貓場(chǎng)鋁礦分層護(hù)頂房柱法應(yīng)用與實(shí)踐

舒 龍

（中國(guó)鋁業(yè)貴州分公司礦業(yè)公司，貴州 清鎮(zhèn) 551400）

貓場(chǎng)鋁礦生產(chǎn)以來(lái)根據(jù)長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院初步設(shè)計(jì)，采礦方法定為普通房柱法、切頂房柱法、護(hù)頂房柱法、留礦壁護(hù)頂房柱法、壁式法。經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)實(shí)踐始終未達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一方面原設(shè)計(jì)未對(duì)超過(guò)7m厚度以上的礦體回采進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明，結(jié)合貓場(chǎng)鋁礦所采用設(shè)備條件及設(shè)備運(yùn)行條件下，7m以上厚礦體設(shè)備鑿巖高度不足，造成礦石回收困難、回采率低。另一方面鏟運(yùn)設(shè)備受爬坡角度限制，部分地段礦體底板起伏，鏟運(yùn)設(shè)備無(wú)法鏟運(yùn)礦石后運(yùn)行至采場(chǎng)溜井[1]。

導(dǎo)致?lián)p失率、單采場(chǎng)生產(chǎn)能力低于設(shè)計(jì)值。結(jié)合上述前提下，經(jīng)過(guò)公司技術(shù)與一線生產(chǎn)操作人員反復(fù)討論及論證，大家一致認(rèn)為分層護(hù)頂采礦法具有解決當(dāng)前采場(chǎng)生產(chǎn)能力不足、回采率低的優(yōu)勢(shì)。與原有生產(chǎn)系統(tǒng)相互無(wú)影響，并且結(jié)合礦部目前已購(gòu)置使用的設(shè)備匹配度高，無(wú)需再購(gòu)置新的設(shè)備。最后確定了在貓場(chǎng)鋁礦南部將軍巖礦段S2采場(chǎng)對(duì)分層護(hù)頂房柱法進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。采礦方法適用條件下表1。

表1 采礦方式的適用條件

實(shí)踐采場(chǎng)選擇地段為貓場(chǎng)鋁礦將軍巖礦段：南西至北東長(zhǎng)1500m～2800m，寬1200m～2100m，面積2.82平方公里，礦體外部形態(tài)曲折，局部呈港灣狀，呈似層狀單斜產(chǎn)出，傾角7°～22°，厚度1.20m～16.32m，平均4.61m。5線～10線為高鐵鋁土礦集中分布區(qū)，厚度1.50m～16.32m，平均6.07m。目前貓場(chǎng)鋁礦鑿巖設(shè)備手動(dòng)超控情況下的額外覆蓋高度為4.4m，鏟運(yùn)設(shè)備爬坡角最大縱度為15°。結(jié)合設(shè)備的應(yīng)用條件與礦體賦存條件，在S2采場(chǎng)應(yīng)用本次實(shí)驗(yàn)礦體厚度超過(guò)7m，傾角大于12°條件下，經(jīng)討論研究確定采用分層護(hù)頂房柱法對(duì)該礦體進(jìn)行施工回采，該方法應(yīng)用與該采場(chǎng)較符合目前實(shí)驗(yàn)要求[2]。

1 實(shí)驗(yàn)采場(chǎng)地質(zhì)概況

S2#采場(chǎng)位于1140m中段南部，由7#勘探線與8#勘探線之間，S2#采場(chǎng)為高鐵型鋁土礦，Al2O3：52.28%，SiO2：5.22%，F(xiàn)e2O3：20.03%，A/S：10.01，地質(zhì)儲(chǔ)量：6.7萬(wàn)t。采場(chǎng)礦體平均傾角9°，平均鉛垂礦厚7.2m，礦體屬于傾斜中厚礦體。頂板為鋁土巖和鋁土頁(yè)巖，穩(wěn)固性較差，松散性系數(shù)在1.2～1.3左右。高鐵致密狀鋁土礦，f系數(shù)6～8。

2 采礦方法實(shí)驗(yàn)

2.1 采礦方法選擇

根據(jù)所選擇礦塊地質(zhì)賦存情況及技術(shù)條件，結(jié)合礦體厚度超過(guò)4.4m。經(jīng)過(guò)分析討論對(duì)該礦房采用上下布置采切巷道分層護(hù)頂采礦法，根據(jù)礦塊品位分布情況，可在品位較差處留設(shè)礦房點(diǎn)柱支撐頂板[3]。

2.2 礦房結(jié)構(gòu)參數(shù)

根據(jù)S2采場(chǎng)礦體賦存特點(diǎn)，設(shè)計(jì)礦房沿礦體走向布置，沿礦體傾斜方向回采，回采過(guò)程中依照設(shè)計(jì)留設(shè)點(diǎn)柱。先回采礦體上層礦石采，采至礦體頂板。再對(duì)下層礦石進(jìn)行回采。

該采場(chǎng)設(shè)計(jì)沿走向長(zhǎng)60m，傾向方向長(zhǎng)60m。礦房回采時(shí)設(shè)計(jì)2條回采上山，下層設(shè)計(jì)3條回采切割巷，上層設(shè)計(jì)兩條回采切割巷。采切上山尺寸為3.5m×3.267m。礦柱間距8m～12m。采礦方法示意圖見(jiàn)下圖1。

圖1 分層護(hù)頂采礦法示意圖

淡黃色-上層礦體；淡紅色-下層礦體；黃色-上層采切巷；紅色-下層采切巷

2.3 采礦工藝

采準(zhǔn)切割巷道。切割工程根據(jù)礦體賦存，下層采切巷道（紅色）沿礦體底板施工，上層巷道（黃色）由上山施工上坡至礦體頂部。溜井設(shè)置在采場(chǎng)下部S2溜井。由于礦體傾角較緩，回采過(guò)程中兩條上山可作為采場(chǎng)上部安全出口。

回采工藝。實(shí)驗(yàn)礦塊的回采在落礦順序上沿傾斜方向分層循環(huán)進(jìn)行，先回采上部礦體，待上部1#橫切巷回采完畢在由下部采切巷道回采下層礦體。直至分層回采完畢。采下礦石由鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)至S2溜井，經(jīng)中段運(yùn)輸至皮帶后運(yùn)至地表堆場(chǎng)。

3 礦房回采管理

根據(jù)礦房礦體賦存采用分層護(hù)頂房柱法的生產(chǎn)工藝流程，在礦塊的回采過(guò)程中可根據(jù)礦體走向上的變化適當(dāng)調(diào)整回采進(jìn)路的坡度，在礦體傾角變小時(shí)可降低巷道傾角。施工上層采切巷道時(shí)，遇礦體傾角增大時(shí)可加大巷道傾角。

施工過(guò)程中遇頂部礦體變薄擊穿頂板護(hù)頂?shù)V層時(shí)可按照技術(shù)要求對(duì)頂板井下錨網(wǎng)支護(hù)，為采下層礦體時(shí)提供良好的頂板條件。同時(shí)控制圍巖混入。待礦房回采完畢后對(duì)采場(chǎng)入口進(jìn)行封閉管理。

4 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析

分層護(hù)頂房柱法與護(hù)頂房柱法經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)下表2。

表2 兩種護(hù)頂采礦法指標(biāo)對(duì)比

通過(guò)分層護(hù)頂房柱法的應(yīng)用，該采場(chǎng)回采率較護(hù)頂房柱法提升21%。同時(shí)該采礦法較原方法生產(chǎn)能力得到提升53%。為礦山增加了經(jīng)濟(jì)效益，資源得到了合理的利用。

隨著貓場(chǎng)鋁礦的生產(chǎn)逐步推進(jìn)，勢(shì)必任然會(huì)遇到更多形態(tài)復(fù)雜及厚度大的礦體，通過(guò)本次的回采工藝的改進(jìn)，提高了礦石回收率和生產(chǎn)能力。為礦山的后續(xù)采礦方法改進(jìn)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。