某礦山開(kāi)拓回采方案優(yōu)化選擇研究

葉自歡

（江銅集團(tuán)德興銅礦，江西 德興 334200）

1 研究背景

某礦山屬已建礦山，開(kāi)采礦種為金礦、金銀礦，生產(chǎn)規(guī)模為6萬(wàn)噸/年。本礦采用地下開(kāi)采，開(kāi)采對(duì)象雖為多條近平行的礦體，但部分礦體之間相距較近，彼此間的開(kāi)采活動(dòng)會(huì)互相影響，各個(gè)中段可同時(shí)布置的有效礦塊數(shù)有限。文根據(jù)礦體的賦存狀況、開(kāi)采技術(shù)條件，兼顧礦山的生產(chǎn)規(guī)模、礦石價(jià)值、礦山已有的工程以及現(xiàn)有的技術(shù)力量等情況，擬采用淺孔留礦法及無(wú)底柱淺孔留礦法。淺孔留礦法對(duì)急傾斜薄礦脈的礦體開(kāi)采是一種有效的采礦方法，具有高效低耗與工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[1，2]；無(wú)底柱淺孔留礦法在中小礦山開(kāi)采急傾斜薄礦脈時(shí)，可降低礦石損失率，提高礦山開(kāi)采安全性，提高礦山綜合效益[3-5]。

2 開(kāi)拓方案選擇

根據(jù)礦體的賦存特點(diǎn)及現(xiàn)有探采硐的實(shí)際分布情況及擬采用的開(kāi)采方式，以南側(cè)山溝為界將整個(gè)礦山分為南北兩個(gè)采場(chǎng)。

2.1 北采場(chǎng)

目前原采礦證內(nèi)已采用平硐—溜井開(kāi)拓，已施工有多條平硐，斜坡道最低已探礦至230m水平。采出的礦石通過(guò)溜井溜放至260m主運(yùn)輸平硐后再轉(zhuǎn)運(yùn)至選礦廠加工。擬結(jié)合本采區(qū)已有的平硐繼續(xù)對(duì)礦區(qū)內(nèi)已探明的金礦體進(jìn)行如下開(kāi)拓：①260m以上各中段繼續(xù)采用平硐—溜井開(kāi)拓；②南東采區(qū)260m～200m采用平硐—斜坡道；③南東采區(qū)200m以下至27m和北西采區(qū)280m以下采用盲斜井開(kāi)拓方式。

2.2 南采場(chǎng)

采用平硐開(kāi)拓，設(shè)計(jì)擬結(jié)合本采場(chǎng)已有的平硐繼續(xù)對(duì)礦區(qū)內(nèi)已探明的礦體進(jìn)行平硐開(kāi)拓。中段高度取45m，共設(shè)有300m（殘采、回風(fēng)）、255m等兩個(gè)中段，井下各中段巷道布置在下盤礦體脈外，中段之間采用天井相連，以確保人行、通風(fēng)安全。

3 地下開(kāi)采

3.1 礦床開(kāi)采順序

沿垂直方向上將礦體劃分為不同的中段，每一中段內(nèi)，沿礦體走向布置采場(chǎng)。中段間回采順序：中段一般自上而下進(jìn)行回采，沿礦體傾斜上下相對(duì)應(yīng)布置的采場(chǎng)，禁止同時(shí)回采，只有上部礦房回采結(jié)束后，方準(zhǔn)回采下部礦房。中段內(nèi)相鄰礦體回采順序：中段內(nèi)有多條礦體，一般先采上盤礦體，后采下盤礦體。中段內(nèi)回采順序：每條礦體回采，均沿走向采用后退式開(kāi)采順序。

3.2 生產(chǎn)能力、工作制度及服務(wù)年限

（1）生產(chǎn)能力：6×104t/a。

（2）工作制度：連續(xù)工作制，即每年工作330天，每天3班，每班工作8小時(shí)。

（3）生產(chǎn)能力驗(yàn)證（按同時(shí)可采可布礦塊數(shù)驗(yàn)證）。

按同時(shí)可采可布礦房數(shù)驗(yàn)證：本次設(shè)計(jì)礦山采用淺孔留礦法采礦，按礦塊生產(chǎn)能力80t/d考慮，單個(gè)水平開(kāi)采最少可布置6個(gè)礦塊，地質(zhì)影響因素取0.7，副產(chǎn)礦石率10%，則本礦的生產(chǎn)能力為：

式中：A——礦山的生產(chǎn)能力，t/d；

N——同時(shí)可采可布礦房數(shù)，個(gè)；

q——礦房生產(chǎn)能力，t/d；

E——地質(zhì)影響因素；

K——礦塊利用系數(shù)；

Z——副產(chǎn)礦石率，取10%。

（4）服務(wù)年限：根據(jù)礦山設(shè)計(jì)開(kāi)采的金銀礦儲(chǔ)量及其生產(chǎn)規(guī)模，礦石回采率取85%，礦石貧化率取15%，則礦山的開(kāi)采服務(wù)年限為：

式中：Q——設(shè)計(jì)利用資源儲(chǔ)量，104t；

α——礦石回采率，取85%；

β——礦石貧化率，取15%。

經(jīng)式（1）及式（2）計(jì)算，本礦的生產(chǎn)服務(wù)年限約14年，其中基建期1年，正常生產(chǎn)12年，減產(chǎn)、掃尾共1年。

3.3 開(kāi)采技術(shù)條件和水文地質(zhì)條件對(duì)采礦方法選擇的影響

本礦區(qū)礦體主要呈脈狀或薄脈狀等賦存于構(gòu)造破碎帶中。礦體賦存標(biāo)高在27m～515m之間，傾角在45°～88°之間，真厚度0.53m～18.07m，平均厚度0.86～3.47m。礦體頂?shù)装鍘r石以碎裂巖為主，其次為碎裂巖化巖石，礦巖穩(wěn)固性較好。礦體較新鮮，呈塊狀，礦體巖石堅(jiān)硬，穩(wěn)固性較好，礦區(qū)工程地質(zhì)條件屬中等類型。

3.4 采礦方法

根據(jù)礦體的賦存狀況、開(kāi)采技術(shù)條件，兼顧礦山的生產(chǎn)規(guī)模、礦石價(jià)值、井下運(yùn)輸方式和礦山的技術(shù)力量等情況。推薦礦山仍選用礦山現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，管理方便，礦石回采率高、采礦成本低的淺孔留礦法及無(wú)底柱淺孔留礦法。

3.4.1 礦塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）淺孔留礦法：礦塊沿走向布置，長(zhǎng)30m～50m，寬為礦體厚度，中段高度20m～43m；間柱寬6m～8m；頂柱高3m～5m；底柱高5m～6m；聯(lián)絡(luò)道間距4m～5m；漏斗間距：5m～6m。在礦體內(nèi)靠下盤沿脈施工運(yùn)礦平巷，在礦塊兩端施工天井，天井布置在間柱中，規(guī)格1.5～2.0×2.0～2.2m2，每隔4m～5m鑿斷面為2.2×1.5m2的人行聯(lián)絡(luò)巷通往采場(chǎng)，采場(chǎng)兩端的人行聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置，最后施工拉底切割平巷及漏斗。參照類似礦山，采切工程量取20m/kt。

（2）無(wú)底柱淺孔留礦法：采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)礦塊沿走向布置，長(zhǎng)30m～50m，寬為礦體厚度，中段高度20m～40m；間柱寬6m～8m；頂柱高3m～5m；底柱高5m～6m；聯(lián)絡(luò)道間距4m～5m；出礦進(jìn)路間距10m～12m。首先由中段運(yùn)輸平巷在劃定的礦塊兩端掘穿脈平巷，在間柱中央掘采準(zhǔn)天井通至上個(gè)中段的穿脈回風(fēng)平巷，然后在垂直階段高度上，每隔4m～5m鑿斷面為2.2×1.5m2的人行聯(lián)絡(luò)巷通往采場(chǎng)，采場(chǎng)兩端的人行聯(lián)絡(luò)巷應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置，在礦房底部開(kāi)鑿嶄溝和出礦進(jìn)路，出礦進(jìn)路間距10m～12m，隨后在礦房底部施工拉底平巷，并擴(kuò)大為高約2m的拉底層。

3.4.2 主要技術(shù)指標(biāo)

淺孔留礦法：礦塊生產(chǎn)能力80（t/d），礦塊回采率87（%），礦塊貧化率13（%），礦塊回采率86（%），礦塊貧化率14（%）；無(wú)底柱淺孔留礦法：礦塊生產(chǎn)能力120（t/d），礦塊回采率85（%），礦塊貧化率15（%），礦塊回采率86（%），礦塊貧化率14（%）。