云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采礦方法分析

王學(xué)權(quán)，鄧云靖，張 偉

（1.普洱昆鋼嘉華水泥建材有限公司，云南 普洱 665000；2.云南創(chuàng)綠礦業(yè)咨詢服務(wù)有限公司，云南 昆明 650000）

云南的地理位置相對(duì)比較特殊，其位于揚(yáng)子淮地臺(tái)西緣以及歐亞板塊和印度板塊相互連接的部分，這些部分相互促進(jìn)、相互作用，促使云南地區(qū)逐漸形成相對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況，云南地區(qū)長(zhǎng)期處在這種復(fù)雜的演化下，地質(zhì)的作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相互促進(jìn)，促使云南地區(qū)的鉛鋅礦的資源變得豐富，其中又?jǐn)?shù)云南普洱市鉛鋅礦資源儲(chǔ)備量高，已達(dá)到我國(guó)總鉛鋅礦儲(chǔ)備量的20%以上，占全國(guó)首位，其中云南普洱市鉛鋅礦的鉛鋅比例為1:3[1]。雖然云南省普洱市鉛鋅礦床資源較為豐富，但是其礦體多為緩傾斜極薄礦體。然而采礦方法是地下開采的核心，采礦方法的選擇是否合理直接影響礦山經(jīng)濟(jì)效益、安全性[2]。為了提高緩傾斜極薄礦體采礦效率，加強(qiáng)開采的經(jīng)濟(jì)效益，需要深入研究緩傾斜極薄礦體采礦方法，因此本文提出的云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采礦方法分析這一課題具有重要意義。需要對(duì)緩傾斜極薄礦體采礦方法進(jìn)行分析，降低緩傾斜極薄礦體的開采成本、避免礦物資源的浪費(fèi)、延長(zhǎng)礦脈為社會(huì)服務(wù)的年限。

1 分析云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采礦方法

云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體不夠穩(wěn)固，容許暴露面積最高僅在600m2以下，平均傾角大概為20°，測(cè)得的礦石密度平均值是3.14t/m3。開采這種緩傾斜極薄礦體，一般都是廣泛推廣應(yīng)用全面法、削壁充填法、選別回采法、長(zhǎng)壁法等采礦方法，但是卻存在貧化損失大，安全條件差、品位高、賦存條件復(fù)雜、頂板不穩(wěn)固、開采難度大等問題。

1.1 礦體結(jié)構(gòu)參數(shù)

勘探云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體賦存高度，中段高為20m～30 m。沿礦體走向布置采場(chǎng)，采場(chǎng)長(zhǎng)度根據(jù)礦體賦存狀況確定為50m，采場(chǎng)寬度為礦體水平厚度加削壁厚度，采場(chǎng)斜長(zhǎng)為4060m?；夭晒ぷ髅娓叨葹榈V體厚度，將礦柱尺寸設(shè)計(jì)成6m寬的間柱，2m厚的頂柱，3m厚的底柱，同時(shí)視采場(chǎng)頂板穩(wěn)定情況，在每個(gè)礦房?jī)蓚?cè)各布置一個(gè)電耙酮室及放礦溜井，與間柱的距離為5m，在采場(chǎng)內(nèi)預(yù)留直徑約為3m聯(lián)絡(luò)道，采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)視圖，如圖1所示。

1.2 切割和采準(zhǔn)工作

對(duì)云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體做切割工作時(shí)，在采礦區(qū)中進(jìn)行削壁充填，將削下的圍巖碼在采礦區(qū)一邊，充實(shí)接頂，形成小巷，作為采場(chǎng)通風(fēng)、行人、聚礦、出礦、運(yùn)料的通道。中段運(yùn)輸平巷布置在靠近礦體下盤中，利用剩余的廢石形成2.0m＊1.5m的聚礦耙道。掘進(jìn)運(yùn)輸巷道后，將通風(fēng)人行材料天井布置在間柱中央間柱上，再在礦塊底部掘進(jìn)切割平巷，在底柱中每間隔8m挖掘采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道，剩余的廢石還可以充填成廢石墻，作為頂柱支護(hù)頂板、聚礦擋墻。將電耙絞車酮室布置在階段運(yùn)輸巷道的另一側(cè)，并在礦房底部掘進(jìn)切割平巷，擴(kuò)幫至礦體全厚，形成厚3m的底柱的同時(shí)在礦房?jī)蓚?cè)各掘一個(gè)放礦溜井。需要注意的是，在對(duì)頂柱支護(hù)頂板和聚礦擋墻填充時(shí)，需要使用干式與濕式混合的填充模式，因?yàn)楦墒教畛涫抢脧U石填補(bǔ)到礦體的空隙之間進(jìn)行填充，作用是高效利用了挖掘過程中掘出的廢石；而濕式填充法則是將水泥速凝劑利用水的動(dòng)力泵送到開采空缺處來填充空隙。所以，只有混合使用干式填充和濕式填充，才能保證頂柱支護(hù)頂板和聚礦擋墻的安全性。

圖1 礦體采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)視圖

1.3 礦體采場(chǎng)通風(fēng)

為了滿足云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采場(chǎng)對(duì)通風(fēng)通暢的要求，在采場(chǎng)一側(cè)，根據(jù)礦層的穩(wěn)定性，間隔50m～100m向上掘進(jìn)通風(fēng)上山，并依據(jù)這條通風(fēng)口，作為第一個(gè)采場(chǎng)的下耙道，將礦脈控制在腰線位置，距離聯(lián)絡(luò)道有2m距離。此時(shí)新鮮風(fēng)流由下中段沿脈巷道經(jīng)漏斗、下耙道進(jìn)入工作面，洗刷工作面后，污染風(fēng)流經(jīng)上耙道排至上中段回風(fēng)道，從而形成頂部回風(fēng)平巷。整個(gè)采場(chǎng)由上耙道連通回風(fēng)巷，下耙道連通運(yùn)輸巷，采場(chǎng)的安全出口多、切割費(fèi)用低、通風(fēng)效果良好。

1.4 礦體回采工藝

云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采場(chǎng)上山、底部切割平巷、頂部回風(fēng)平巷形成后，對(duì)礦體先進(jìn)行開采后進(jìn)行填充，促使開采走鉛鋅礦后，礦洞內(nèi)部有所支撐，從而避免礦洞坍塌危害到工作人員的安全。在開采過程中，要根據(jù)礦洞的底柱和頂柱的穩(wěn)定性，選擇最先開采地方，以免在開采過程中，影響礦洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，出現(xiàn)坍塌情況。由于緩傾斜極薄礦體傾斜角度較小，使用溜井時(shí)，采用半圓形溜井，如此便可在溜礦過程出現(xiàn)堵塞時(shí)及時(shí)補(bǔ)救。一旦采礦過程中發(fā)生堵塞情況，采礦工人只需要通過礦井內(nèi)部的梯子就可以到達(dá)有堵塞的具體位置，用鐵鍬和專業(yè)工具就可以對(duì)堵塞的位置進(jìn)行疏通，從而避免使用爆破裝置疏通，減少溜井在采礦時(shí)受損頻繁現(xiàn)象，降低作業(yè)成本，提高采礦作業(yè)效率。用淺孔落礦的方式，確?；夭煞謱拥母叨仍?.8 m左右，回采作業(yè)應(yīng)自上而下、自左礦房向右礦房進(jìn)行，從而形成梯段工作面。在這個(gè)過程中，為保證采場(chǎng)安全作業(yè)空間，削壁厚度必須達(dá)到0.22m～0.90m，高度達(dá)到1.5m，工作面的長(zhǎng)度達(dá)到3m～5m，高度達(dá)到0.7m～0.8m。從而保證回采作業(yè)安全。

云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采礦場(chǎng)內(nèi)無礦石礦柱，頂?shù)字蜅l柱均為耙道一側(cè)的削底廢石，采礦回采率高；回采時(shí)單采礦石，采幅控制在0.8m以內(nèi)，只采礦石，形成“T”字形采空區(qū)，礦石貧化率低；分條回采同時(shí)，削取采準(zhǔn)上山一列的底板廢石，形成聚礦、耙礦巷道，堆放在采空區(qū)一側(cè)，形成低矮的膠結(jié)條柱，削壁量小，采礦成本低?；夭身樞蛴刹蓤?chǎng)一端向另一端連續(xù)推進(jìn)，回采分條兩側(cè)均為原巖，作業(yè)安全條件好。

1.5 鉛鋅礦出礦

經(jīng)過1.1～1.5的流程，云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦已經(jīng)回采成功，需要將鉛鋅礦運(yùn)輸出采場(chǎng)。鉛鋅礦出礦時(shí)的圍巖和礦石比較穩(wěn)固，可以將分層的高度增至4.5 m左右，確保出礦時(shí)出礦高度在8.0 m左右。一般鉛鋅礦的出礦分為運(yùn)用人工、運(yùn)用出礦設(shè)備(中小型)進(jìn)行出礦作業(yè)、運(yùn)用大型出礦設(shè)備三種方式，但是都存在不同的問題，如人工出礦方法會(huì)消耗大量的人力和時(shí)間不說，效率還低；中小型設(shè)備進(jìn)行出礦時(shí)，存在維修和成本問題，效率也不高；大型設(shè)備進(jìn)行出礦時(shí)，效率雖然有所提高，但是成本也被提高。因此考慮云南普洱鉛鋅礦的實(shí)際條件，采用穩(wěn)定性能較高的電耙出礦法。該方法綜合生產(chǎn)能力高達(dá)120 t/d，作業(yè)效率高，大幅減少了采場(chǎng)數(shù)及井下采礦作業(yè)人員。

2 結(jié)束語

綜上所述，由于云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體礦床構(gòu)造的特殊性，面臨礦石無法自溜、作業(yè)空間小、采礦成本高等難題，對(duì)云南普洱鉛鋅礦的開采工作也造成了開采困難、效率低下、安全難以保證等問題，因此本文提出的云南普洱鉛鋅礦緩傾斜極薄礦體采礦方法分析具有十分重要的意義。目前云南還存在很多緩傾斜極薄礦體，因?yàn)榫弮A斜極薄礦體的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，開采作業(yè)消耗大甚至無法進(jìn)行開采，所以還需不斷深入分析緩傾斜極薄礦體采礦方法，降低緩傾斜極薄礦體的開采成本、避免礦物資源的浪費(fèi)、延長(zhǎng)礦脈為社會(huì)服務(wù)的年限。