云南個舊某錫銅礦采礦方法優(yōu)化及應用

呂海青 張丹丹 余 璨 王文麗 何冬梅

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院有限公司）

云南某錫銅礦是以坑下礦脈開采為主的大型采選聯(lián)合礦山，開拓系統(tǒng)為平硐、盲斜井聯(lián)合開拓為主。礦區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于巖體接觸帶及斷裂構造旁側，礦體及圍巖穩(wěn)固性較差，故礦山采場穩(wěn)定性問題突出［1-3］。礦山原采礦方法為淺孔留礦法，具有采準工程量小、回采工藝簡單的優(yōu)勢，但地壓問題突出且采礦損失率大［4-8］。此外，礦區(qū)深部賦存部分傾斜—急傾斜厚礦體，在采礦過程中，急傾斜厚礦體的鑿巖、爆破、支護、礦石搬運等工作多是在大面積暴露的頂板環(huán)境下實施，采場內(nèi)工作環(huán)境差，作業(yè)人員安全保障較低。此外，傾斜—急傾斜厚礦體的頂?shù)字叨取⒉蓤鰧挾鹊葏?shù)難以控制，兼之礦體厚度較大，會造成頂板暴露面積過大，同樣無法保障中段、采場等地下構筑物的安全，并造成礦石的不必要損失。因此，為保障云南某錫銅礦礦山持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，亟需對原采礦方法進行改進。本項目根據(jù)礦體賦存條件，結合開采技術條件，進行采礦方法優(yōu)化研究，以期提高礦山生產(chǎn)效率。

1 工程概況

云南個舊某錫銅礦位于個舊馬拉格礦田北緣，礦化與巖漿活動、斷裂活動及巖漿期后熱液活動的赤鐵礦化、褐鐵礦化、鐵錳礦化關系密切，發(fā)育多種礦（化）體：層間氧化礦主要賦存于中三疊統(tǒng)個舊組馬拉格段三段~四段（T2g24~T2g23）層位接觸的剝離帶內(nèi)；氧化錫鉛礦賦存于斷裂構造及旁側的灰?guī)r與白云巖互層部位；硫化錫銅礦主要賦存于花崗巖與碳酸鹽巖接觸帶附近。礦體多呈似層狀、透鏡狀及豆莢狀產(chǎn)出，厚度變化較大（0.1~19.7 m），厚度大于15 m的厚礦體占礦區(qū)35%以上（表1）。礦體產(chǎn)狀變化較大，走向呈近SN向、NE向、NW向，傾角多集中于45~68°。礦區(qū)內(nèi)礦石為含錫氧化礦和含銅硫化礦2類，主要礦物為褐鐵礦、錫石、方鉛礦、水錳礦、電氣石等。

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2 開采技術條件

礦區(qū)內(nèi)礦體均位于當?shù)刈畹颓治g基準面（1 320 m）之上，大氣降雨為地下水主要補給，水文地質條件屬基巖裂隙水直接充水的簡單偏中等類型，隨著礦山開拓系統(tǒng)范圍的擴大，地表溝水下滲補給面積增大，導致地表水滲補補給量增大，水文地質條件復雜性隨之變化。此外，礦區(qū)開采工程地質條件較好，礦體頂?shù)装寮熬飮鷰r以堅硬巖組為主，較為穩(wěn)定，但礦區(qū)內(nèi)不良結構面較為發(fā)育，兼之礦（化）體多賦存于斷裂破碎帶之上，工程條件隨之變差。隨著礦山開采面積的不斷擴大，地下采空區(qū)不斷增多，礦山開采活動可能誘發(fā)采空區(qū)變形塌陷、地表滑坡、地裂縫及泥石流等地質災害，在暴露面積較大的斷裂地段可能誘發(fā)冒頂、側壁塌陷等工程地質問題。

3 采礦方法

3.1 采礦方法比選

采礦方法選取受礦體空間形態(tài)、厚度變化、傾角及圍巖等條件的限制。由表2可知，淺孔留礦法多適用于薄礦體開采活動，且要求圍巖穩(wěn)固性好。前已述及，云南某錫銅礦礦體厚度、傾角相對較大，當?shù)V山利用該方法進行開采時，將面臨采礦損失率高、安全性差的問題，故單一的淺孔留礦法無法滿足礦山開采實際。結合類似礦山開采技術條件及采礦方法實踐，在沿用礦山已有淺孔留礦法的基礎上，同時采用有底柱分段崩落法［9-10］、全面采礦法［11-14］進行開采，3種方法的適用條件及優(yōu)劣勢詳見表2。

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3.2 淺孔留礦法

淺孔留礦法主要用于開采4號、12-3號厚度小于6 m的礦段，礦塊沿礦體走向連續(xù)布置，礦塊長度50 m，寬度為礦體水平厚度，4號、12-3號礦體中段高度分別為45、50 m，礦塊間柱6 m，頂?shù)字? m。中段運輸平巷沿礦體走向用沿脈裝車方式布置于下盤，在運輸大巷向礦體下盤開掘采場溜井，并在脈內(nèi)回風天井豎直方向每間隔5 m布置聯(lián)絡巷道通向采場。在電耙道內(nèi)向上開掘斗頸，斗間距6 m（圖1）。

回采則采用YT-26型鑿巖機淺孔落礦，爆破則選用起爆器+電磁淚光直接引爆導爆管的方式起爆，每一循環(huán)爆破結束后，局部均衡放出崩落礦石量的30%以確保采場內(nèi)鑿巖高度2~2.5 m的空間，最后用2DPJ-30型電耙絞車耙至采場溜井，并下放至中段運輸平巷裝車外運。采用該方法進行開采的技術經(jīng)濟指標詳見表3。

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3.3 有底柱分段崩落法

有底柱分段崩落法主要用于開采中等溫度以上的傾斜~急傾斜厚大礦體（＞15 m），主要開采對象為礦山12-3號礦體。礦塊長度取50 m，寬為礦體水平厚度，斜長取50 m，布置方式根據(jù)厚度變化有所不一：在礦體厚度集中于15~20 m地段，沿走向布置；在礦體厚度大于20 m地段，垂直走向布置。沿礦體下盤掘進中段運輸巷道，在運輸大巷上開掘采掘溜井和人行材料井，垂直礦體走向隔12 m布置電耙道，每隔6 m開壁坎和漏斗口，于運輸巷道另一側布置電耙硐室，脈內(nèi)布設鑿巖天井和鑿巖硐室（圖2）。

回采自切割上山開始布設鑿巖硐室，拉底工程切片后布置中深孔鑿巖。采用水平扇形深孔進行落礦，整個采場利用一次分段爆破，并用YQ-100型潛孔鉆機鑿巖，最小抵抗線2.2~2.5 m，孔深控制在25 m以內(nèi)。采用有底柱崩落法進行開采的技術經(jīng)濟指標 詳見表4。

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3.4 全面采礦法

礦山8-2號、8-5號及8-6號礦體均為賦存于個舊組馬拉格段三段~四段（T2g24~T2g23）的層間氧化礦，礦體形態(tài)極不規(guī)則，多呈扁豆狀、透鏡狀產(chǎn)出，傾角較緩（25°），平均厚度2 m，礦巖穩(wěn)固性較好，總體屬緩傾斜—傾斜薄礦體，故本次研究采用全面采礦法進行開采。根據(jù)探采結合的原則，在礦山現(xiàn)有中段運輸平巷的基礎上，將井田劃分為寬度50 m的盤區(qū)，工作面沿盤區(qū)向其長軸方向推進，采用電耙搬運。盤區(qū)傾斜方向留頂柱，寬度為3 m，礦房內(nèi)保留3 m×3 m不規(guī)則點柱，階段高度為20 m。中段運輸平巷沿礦體走向布置于下盤，并在階段中掘進上山作為開切自由面，底柱中每間隔6 m開漏口，于運輸巷道另一側每間隔12 m布置電耙絞車硐室。

回采自切割上山開始，沿礦體走向一側全厚一次回采，采用YTP26型鑿巖機鉆鑿淺孔，向切割上山側向崩礦。崩落礦石則采用2DPJ-30型電耙耙至采場溜井下方至中段運輸平巷，裝車外運。采用全面法進行開采的技術經(jīng)濟指標詳見表5。

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4 生產(chǎn)規(guī)模驗證

礦山總體屬小型礦山規(guī)模，本次研究主要對1 600~1 800 m范圍內(nèi)錫、銅礦進行開采。由表6可看出，礦區(qū)馬拉格礦段、白泥硐礦段各中段生產(chǎn)能力均可達到礦山5萬t/a的生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)能力較大，可達到預期效果。根據(jù)出礦進度計劃，擬按照從上至下的開采順序進行開采，礦山服務年限為11 a，同樣滿足小型礦山的服務年限要求。

5 結論

云南個舊某錫銅礦礦化類型多樣，礦體產(chǎn)狀多變，開采技術條件復雜，適宜針對不同類型礦（化）體采用相應的采礦方法開采，既保留了傳統(tǒng)采礦方法特點，充分運用了原有生產(chǎn)基礎，亦具有作業(yè)安全性高、生產(chǎn)效率高、勞動強度低的優(yōu)勢。

經(jīng)礦山現(xiàn)場工業(yè)實踐應用，淺孔留礦法、有底柱分段崩落法、全面采礦法耦合采礦主要技術經(jīng)濟指標均達到預期，采礦回收率達83%，礦石貧化率控制于12%以內(nèi)，礦山綜合生產(chǎn)能力滿足礦山生需求。

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