鉛硐山殘礦回收方法及應(yīng)用

供稿|董少平 / DONG Shao-ping

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文章闡述了鉛硐山鉛鋅礦殘礦形成的原因，簡(jiǎn)要介紹該礦殘礦回收的方法：采用小中段分層崩落法回收主礦體以外不規(guī)則的獨(dú)立薄礦體；采用分層切割-進(jìn)路式回采回收礦壁殘礦；采用斜井采準(zhǔn)，電動(dòng)小絞車提升回收緩傾斜下部邊角余礦；在礦體頂板增設(shè)掘進(jìn)鑿巖硐室向下部采空區(qū)壓頂?shù)幕厥樟阈堑V塊殘礦方法；在礦體底板增設(shè)出礦進(jìn)路或上掘小溜井的回收零星礦塊殘礦方法。實(shí)踐表明，鉛硐山礦殘礦回收采取的方法在技術(shù)上可行，安全可靠，可以充分回收資源，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

鉛硐山礦于1985年投產(chǎn)，自1994年大項(xiàng)目投產(chǎn)以后，隨著回采中段的下降，殘留礦量較多，回收難度較大。為了充分利用國(guó)家資源，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司專門成立了一支殘礦回收隊(duì)伍，集中技術(shù)力量對(duì)1590 m中段以上的殘礦進(jìn)行了調(diào)查分析，在安全、經(jīng)濟(jì)的原則下制定了合理的回收方案并應(yīng)用于實(shí)踐，通過(guò)3年的艱苦工作，從1590 m中段、1630 m中段和1690 m中段三個(gè)中段安全回收殘礦84557.08 t。實(shí)踐表明，鉛硐山礦殘礦回收采取的方法在技術(shù)上可行且安全可靠，可以充分回收資源，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)理想，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

鉛硐山礦地質(zhì)特征及殘礦形成原因

鉛硐山鉛鋅礦位于秦嶺泥盆系層控多金屬成礦帶風(fēng)太礦田西段，屬層控沉積改造型礦床，產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)古道嶺組上巖段灰?guī)r與上覆的星紅鋪下巖段薄層生物碎屑灰?guī)r夾碳質(zhì)千枚巖所構(gòu)成的背斜構(gòu)造的層間接觸帶中，礦石穩(wěn)固性較好。上盤圍巖為千枚巖，穩(wěn)固性較差；下盤為灰?guī)r，穩(wěn)固性較好。礦區(qū)構(gòu)造以走向東西的鉛硐山背斜為基本格局，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造中等發(fā)育，主要有走向EW、NE、NW三組，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

主要對(duì)1#礦體1590、1630和1690 m三個(gè)中段品位較高的殘礦進(jìn)行調(diào)查分析，回收三類殘礦。

獨(dú)立薄殘礦

1#礦體產(chǎn)于背斜北翼及鞍部，西沿8A線以西由于受F2斜沖逆斷層的切割，將1#礦體在8A～9線錯(cuò)斷，在1630和1690 m中段西沿9線附近拐彎處形成了一個(gè)不規(guī)則的獨(dú)立薄礦體。預(yù)計(jì)這兩個(gè)中段約有3.5×104t儲(chǔ)量，此類殘礦是本次回收的重點(diǎn)。

礦壁殘礦

我國(guó)多選用有底柱淺孔留礦法進(jìn)行回采作業(yè)，在上采過(guò)程中，許多采場(chǎng)由于礦體產(chǎn)狀復(fù)雜多變，局部出現(xiàn)小斷層將礦體錯(cuò)開(kāi)，使礦體相對(duì)變厚，而礦石很不穩(wěn)定，這樣造成上下盤往往采不到邊界即予上采，最終導(dǎo)致采場(chǎng)上大下小，在該回采高度自然形成一段小臺(tái)階，最終放礦后仍有少量礦石存留底盤平臺(tái)上，形成礦壁殘礦[1]。初步推斷，此類殘礦約有4.7×104t儲(chǔ)量。

邊部殘礦

在采場(chǎng)設(shè)計(jì)及間、底柱回收過(guò)程中，為了保障生產(chǎn)安全，在礦體的尖端、頂、底邊部預(yù)留一部分永久性或暫不回收的零星礦塊。這些礦塊安全性差，但品位較高，具有極大的回收價(jià)值。初步統(tǒng)計(jì)，這類殘礦約有2×104t儲(chǔ)量。

殘礦回收方法

經(jīng)過(guò)對(duì)殘礦成因的調(diào)查及儲(chǔ)量初步統(tǒng)計(jì)，對(duì)殘礦回收的可行性進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，并根據(jù)鉛硐山礦的實(shí)際情況確定了最佳回收方案。實(shí)踐中應(yīng)用的回收方法有3種。

小中段分層崩落法

小中段分層崩落法主要適用于主礦體以外不規(guī)則的獨(dú)立薄礦體[2]。以1630 m中段西沿拐彎薄礦體的回收為例。該礦體屬緩傾斜薄礦體，呈南北走向，礦體產(chǎn)狀呈鐮刀狀，賦存于1660～1690 m之間。

(1) 礦體構(gòu)成要素

階段高度30 m；礦塊構(gòu)成要素：平均長(zhǎng)度28 m；平均寬度10 m；厚度5～8 m；傾角38°；分層高度7 m。

(2) 采準(zhǔn)切割工作

從1630中段3#點(diǎn)(實(shí)測(cè)方位點(diǎn))以58°傾角上掘 35 m天井至4#點(diǎn)后，改變天井傾角，以40°傾角上掘39 m迂回與上中段1690 m大巷貫通。該沿脈天井距離礦體5 m，布置在礦體下盤灰?guī)r里，形成一條下口溜礦上口行人的采準(zhǔn)天井。每隔7 m高度掘進(jìn)穿脈探礦，在每一分層穿脈探礦中央布置一條沿脈探礦，將礦塊切割成四個(gè)分層。

(3) 回采作業(yè)

采用淺孔爆破，在每一回采分層留2 m×2 m不規(guī)則的臨時(shí)保安礦柱，(并預(yù)先布置好回收炮孔)，上下分層保安礦柱交錯(cuò)布置。然后按照自上而下，從里向外的順序后退式回采[2]。待本分層爆落的礦石出完后，用非電導(dǎo)爆管一次聯(lián)線將保安礦柱爆破，爆下的礦石預(yù)留在采場(chǎng)內(nèi)暫不出，從下一分層回采時(shí)出礦。所有采下的礦石借自重從天井下落至1630中段運(yùn)出。

該方法礦石回收率高，貧化率低，安全性好，但勞動(dòng)生產(chǎn)率低，產(chǎn)量小，通風(fēng)較困難。

分層切割-進(jìn)路式回采回收礦壁殘礦

根據(jù)礦壁殘礦的形成原因，回收此類殘礦，首先應(yīng)找到該采場(chǎng)上采每一分層的驗(yàn)收?qǐng)D紙，復(fù)合每一分層礦體邊界，分析上下盤的變化情況，結(jié)合采場(chǎng)最初原始設(shè)計(jì)，找出礦體最初變化較大的分層，確定回收高度，增補(bǔ)輔助繞道工程，采用分層切割-進(jìn)路式回采的方法進(jìn)行礦壁殘礦的回收，以1590 m中段I采場(chǎng)為例。

(1) 采準(zhǔn)切割工作

從1590大巷掘進(jìn)5 m平巷至該采場(chǎng)下盤灰?guī)r2#點(diǎn)，沿礦體上據(jù)傾角為62°的天井至1615高度，天井規(guī)格為2 m×2.5 m，作為行人溜礦天井。在1603、1610和1617 m高度沿礦體走向掘進(jìn)平巷作為出礦繞道，在出礦繞道內(nèi)每隔5 m掘進(jìn)穿脈探礦作為出礦進(jìn)路，將該礦塊切割為三個(gè)分層。

(2) 回采工作及落礦工藝

首先出完各分層采場(chǎng)存礦，然后從1617水平采用后退式由里向外依次將未采到邊界的礦壁殘礦采用淺孔崩落。依次出完崩落的礦石后，然后下降到下一分層重復(fù)作業(yè)。

該方法優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)安全，回收率高；缺點(diǎn)是采切工程量大，通風(fēng)條件較差。

零星礦塊殘礦回收方法

零星礦塊殘礦由于成因復(fù)雜，技術(shù)開(kāi)采條件差別很大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定回收方法[3]。在實(shí)踐中應(yīng)用的回收方法有3種：(1)斜井采準(zhǔn)，電動(dòng)小絞車提升回收緩傾斜下部邊角余礦；(2)在礦體頂板增設(shè)掘進(jìn)鑿巖硐室向下部采空區(qū)壓頂?shù)幕厥辗椒ǎ?3)在礦體底板增設(shè)出礦進(jìn)路或上掘小溜井的回收方法。這 3種方法在鑿巖爆破作業(yè)時(shí)相對(duì)安全，同時(shí)也相應(yīng)增加了采切工程量，生產(chǎn)成本相應(yīng)升高。

經(jīng)濟(jì)效益分析

殘礦回收主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示。由于鉛硐山鉛鋅礦根據(jù)實(shí)際情況專門組織了一支靈活機(jī)動(dòng)的小隊(duì)伍進(jìn)行人工殘礦回收，相對(duì)設(shè)備、設(shè)施投入少，而人工出礦手選力度較大，大大降低了損失和貧化，成本相對(duì)較低，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益[4]。鉛銅山礦三年累計(jì)回收殘礦84557.08 t，礦石產(chǎn)值1014.70萬(wàn)元，回收總成本378.32萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)約636.38萬(wàn)元。

表1 殘礦回收主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

結(jié)束語(yǔ)

(1) 殘礦回收充分利用了礦山原有的生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備，采用淺孔落礦，人工運(yùn)搬，工藝簡(jiǎn)單，具有切實(shí)可行、投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn)。

(2) 通過(guò)殘礦回收實(shí)踐，證明了鉛硐山鉛鋅礦殘礦回收所采取的方法技術(shù)可行，安全可靠，可以充分回收資源，為下一步殘礦回收提供了重要的依據(jù)。

(3) 礦山生產(chǎn)應(yīng)加強(qiáng)管理，盡可能減少殘礦的形成。對(duì)已形成或即將形成的殘礦應(yīng)及時(shí)回收，以免因地壓等突發(fā)因素影響而產(chǎn)生永久損失。