柱寬度（≮10m），回采率將會(huì)＜75%（按1118中段62m高計(jì)算）。

另外從分段空?qǐng)龇ㄔO(shè)計(jì)本身看，也沒(méi)有解決行人、出渣、通風(fēng)等工藝問(wèn)題，一個(gè)礦塊只有一條井，是不能同時(shí)滿(mǎn)足各分段掘進(jìn)工程的行人與出渣、通風(fēng)三項(xiàng)功能的，必須增加一條溜渣井；設(shè)計(jì)也沒(méi)有交代鑿巖天井及其布置的位置、還有切割巷道等等。為了讓該設(shè)計(jì)完整，在做方案比較時(shí)作了補(bǔ)充。從掘進(jìn)工藝看，如何解決出渣問(wèn)題沒(méi)有交代，這種低分段的工藝布置，如果采用人工出渣，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且一個(gè)礦房要完成采準(zhǔn)切割需要很長(zhǎng)的周期，如果多分段同時(shí)掘進(jìn)，會(huì)出現(xiàn)上下平行和交叉作業(yè)現(xiàn)象，爆破、出渣都會(huì)相互影響，安全隱患隨時(shí)存在；從出礦工藝看，一個(gè)礦塊同時(shí)布置五六個(gè)漏斗是否合適及其漏斗的安裝方式是否可靠等等都值得商榷。總之從設(shè)計(jì)上看，分段鑿巖階段礦方法沒(méi)有體現(xiàn)除高效和高產(chǎn)的目標(biāo)。

從1180m礦體分布情況，從17線往東至8線，可采礦體分成4個(gè)各自獨(dú)立的部分，加之要回避老采空區(qū)，整個(gè)采空區(qū)不可能連成一片，會(huì)有人為或自然形成的礦（圍巖）柱存在。出現(xiàn)大面積地表陷落的可能性不大。

與其采用效能不高的分段空?qǐng)龇?，改用無(wú)底柱分段崩落法，不僅可以根據(jù)需要靈活保留保安礦柱，還可以大大提高機(jī)械化程度，從而大大提高安全系數(shù)和生產(chǎn)能力。

無(wú)底柱分段崩落法開(kāi)采方案：增加一條采區(qū)斜坡道（采準(zhǔn)工程）。由于17線礦體離地表很近，斜坡道由地表開(kāi)口下延至1085ML斜坡道而與1052ML連通（以后根據(jù)需要可以下延到1006ML，與中部采區(qū)斜坡道相連）。

斜坡道坡度15%，轉(zhuǎn)彎半徑15m、彎道平坡。斜坡道用來(lái)調(diào)動(dòng)無(wú)軌設(shè)備。分段高度15～18m。出礦聯(lián)絡(luò)道間距50m左右、溜礦回風(fēng)井間距100m左右。東采區(qū)開(kāi)拓系統(tǒng)縱投影見(jiàn)圖1。1163ML采準(zhǔn)工程及1118中段溜井設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖2。

4 新方案實(shí)施的現(xiàn)狀

斜坡道工程是從2013年9月開(kāi)始施工的，目前

主斜坡道已施工到1018m水平，距離1006m中段剩余工程不足130m距離。1118中段的1163 m、1148m兩個(gè)分段都已施工。其中1163分段運(yùn)輸巷道及出礦進(jìn)路已完成了約80%的工程量，今年計(jì)劃施工完該分段的采切工程，并且計(jì)劃完成分段崩落法的采礦實(shí)驗(yàn)。采礦實(shí)驗(yàn)需要委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)院，確定崩落法的具體參數(shù)。該分段上部1180m中段的采礦，今年底全部結(jié)束，為明年1163分段采礦創(chuàng)造條件；1148m分段的采切工程明年完成。其他分段的掘進(jìn)工程，也按計(jì)劃有序推進(jìn)。

表1 東采區(qū)無(wú)底柱分段崩落法采切工程量及采切成本統(tǒng)計(jì)表

表2 東采區(qū)無(wú)底柱分段崩落法采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算表

表3 東采區(qū)1118中段各分段崩落法采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

圖1 東采區(qū)開(kāi)拓系統(tǒng)縱投影圖

圖21163 ML采準(zhǔn)工程及1118中段溜井設(shè)計(jì)圖

5 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)東、中、西部三個(gè)采區(qū)的理想生產(chǎn)能力為1600～2000t∕d，剩下的500～900t∕d的缺口靠3～7線集束中深孔采區(qū)補(bǔ)充。根據(jù)資料，試驗(yàn)采區(qū)的礦量超過(guò)600萬(wàn)t，一切順利的話(huà)，800t∕d的產(chǎn)能是有保證的。

未來(lái)三年的計(jì)劃是：2016年出礦30.24萬(wàn)t，其中東部采區(qū)的1163分段出礦20.31萬(wàn)t，西部采區(qū)出礦9.93萬(wàn)t；2017年出礦41.22萬(wàn)t，其中東采區(qū)1148分段出礦20.67萬(wàn)t，3～7線采礦回收10.13萬(wàn)t，西部采區(qū)出礦10.42萬(wàn)t；2018年出礦44.65萬(wàn)t，其中東采區(qū)的1148分段出礦20萬(wàn)t，3～7線采礦回收15萬(wàn)t，西部采區(qū)出礦9.65萬(wàn)t。

調(diào)整后的方案在安全、技術(shù)可靠性是可行的，保證了今后的礦山采礦生產(chǎn)能力，為選廠早日實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)提供了保障。

收稿：2015-06-23

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.016