呷村銀多金屬礦殘礦資源綜合回收方案研究

孫 健，賀順業(yè)，王多福

(四川鑫源礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 甘孜州 627150)

呷村銀多金屬礦殘礦資源綜合回收方案研究

孫 健，賀順業(yè)，王多福

(四川鑫源礦業(yè)有限責(zé)任公司，四川 甘孜州627150)

針對呷村銀多金屬礦前期開采的剩余礦體進(jìn)行了分類與討論，并以該礦4160m中段7線～9線之間的殘留礦體為例，結(jié)合周邊空區(qū)分布情況、地壓變化情況，對該范圍內(nèi)存在的不同類型殘留礦體的回收順序、回采工藝以及采切工程做出了合理分析與布置，并就實施過程中的一般技術(shù)要求進(jìn)行了說明。研究結(jié)果一方面解除了原礦山采用單一方式進(jìn)行殘礦回采的限制，將回采方式增加到5種；另一方面在對舊有工程的恢復(fù)利用基礎(chǔ)上，進(jìn)行新的采切工程布置，最終實現(xiàn)了采切比8.38m/kt、53.11m3/kt的良好經(jīng)濟效果。

殘礦資源分類；回采順序；回采工藝；采切布置；技術(shù)要求

受市場因素等多方面的影響，礦山企業(yè)在一次開采過程中往往會做出一些“不盡人意”的抉擇，如礦柱回收利用滯后、中等或低品位的邊角礦體丟棄，存窿礦石大量積存無法放出等現(xiàn)象在礦山中廣泛存在。

分散化、邊緣化、礦量少、質(zhì)量差、空區(qū)包圍是一次開采過程結(jié)束后這些殘留礦體、礦塊的主要特征。這些殘留下來的礦體，對于一些礦產(chǎn)資源較為有限、前期規(guī)劃失誤的金屬礦山而言，是不能舍棄的。隨著開采深度的增加，這類礦石比重越來越大，但是開采難度越發(fā)的增大，因此提早進(jìn)行二次開采是采礦工作者應(yīng)該注意、并解決的問題。

目前，我國的許多礦山進(jìn)行過殘礦回采，針對不同的殘礦類型，獲得了很多成功實踐，為殘礦開采積累了豐富的經(jīng)驗[1]。楊建[2]通過運用模糊數(shù)學(xué)和層次分析法對錫礦山二次開采殘礦資源周邊的采空區(qū)穩(wěn)定性及開采方案進(jìn)行了綜合評判，最終優(yōu)化和確定了出了最佳方案。李青山等[3]利用巷道支護(hù)加固、充填治理空區(qū)、副中段回收殘留礦石的綜合方案，保證了主要運輸巷道上覆礦體回收的安全性，比原采礦方案多回收約13 000 t礦石。馬毅敏等[4]采用超前錨桿密集木支架過三體層技術(shù)和空區(qū)邊緣回采巷道U型可縮性金屬拱架支護(hù)技術(shù)，解決了二次開采中散體、裂隙巖體難于成巷的技術(shù)難題。

事實證明，二次開采的殘礦，由于自身的分布特點，加之受一次開采的直接破壞和影響，使其順利回收較為困難。但只要采用合理的開采方法和措施就能取得良好的經(jīng)濟效益。

1 礦區(qū)開采技術(shù)條件

1.1 礦區(qū)概況

呷村銀多金屬礦，位于四川省甘孜州境內(nèi)，早期是一座高品位、易開采、難分選的復(fù)雜銀、銅、鉛、鋅礦床礦山[5]。主礦體呈南北走向，北部向東傾斜，南部向西傾斜，傾角80°左右。礦區(qū)礦體多呈層狀、透鏡狀，以近于直立的迭瓦形式產(chǎn)出，常有分枝、復(fù)合、膨脹、尖滅又再現(xiàn)的現(xiàn)象。

礦山礦體、圍巖基本穩(wěn)固。礦體頂?shù)装鍑鷰r堅硬、半堅硬組，構(gòu)造簡單。礦床斷裂、褶皺不發(fā)育，僅局部有小的撓曲和小斷層。

1.2 殘留礦體分類

礦山早期采用淺孔留礦法、分段礦房法作為主要的采礦方法，經(jīng)過前期開采，4 160 m中段以上殘留有大量的“三柱”礦體及其他類型的礦體，按照功能、位置等因素考慮，可以大致分為下面幾類。

1)礦柱型。包括原開采設(shè)計中設(shè)立的頂柱、底柱、間柱等，其為保證一次開采的正常開采，而承擔(dān)一定的受力，但未進(jìn)行及時回采回收。由于開采時間較長已經(jīng)有所變形，力學(xué)性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生改變。

2)邊緣型。在當(dāng)時技術(shù)經(jīng)濟水平下，受到設(shè)備、地質(zhì)情況的影響，不宜開采而殘留下的礦塊和一次開采時認(rèn)為沒有開采價值或不符公司利益規(guī)劃而導(dǎo)致的擱置礦塊，但隨著開采技術(shù)的進(jìn)步，具有了開采價值。

3)存窿型。主要指在回采過程中采下或頂?shù)字逅M(jìn)入采場，但在底部結(jié)構(gòu)放礦過程中因某些原因無法放出而導(dǎo)致殘留在空區(qū)的礦石。

4)貧化型。礦業(yè)情況不穩(wěn)定時，一次開采時采富棄貧留下的貧礦[6]。

1.3 殘留礦體的回采

原礦山設(shè)計中，僅對礦柱型殘留礦體給出了回采方案，即采用潛孔鉆機鉆鑿深孔一次性爆破的回采方式。而對于礦區(qū)邊緣和零星礦體，則采用封閉空區(qū)處理，不進(jìn)行回采，資源回收利用率較低。

2 礦山二次開采范圍及周邊影響

2.1 二次開采技術(shù)范圍

本次礦山進(jìn)行二次開采設(shè)計的礦體主要位于7線～9線內(nèi)4 160～4 200 m之間的礦體，涉及范圍內(nèi)礦體均為南北走向，屬于急傾斜礦體，礦體斷面北大南小，逐漸趨于尖滅。

之前，本段內(nèi)采用淺孔留礦法進(jìn)行回采，設(shè)計礦房長度一般為60 m，其中頂柱高6 m，間柱寬8 m，底柱高12 m。

2.2 回采礦體礦塊分布情況

其主要回采單元空間位置分布情況如圖1所示。

橢圓區(qū)域-本次開采礦體；框區(qū)-本中段采空區(qū)圖1 回采礦體礦塊分布情況

1) Cu1礦體。殘余礦塊分為兩部分，分別是位于7線穿脈，原3117#KF與3119#KF的間隔礦柱和位于9線穿脈附近，原3119#KF的間柱及礦體向11N線的脈狀延伸。

2) Cu2礦體。即原3116#KF-7線間柱及7線～11N線礦體。其在9N線以南逐漸分為兩個分枝礦體。

3) Cu6礦體。Cu6礦體礦塊較為完整，主要集中在7線穿脈附近，包括3115#KF-7線間柱及7線～9線礦體。

4) 存窿礦體。原3111#KF采場中，存有大量存窿礦，但由于之前品位較低，加之電耙底部結(jié)構(gòu)破壞，未能放出。

殘留礦體礦塊的編號及礦量情況如表1所示。

2.3 區(qū)域周邊情況及影響

本次開采范圍內(nèi)，涉及礦體多為殘留礦體，礦塊周邊空區(qū)較多，部分其他中段采場，位于礦塊、運輸巷的下部，地壓活動較為明顯，開采環(huán)境較為復(fù)雜。其對開采范圍內(nèi)礦塊的開采影響主要有如下幾點。

表1 殘留礦體礦塊編號及礦量統(tǒng)計

1)運輸巷受地壓活動，斷面縮水或發(fā)生圍巖坍塌，行車?yán)щy。目前，通抵9線穿脈的沿脈運輸巷主要有兩條，其中一條位于3116#KF下盤，為原中段運輸主巷，目前，該巷東側(cè)為3119#KF空區(qū)，下部緊鄰4108#KF空區(qū)，并且在5～7線內(nèi)部分地段坍塌至下中段，雖隨著開采的進(jìn)行，不宜作為運輸巷道，另一條位于礦體上盤，目前積水較深，待排水工作完成后可作為鏟運機運輸巷道。

2)礦塊周邊空區(qū)情況復(fù)雜，安全隱患較大，開采方法選擇困難。在Cu6礦塊下部存在有4112#KF空區(qū)和41609#KF(未開采)，但由于前期開采監(jiān)管問題，4112#KF空區(qū)形狀復(fù)雜，致使41609#KF上部新掘沿脈，塌落至4100中段空區(qū)，Cu6礦塊與下部空區(qū)情況關(guān)系不明，新設(shè)計運輸巷空間布置較為困難，運輸功較大。

3)開采區(qū)域，長期封閉，天井情況不明，部分區(qū)域?qū)崪y失真。間柱中原有工程情況不明，天井與巷道在平面圖中的位置失真，工程施工前，需要復(fù)查實測，進(jìn)行空間位置調(diào)整。

3 回采順序及工藝

3.1 回采順序

合理的回采順序，可以有效的降低回采難度，規(guī)避地壓變化所造成的危害，并確保新增采切工程以及作業(yè)人員的安全。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況和地壓分析，采用圖2所示回采順序。

3.2 回采工藝

3.2.1 采礦方法的選擇

1)無底柱分段崩落法。使用無底柱分段崩落法，該方法不僅可以縮減開采工藝的難度和強度，而且作業(yè)人員在進(jìn)路中開展鑿巖、爆破以及回采等工作，可以有效保障工人的安全。

2)淺孔留礦法。淺孔留礦法是礦山沿用的老方法，經(jīng)驗成熟，配合鏟運機出礦結(jié)構(gòu)，在開采窄小、邊角礦體較為有利，也是開采這類礦體的首選采礦方法。

3.2.2 各礦塊的開采方式

3.2.2.1 獨立間柱礦塊的開采

Cu1礦體，3117#KF與3119#KF之間的間柱，據(jù)觀察其兩側(cè)空區(qū)頂板、上盤均有垮塌，并且空區(qū)充填度較高，可以使用無底柱分段崩落法進(jìn)行回采，在間柱中分三個中段，從上到下進(jìn)行，以此進(jìn)行回采(圖3)。

圖2 礦塊回采順序

圖3 獨立間柱礦塊回采示意圖

3.2.2.2 間柱與延伸礦體共存礦塊的開采

Cu1礦體，3119#KF-9線間柱及延伸礦體與Cu2礦體，3116#KF-7線間柱及延伸礦體雖共屬于該類型礦體，但延伸情況不盡相同。Cu1礦體在9線以南延伸部分較為窄小，呈尖滅狀，品位較高；Cu2礦體在7線以南延伸部分，更為厚大，延伸長度大于60 m，但品位相對較低。

1)Cu1礦體。根據(jù)實際調(diào)查，針對該礦塊，可以對3119#KF人行天井(TJ34#)進(jìn)行恢復(fù)，建立鏟運機出礦平底結(jié)構(gòu)，首先利用淺孔留礦法回采9線延伸礦體，待淺孔留礦法放礦結(jié)束后，形成獨立間柱后，再利用無底柱分段崩落法進(jìn)行回采[7]。

2)Cu2礦體。Cu2礦體，3116#KF-7線間柱及往11N線延伸礦體，可以利用3116#KF空區(qū)作為自由面，采用無底柱分段崩落法，從7線向9線進(jìn)行后退式回采?；夭蛇^程中，少部分礦石會落入3116#KF空區(qū)中，但開采難度大大降低，采切工程量減少。

3.2.2.3 空區(qū)頂板礦體礦塊的開采

Cu6礦體，3115#KF-7線間柱及延伸至9線部分，鉛、鋅、銅品位較低，綜合品位<4，但銀品位較高，銀品位>160 g/t。礦體形態(tài)總體說來，北高南低，在7線礦體達(dá)到4 183 m水平，9N線不足1 m高。

該礦體位于41609#KF(未開采)與4112#KF頂板的爭議區(qū)域，下方空區(qū)情況不明，在本次設(shè)計其余礦塊回采完畢，且下方41609#KF開采結(jié)束后，可以利用7線穿脈作為鑿巖巷，采用水平和傾斜中深孔爆破[8]，崩落于41609#KF或4112#KF，進(jìn)行回收(圖4)。

另外，也可以在Cu2礦體回收至4 160 m水平時，利用該法將3116#KF底柱崩落至4111#KF進(jìn)行回收。

圖4 空區(qū)頂板殘留礦體回收示意圖

3.2.2.4 存窿礦的回收

在3111#KF下盤掘進(jìn)一條鑿巖巷(之后作為受礦巷)，并在7線位置附近開鑿一條切割槽，創(chuàng)造自由空間，采用后退式崩落該礦房的桃形礦柱，并利用3116#KF底部的沿脈，開鑿出礦短穿，進(jìn)而將礦房內(nèi)的存窿礦進(jìn)行回收，其采切工程布置示意圖見圖5。

圖5 存窿礦回收示意圖

3.2.2.5 邊腳礦體、窄小礦體的開采

在二次開采設(shè)計結(jié)束后，4160中段7線以南將設(shè)為永久采空區(qū)，進(jìn)行封閉處理，不再利用，所以在進(jìn)行大規(guī)模礦塊開采結(jié)束前，可以對一些邊腳礦體、窄小礦體進(jìn)行進(jìn)路式等合理性開采。

3.3 采切布置

采切工程布置要處理好與之前開拓系統(tǒng)、舊有采切工程之間的關(guān)系[9]。一方面要滿足二次開采回收本身的各種要求，另一方面要充分利用已有的舊有工程，以降低采切比、節(jié)約資金[6]。

3.3.1 舊有工程的恢復(fù)利用

1)拆除7線運輸巷擋墻，并及早進(jìn)行排水工作，恢復(fù)7線～9線上盤運輸巷，作為設(shè)備、人員通道。

2)對TJ33#、3116#KF-7線天井、TJ34#進(jìn)行排查、恢復(fù)。其中TJ33#將作為本中段至下中段的階段溜井，用于前期廢渣和后期出礦的主要通道；3116#KF-7線天井將作為采切工程出渣和出礦的溜井通道；TJ34#將臨時作為一條人行井，用于回采Cu1礦體9線及延伸礦體。

3)對9線運輸巷內(nèi)殘留的雜物、廢渣進(jìn)行清理，對安全隱患進(jìn)行排查，為下一步的施工作業(yè)創(chuàng)造便利條件。

3.3.2 新的采切工程

為滿足采礦方法、設(shè)備、行人的基本條件，便于采礦工作的進(jìn)行，并避讓周邊空區(qū)，決定在9線以南增加一條30°的斜坡，通達(dá)各分段鑿巖巷；增加一條25 m的階段輔助溜井，便于分段出礦、出渣，此外，還有各分段的鑿巖巷、切割橫巷若干(表2)。

4 一般要求

1)施工準(zhǔn)備要求。對于4160中段7線～9線舊有工程，如人行天井、采場溜井以及巷道，要提前進(jìn)行清查，并實測上圖，為采切工程的布置奠定基礎(chǔ)。

2)回采作業(yè)要求。要扎實做好“探邊摸底，探采結(jié)合”工作，接觸空區(qū)的礦體要對空區(qū)的邊界情況大致清楚，“邊緣性、貧化型礦體”要搞清礦巖邊界，采用合適的采礦方法，避免不必要的貧化。

針對功能型礦柱，在回采過程中要以“三強”原則(即強掘、強采、強出原則)達(dá)到快速采出礦石、提高采場單位面積礦石產(chǎn)量、縮短生產(chǎn)周期的目的[10]。

表2 新增采切工程統(tǒng)計

3)安全技術(shù)要求。①加強回收采場的頂板、邊幫管理。部分殘留礦體受到一次開采影響，礦巖中節(jié)理裂隙發(fā)育，容易出現(xiàn)冒落、片幫現(xiàn)象，作業(yè)人員要加強圍巖情況的檢查力度，必要時可以加強支護(hù)，避免安全事故的發(fā)生。②加強采場通風(fēng)管理。由于殘礦回收作業(yè)地點較為偏僻，且周邊區(qū)域空區(qū)較多，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不能完全顧及，因此要加強采場通風(fēng)管理，分段崩落法作業(yè)面應(yīng)采取機械通風(fēng)。③加強地壓管理。新的開采工作迫使已經(jīng)形成的地壓應(yīng)力情況重新分布，尤其是功能型礦柱的回采，要時刻注意回采區(qū)域的地壓變化情況，保證作業(yè)安全。

5 結(jié)論

呷村銀多金屬礦7線～9線內(nèi)4 160～4 200 m之間的殘礦資源回收僅僅是該礦山進(jìn)行殘礦回收工作實施的一小步，但具有較大意義。經(jīng)過調(diào)查分析研究取得了如下成果。

1)對礦山7線～9線內(nèi)4 160～4 200 m之間的殘礦資源及周邊情況進(jìn)行了調(diào)查，明確了殘留礦體、空區(qū)、舊有工程三者的具體情況。

2)對回采范圍內(nèi)的殘留礦體礦塊進(jìn)行回采類型分類，得出了5種回采方式，解除了原礦山單一回采方式的限制，極大地豐富了原礦山殘礦資源的回采方式。

3)在對舊有工程的恢復(fù)利用基礎(chǔ)上，進(jìn)行新的采切工程布置，最后實現(xiàn)采切比8.38 m/kt、53.11 m3/kt的良好經(jīng)濟效果。

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StudyonthecomprehensiverecoveryschemeofresidualoreresourcesinGacunsilverpolymetallicmine

SUN Jian，HE Shunye，WANG Duofu

(Sichuan Xinyuan Mining Co.，Ltd.，Ganzizhou 627150，China)

In this paper，the remaining ore bodies in Gacun silver polymetallic mine are classified and discussed，and taking the residual orebody which is in 4 160 m level between line 7 and line 9 as an example，combines with distribution of surrounding area and the situation of ground pressure，the reasonable analysis and arrangement are made for stoping sequence，mining technology and cutting engineering of different residual orebody existing in the area，the general technical requirements in process of implementing the plan are explained.The findings，on the one hand，lift the limitation of mining the residual ore in a single way in the original mine，increase the stoping method to 5 kinds；on the other hand，the new mining and cutting engineering layout are carried out on the basis of the restoration and utilization of the old works，and achieve a good economic effect of cutting ratio 8.38 m/kt，53.11 m3/kt.

classification of remnant ore resources；extraction sequence；extraction technique；cutting layout；technical requirement

TD982

A

1004-4051(2017)10-0106-05

2017-04-10責(zé)任編輯劉艷敏

孫健(1990-)，男，碩士研究生，長期從事采礦工程工作，E-mail：sj1544@126.com。

賀順業(yè)(1990-)，男，藏族，長期從事采礦工程工作，E-mail：854292534@qq.com。