靜態(tài)留礦法在某礦區(qū)薄礦脈群開采中的應(yīng)用

袁誠(chéng)+趙之連

摘要： 淺孔留礦法開采某礦區(qū)薄礦脈群存在圍巖片幫、夾層失穩(wěn)和礦石損失、貧化等問(wèn)題。為此，借鑒削壁充填法放礦工藝，提出靜態(tài)留礦法技術(shù)方案，并在該礦區(qū)3～7線實(shí)施工業(yè)實(shí)驗(yàn)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，靜態(tài)留礦法在采場(chǎng)內(nèi)用圓木和水泥砂漿架設(shè)溜礦井，專用于局部放礦，一方面避免了礦石流動(dòng)對(duì)圍巖的破壞，另一方面溜礦井和存窿礦石支撐圍巖，維護(hù)了圍巖的穩(wěn)定性，確保采場(chǎng)能夠順利上采，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

Abstract： Surrounding rock rib spalling， dissection instability， ore loss， dilution ore drawing were problems existing in mining the thin ore vein group in a mining area through the short-hole shrinkage method. Based on this， a technical proposal based on static shrinkage method was proposed， using ore drawing technology by cutting walls and filling method for reference， meanwhile， industrial experiment was conducted on line 3 to line 7 in the mining area. Practice showed that the static shrinkage method when using logs and cement mortared to erect ore chute， which is exclusively used for local-drawing， for one thing， could avoid the damage to surrounding rock when ore drawing， for another thing， ore chute and surrounding rock supported by remained ore could maintain the stability of surrounding rock， ensure the mining successfully in stope， and gain gorgeous economic benefit.

關(guān)鍵詞： 淺孔留礦法；靜態(tài)留礦法；溜礦井；圍巖穩(wěn)定

Key words： short-hole shrinkage method；static shrinkage method；ore chute；tability of surrounding rock

中圖分類號(hào)：TD853 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）32-0136-02

1 礦區(qū)概況

某礦區(qū)為巖漿期后高～中溫氣化熱液充填石英脈型多金屬礦床，礦種以鎢、錫為主，伴生銅、鉛、鋅等多種金屬。礦區(qū)礦化面積1.5平方公里，工業(yè)礦體24條，礦體呈脈狀或脈帶產(chǎn)出，分布于9～18線，傾角67～88°，大部分83～88°。礦區(qū)共設(shè)有330m、380m、430m、485m、535m、575m、615m、657m、700m、740m和805m共11個(gè)中段，485m（主平窿）中段以上采取平窿加溜井開拓，485m中段以下采取平窿加盲豎井加斜井開拓，380m和430m為目前生產(chǎn)作業(yè)中段。

2 現(xiàn)有開采技術(shù)存在的問(wèn)題

該礦區(qū)采用淺孔留礦法進(jìn)行開采，在薄礦脈群區(qū)域存在以下問(wèn)題[1-3]：①礦脈不規(guī)則產(chǎn)出，形態(tài)復(fù)雜，在走向、傾向上均有尖滅再（側(cè)）現(xiàn)和波狀彎曲變化，很難實(shí)現(xiàn)兼采，資源損失嚴(yán)重；②礦脈間距尷尬，采用礦脈合采的回收方式，必然造成礦石貧化，出礦品位大幅下降，采用礦脈分采的回收方式，當(dāng)一個(gè)采場(chǎng)開采結(jié)束后，夾層和相鄰采場(chǎng)易產(chǎn)生大變形和裂縫，甚至發(fā)生冒頂和片幫事故，作業(yè)安全無(wú)法保障；③礦脈厚度小，采幅為1.2 m左右，開采空間過(guò)小，局部放礦易形成“空洞”，且“空洞”不易察覺(jué)，施工人員平場(chǎng)、撬頂和打鉆易發(fā)生安全事故；④極薄礦脈開采時(shí)，為保證1.2 m的作業(yè)空間，礦體和圍巖一起崩落，且無(wú)法分離，礦石貧化率高；⑤局部礦段存在斷層破碎帶和軟弱板巖夾層，在開采過(guò)程中礦脈和圍巖易垮塌，且垮塌的大塊在留礦堆中會(huì)造成“懸拱”或“立槽”現(xiàn)象，影響最終放礦，嚴(yán)重時(shí)甚至堵死漏斗，造成采場(chǎng)無(wú)法繼續(xù)上采。

3 靜態(tài)留礦法開采技術(shù)方案

為解決淺孔留礦法開采薄礦脈群存在的諸多問(wèn)題，提出靜態(tài)留礦法開采技術(shù)方案，現(xiàn)以該礦區(qū)430中段3～7線礦體（圖1）為例，進(jìn)行詳述。

3.1 開采技術(shù)條件分析

鑒于礦脈不規(guī)則產(chǎn)出，形態(tài)復(fù)雜，礦區(qū)追蹤礦脈，布置了沿脈巷道（規(guī)格：2.2m×2.3m），一方面揭示礦脈，起探礦作用，為礦塊設(shè)計(jì)提供依據(jù)，另一方面可為后期開采底部結(jié)構(gòu)的布置提供基礎(chǔ)。由圖1勘探線和相關(guān)巷道揭示礦脈情況可知，3～7線有3條主礦脈近乎平行產(chǎn)出，向南傾斜，相鄰礦脈最小間距僅為3m左右，且礦脈在5線附近有部分交錯(cuò)，在礦脈的東西兩端均遇斷層，礦脈發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，此外，礦脈節(jié)理、裂隙發(fā)育，嚴(yán)重地破壞了巖體的完整性，削弱了巖體強(qiáng)度。在這種開采技術(shù)條件下，若繼續(xù)沿用淺孔留礦法開采，采場(chǎng)和夾層易垮塌和失穩(wěn)，產(chǎn)生局部地壓活動(dòng)，造成礦石貧化和損失，從而影響礦產(chǎn)資源的有效回收和生產(chǎn)安全。

3.2 靜態(tài)留礦法

靜態(tài)留礦法（圖2）是淺孔留礦法和削壁充填法的結(jié)合[3-5]，簡(jiǎn)單而言，靜態(tài)留礦法與淺孔留礦法的工藝基本一致，只是為了維護(hù)上下盤圍巖的穩(wěn)定性，借助削壁充填法的放礦工藝，在礦房?jī)?nèi)每隔一定距離設(shè)置溜礦井，專門用于局部放礦，以減少局部放礦過(guò)程礦石對(duì)上下盤圍巖的擠壓、摩擦和沖擊，而大部分礦石存窿不動(dòng)，起干式充填作用，維護(hù)上下盤圍巖的穩(wěn)定性。endprint

3.2.1 工藝流程

結(jié)構(gòu)參數(shù)：礦房沿礦脈走向布置，長(zhǎng)為兩條穿脈巷道之間的距離，考慮到3線位置存在F12大斷層，將靠近F12大斷層大概10m的礦脈作為保安礦柱，不予以回收。因此，3～5線礦房長(zhǎng)67m，5～7線礦房長(zhǎng)80m，寬為礦脈全厚，高50m，頂柱5m，間柱寬4m，底部人工假底漏斗。

采切工程：充分利用現(xiàn)有的沿脈巷道，每隔5m上倔1.5m（長(zhǎng)）×1.5m（寬）×4.5m（高）的切割槽，而后人工澆筑鋼筋水泥砂漿漏斗；在采場(chǎng)東西兩端隨工作面上升架設(shè)超前于工作面1.5m左右的2.0×1.5m2順路天井，便于上下行人和通風(fēng)；每間隔兩個(gè)漏斗用水泥砂漿、圓木和木板在漏斗口處搭設(shè)一個(gè)2.2×1.5m2的溜礦井，用于局部放礦。

回采：礦房采用YSP-45型鉆機(jī)自下而上進(jìn)行分層回采，分層高度為1.5～2.0m，？覫35mm的乳化炸藥藥卷裝藥，非電起爆系統(tǒng)，導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索復(fù)式起爆；爆破后，約三分之一的礦石以溜礦井為通道放出，剩余三分之二的礦石留存采場(chǎng)，支撐上下盤圍巖，平場(chǎng)后作為下一分層的回采工作平臺(tái)；如此循環(huán)，待礦房回采完畢后，用炸藥將溜礦井炸毀，再進(jìn)行大量放礦。

3.2.2 開采規(guī)劃

綜合考慮3～7線的開采技術(shù)條件，作出以下開采規(guī)劃：①3線和7線均遇斷層破碎帶，5線巖性相對(duì)較好，因此，5線架設(shè)的順路天井作為人員上下的主要通道，3線和7線架設(shè)的順路天井則主要用于通風(fēng)；②回采時(shí)，靠近3線和7線的梯段工作面超前5線所在的梯段工作面，以防回采過(guò)程出現(xiàn)垮塌，方便平場(chǎng)和松石處理；③為保證夾層的穩(wěn)定性和回采安全，3條礦脈協(xié)同開采，原則上保證工作面處于同一水平或由北至南超前一個(gè)分層；④加強(qiáng)放礦管理工作，3條礦脈協(xié)同放礦，防止個(gè)別存窿礦石下降過(guò)快，造成夾層失去礦石支撐而產(chǎn)生垮塌。

4 靜態(tài)留礦法實(shí)驗(yàn)效果與評(píng)價(jià)

3～7線采用靜態(tài)留礦法進(jìn)行開采，共布置了6個(gè)采場(chǎng)，6個(gè)采場(chǎng)協(xié)同回采和放礦。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，靜態(tài)留礦法在采場(chǎng)內(nèi)用圓木和水泥砂漿架設(shè)溜礦井，專用于局部放礦，一方面避免了礦石流動(dòng)對(duì)圍巖的破壞，另一方面溜礦井和存窿礦石支撐圍巖，確保了圍巖的穩(wěn)定性，6個(gè)采場(chǎng)最終均實(shí)現(xiàn)了完全上采。此外，礦石損失率為10%，貧化率為42.6%，與采用普通淺孔留礦法開采的類似礦塊相比，分別下降8%和15.7%。需要指出的是靜態(tài)留礦法須架設(shè)溜礦井，輔助作業(yè)時(shí)間所占比重大，局部放礦靠工人運(yùn)搬，與淺孔留礦法相比，礦房生產(chǎn)能力和工人效率均有所下降，總體而言，靜態(tài)留礦法用于該礦區(qū)薄礦脈群開采，技術(shù)可行，實(shí)驗(yàn)效果優(yōu)良。

5 結(jié)論

①靜態(tài)留礦法借鑒削壁充填法放礦工藝，在采場(chǎng)中架設(shè)溜礦井，專用于局部放礦，可減少礦石反復(fù)流動(dòng)對(duì)圍巖的擠壓、摩擦和沖擊，另一方面，大部分礦石保持靜止?fàn)顟B(tài)，起干式充填作用，維護(hù)了圍巖的穩(wěn)定性。

②采場(chǎng)采用圓木和水泥砂漿架設(shè)溜礦井，相當(dāng)于每個(gè)一定距離制作了人工間柱，既對(duì)圍巖作了支護(hù)，又減小了采場(chǎng)跨度。

③靜態(tài)留礦法可有效改變圍巖受力狀態(tài)、避免圍巖片幫，解決了薄礦脈群的安全開采問(wèn)題，損失率和貧化率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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