康家灣礦緩傾斜難采薄礦體采礦方法研究

梁宗霍，彭聯(lián)合，朱志華

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南衡陽(yáng) 421513)

康家灣礦緩傾斜難采薄礦體采礦方法研究

梁宗霍，彭聯(lián)合，朱志華

(湖南水口山有色金屬集團(tuán)有限公司，湖南衡陽(yáng) 421513)

介紹了康家灣礦在回采Ⅱ礦體和Ⅳ礦體等圍巖不穩(wěn)固緩傾斜難采薄礦體時(shí)的采礦方法，根據(jù)礦體具體條件，優(yōu)化垂直分條充填采礦法和全面采礦法，垂直礦體走向劃分礦房，不留頂?shù)椎V柱和間柱，大部分采準(zhǔn)切割工程均布置在脈內(nèi)，采用由里向外后退式回采順序，一步驟連續(xù)回采，嗣后充填，不僅降低了貧化損失率，減少了大量采準(zhǔn)掘進(jìn)工程，而且大大提高了回采效率和安全系數(shù)。優(yōu)化措施應(yīng)用于回采康家灣礦的緩傾斜礦體時(shí)，給礦山帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

緩傾斜難采薄礦體;垂直分條充填采礦法;后退式回采

1 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

康家灣鉛鋅金礦一期工程根據(jù)“勘探為主、探采結(jié)合”的建礦原則，于1989年投入生產(chǎn)，形成了300 kt/a的生產(chǎn)規(guī)模;二期工程于1998年開(kāi)始建設(shè)，2002年達(dá)到了400 kt/a的生產(chǎn)規(guī)模。開(kāi)采范圍為水平方向135線至108線、垂直方向?yàn)樗闹卸?-134 m)至十三中段(-420 m)區(qū)段的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ七個(gè)主礦體，礦體走向北北東或近南北，傾向東或西，呈似層狀或透鏡狀，傾角為5～35°，礦體平均厚度為2～8 m。

采礦方法以上向水平分層充填法為主，全面法、留礦法等其他采礦方法為輔。

通風(fēng)系統(tǒng)為豎井、斜坡道進(jìn)風(fēng)，1#、2#斜井回風(fēng)的抽出式通風(fēng)系統(tǒng)。

礦山現(xiàn)已建成一個(gè)永久充填站，永久充填站為尾砂膠結(jié)充填，年充填能力可達(dá)到144(km)3以上。

2 開(kāi)采技術(shù)條件

康家灣礦Ⅱ礦體和Ⅳ礦體分別分布在101～103線和121～131線之間，F(xiàn)22逆沖斷層下盤(pán)硅化破碎帶下部，礦體直接頂板大部分為炭質(zhì)泥頁(yè)巖、粘土質(zhì)角礫巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、泥灰?guī)r，屬穩(wěn)定性較差的圍巖，礦體呈似層狀或透鏡狀，傾角為10～25°，礦體平均厚度為1.5～4 m，礦體連續(xù)性較差，礦體斜長(zhǎng)約20～50 m，礦石中鉛品位3.8%，鋅品位4.7%，金品位1.9 g/t，銀品位95 g/t，硫品位15.2%。

3 采礦中存在的問(wèn)題

傾角在10～25°的緩傾斜薄礦體在我國(guó)的生產(chǎn)礦山中占有較大的比重。此類礦體本身的賦存條件復(fù)雜，采用的方法也多為壁式崩落法、房柱法及全面法等［1-4］。但存在礦山規(guī)模小、機(jī)械化程度低、貧化損失大的問(wèn)題。康家灣礦Ⅱ礦體和Ⅳ礦體屬于緩傾斜薄礦體，且礦體直接頂板為炭質(zhì)泥頁(yè)巖，圍巖不穩(wěn)固，在實(shí)際應(yīng)用中用全面法或房柱法存在以下幾個(gè)問(wèn)題:①礦體厚度較小，加大了采切工程量;②回采過(guò)程中需留大量的礦柱，對(duì)于高品位礦體，損失率較高;③由于礦體頂板圍巖極不穩(wěn)固，采用全面法回采過(guò)程中即使預(yù)留了礦柱，采場(chǎng)頂板仍有冒頂現(xiàn)象，空區(qū)治理難度大。

4 采礦方法優(yōu)化

由于Ⅱ礦體和Ⅳ礦體屬于緩傾斜難采薄礦體，根據(jù)礦體實(shí)際情況，為解決以上的問(wèn)題，對(duì)垂直分條充填法和全面采礦法進(jìn)行優(yōu)化，垂直走向?qū)⒌V塊劃分為一系列采場(chǎng)，不劃分礦柱，由于礦體走向連續(xù)性較差，礦體走向不長(zhǎng)，可采用后退式回采，回采完一個(gè)采場(chǎng)立即進(jìn)行尾砂膠結(jié)充填，然后再回采下一個(gè)采場(chǎng)。該方法充分利用了垂直分條充填法和全面法的優(yōu)點(diǎn)，在圍巖不穩(wěn)固的情況下，實(shí)現(xiàn)了緩傾斜難采薄礦體安全高效的回采。

4.1 采場(chǎng)布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)

礦塊垂直走向布置，礦房寬8～10 m，長(zhǎng)度為礦體斜長(zhǎng)，高度為礦體高度，不留頂?shù)字烷g柱，具體布置見(jiàn)圖1。在礦體底部布置脈內(nèi)出礦平巷，礦體上端脈內(nèi)布置充填回風(fēng)巷，在礦房中間布置切割上山，以切割上山為自由面進(jìn)行切采，利用相鄰采場(chǎng)的切割上山作為充填管鋪設(shè)的通道。

圖1 采礦方法布置圖

4.2 采場(chǎng)鑿巖與爆破

由于礦體厚度在4 m以內(nèi)，且礦體直接頂板為炭質(zhì)泥頁(yè)巖，巖石結(jié)構(gòu)松軟，穩(wěn)固性差，為了能形成比較平整的頂板，便于頂板維護(hù)，以切割上山為自由面進(jìn)行切采，局部采用光面爆破，上部為光爆層，其厚度為0.8 m;下部為正常爆破區(qū)，高度為光爆層以下至礦體底板。光面爆破的參數(shù)為:孔徑36mm，孔深2.0～2.2 m，孔間距0.4～0.5 m，抵抗線等于光面爆破層厚度，為0.8 m。光面爆破裝藥集中度為0.2kg/m。炮孔內(nèi)空氣間隔裝藥。光面爆破時(shí)光面層常分裂成大塊，為消除大塊，光面層內(nèi)還需布置一些炮孔，孔間距0.7～0.8 m，全深裝藥，雷管分段滯后光爆孔。下段非光爆孔排距為0.6～0.7 m，眼距為0.7～0.8 m。

4.3 采場(chǎng)回采順序與通風(fēng)

由于采場(chǎng)垂直走向布置，不留間柱和頂?shù)字?，回采過(guò)程首先從最里端的采場(chǎng)開(kāi)始回采，回采完畢后進(jìn)行充填接頂后再回采相鄰的采場(chǎng)，以此類推回采剩下的采場(chǎng)，采場(chǎng)回采順序?yàn)楹笸耸交夭桑蓤?chǎng)出礦平巷布置在礦體下端脈內(nèi)，采用電耙將采場(chǎng)內(nèi)礦石耙至出礦平巷，裝巖機(jī)裝礦。采場(chǎng)通入的新鮮風(fēng)由中段平巷進(jìn)入采場(chǎng)洗刷工作面，污風(fēng)排入礦體上端的充填回風(fēng)巷或上部中段回風(fēng)巷，進(jìn)入中段回風(fēng)系統(tǒng)?；夭蛇^(guò)程中可安裝局扇加強(qiáng)工作面的通風(fēng)。

4.4 采場(chǎng)充填

采場(chǎng)回采結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行嗣后充填，防止不穩(wěn)固頂板坍塌，采用全尾砂膠結(jié)充填，灰砂比為1∶10。

充填前做好采場(chǎng)充填準(zhǔn)備工作，主要包括架設(shè)充填管，埋設(shè)充填濾水管和構(gòu)筑充填擋墻。充填管架設(shè)由中段平面進(jìn)入相鄰未回采采場(chǎng)的切割上山，然后接入采場(chǎng)上端的充填回風(fēng)巷。

嗣后充填采礦法一次性充填量大，充填體內(nèi)多余水份不易排出，故必須做好采場(chǎng)嗣后充填的濾、排水工作?？墒褂盟芰瞎苓M(jìn)行濾、排水。制作方法如下:使用普通Φ100mm塑料管，在管道上鉆鑿直徑為Φ10 m的孔，孔間距為100mm×100mm，然后在管壁上沿徑上均勻綁上直徑Φ20 m的木條2～3根，再用土工布包好，不能漏漿。為保證泄水的可靠性和泄水速度，在采場(chǎng)內(nèi)鋪設(shè)兩條泄水管。

5 施工效果評(píng)價(jià)

5.1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

采礦方法優(yōu)化后，回采康家灣礦Ⅱ礦體和Ⅳ礦體的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

分析表1可知，由于不留礦柱，礦石的損失率較低，只為2.5%，并且大部分采準(zhǔn)工程布置在脈內(nèi)，采用后退式回采，千噸采切比也很低，只為6.5 m/kt，只是炸藥單耗相對(duì)偏高，因?yàn)樵诨夭蛇^(guò)程中為控制頂板的平整性，確保頂板安全，采用光面爆破控制頂板。

5.2 技術(shù)效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐，根據(jù)Ⅱ礦體和Ⅳ礦體的實(shí)際情況，優(yōu)化垂直分條充填和全面采礦法，采用后退式回采，嗣后充填后，取得了以下效果:

(1)采準(zhǔn)工程布置在脈內(nèi)，減少了采準(zhǔn)工程量，加快了采場(chǎng)回采進(jìn)度，提高了回采效率。

(2)采用后退式連續(xù)回采，不留礦柱，極大程度地降低了礦石損失率。

(3)采用嗣后充填，及時(shí)對(duì)空區(qū)進(jìn)行充填，確保相鄰采場(chǎng)的回采安全，在回采緩傾斜薄礦體時(shí)是最有效的空區(qū)治理措施。

6 結(jié)論

實(shí)踐證明，在回采康家灣礦頂板不穩(wěn)固的Ⅱ礦體和Ⅳ礦體時(shí)，該優(yōu)化方法安全可靠，采準(zhǔn)工程布置靈活，實(shí)用性較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效果好，給礦山帶來(lái)了良好的效益，類似礦山可以借鑒該采礦思路，根據(jù)礦體具體情況優(yōu)化相關(guān)工程布置和回采順序。

［1］王來(lái)軍，薛田喜，陳濤，等.緩傾斜薄礦體采礦方法的研究［J］.黃金科學(xué)技術(shù)，2003，11(3):44-47.

［2］王紊銀，張旭宇.緩傾斜薄礦體采礦方法探討［J］.甘肅冶金，2007，29(1):33-34.

［3］伊?xí)杂?，王占?緩傾斜薄礦體的工程布置問(wèn)題［J］.有色礦冶，2007，23(4):16-19.

［4］劉聲雷.階段礦房法在緩傾斜礦體回采中的應(yīng)用［J］.礦業(yè)快報(bào)，2008，24(9):120-121.

Study onmining method of gently dipping and refractory thin ore body in Kangjiawanmine

LIANG Zong-huo，PENG Lian-he，ZHU Zhi-hua

The paper introduced themining method approached to the gently dipping and refractory thin ore body with unstable surrounding rock during stoping of orebody No.II and orebody No.IV in Kangjiawanmine.According to the actual situation of the ore body，the optimized vertical cut-and fill and longwall method were adopted to divide rooms vertical to the ore body strike without reserving the roof and floor pillars and intermediate pillars.Most of the development and cutting works were arranged in the vein.The retreat continuous stopping was carried out from inside to outside with post filling.This approach not only reduced the dilution and loss ratio，but also saved lots of development cutting works and greatly improved the recovery and safety factor.The optimization has brought sound econonic benefit to themine during stoping of the gently-dipping thin ore body in Kangjiawanmine.

gently-dipping and refratory thin ore body;vertical cut-and-fillmining method;retreat stoping

TD853.2

B

1672-6103(2016)06-0013-03

梁宗霍(1985—)，男，廣西南寧人，本科，工程師，主要從事礦山開(kāi)采設(shè)計(jì)與管理工作。

2016-10-13