無底柱淺孔留礦采礦法在二道溝金礦的優(yōu)化與應(yīng)用

李波然 周佳琦

摘要：二道溝金礦正北溝礦區(qū)淺孔留礦采礦法生產(chǎn)時采用平底結(jié)構(gòu)和人工出礦方式，存在勞動強度大、出礦效率低等問題，且最終放礦時穿脈之間殘留大量礦石，造成礦石永久損失。采用縮短出礦穿距離的方式，將礦石盡可能地放空，降低了穿與穿之間堵塞的幾率。通過采用廢石分層回填的方法，將沿脈底部高2 m的礦石置換出來，降低了采礦損失率。通過架設(shè)廢石井等措施，確保了采場安全，降低了采礦損失率和礦石貧化率，有效控制了因上下盤脫落而造成的二次貧化，取得了良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：急傾斜薄礦體;無底柱淺孔留礦采礦法;平底結(jié)構(gòu);廢石分層充填;架設(shè)廢石井;出礦

中圖分類號：TD853.33?? 文章編號：1001-1277（2021）07-0047-03

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20210709

淺孔留礦采礦法是急傾斜薄至極薄礦體開采應(yīng)用較為廣泛的采礦方法[1-5]。遼寧二道溝黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司（下稱“二道溝金礦”）下轄3個礦區(qū)，分別為正北溝礦區(qū)、紅旗礦區(qū)和平房礦區(qū)，處理能力分別為400 t/d、400 t/d、200 t/d。其中，正北溝礦區(qū)Ⅱ#脈群采用淺孔留礦采礦法開采，該方法具有采場結(jié)構(gòu)和回采工藝簡單、便于生產(chǎn)管理、采場生產(chǎn)能力大等優(yōu)點，但由于采用人工出礦方式，工人勞動強度大、出礦效率低;且上下盤圍巖不穩(wěn)固，導(dǎo)致出礦和撬毛時大量圍巖片落，混入礦石中，增加了二次貧化。為有效解決上述問題，正北溝礦區(qū)采取了一系列優(yōu)化措施，包括縮短出礦穿的間距，改變出礦方式，架設(shè)廢石井等，有效解決了淺孔留礦采礦法在回采過程中存在的礦石貧化率大、采礦損失率大、工人勞動強度高的問題，取得了較好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟效益，單個采場新增經(jīng)濟效益40余萬元。

1 工程背景

二道溝金礦正北溝礦區(qū)地處遼寧省北票市龍?zhí)多l(xiāng)境內(nèi)，交通便利，隸屬于中國黃金集團有限公司。礦區(qū)位于華北地臺北緣的努魯兒虎隆斷裂帶內(nèi)，中生代火山斷陷盆地邊緣努魯兒虎金礦帶上，是典型的火山中、低溫?zé)嵋撼涮钚蜆O薄急傾斜金礦體，走向長數(shù)百米至上千米，礦體厚0.05～0.50 m，圍巖主要為流紋巖、花崗巖及少量閃長巖。

正北溝礦區(qū)開采礦體以Ⅱ#脈群為主，Ⅱ#脈群位于北西向來毛溝構(gòu)造與近東西向二道溝構(gòu)造交匯部位，受近東西向構(gòu)造控制，分支礦脈、平行礦脈較多，走向長540 m左右，傾角70°～80°，礦體平均厚度0.77 m。除金屬礦物外，在脈石礦物組成中，高嶺土、斷層泥含量較多，遇水易膨脹，下盤圍巖部分為破碎閃長巖，強度低;上盤圍巖為流紋巖，巖體穩(wěn)固性較好。

2 淺孔留礦采礦法及存在問題

2.1 采礦方法簡介

優(yōu)化前正北溝礦區(qū)采用的淺孔留礦采礦法沿走向布置采場，中段高度40.0 m，當(dāng)采用中央天井時采場長度為60.0～70.0 m，無中央天井時采場長度為40.0～60.0 m。采場底部結(jié)構(gòu)為平底無底柱結(jié)構(gòu)，采準切割工程主要包括脈外運輸平巷、穿脈、切割巷等。脈外運輸平巷距礦脈外邊界6.0 m，穿脈間距6.0 m?；夭蓵r，工人直接暴露在采場頂板下作業(yè)，采用自下而上分層回采的順序，每次落礦后放出部分礦石，其余礦石作為下次作業(yè)的工作平臺，礦房全部回采后進行大量放礦，采場生產(chǎn)能力25 t/d。

2.2 存在問題

1）最終放礦時兩穿脈之間的礦石放不出，底部2 m以下的礦石幾乎全部無法取出，造成永久損失。

2）采用人工出礦方式，出礦效率低，所需人員多。準備班配備木工1人、平撬工1人、出礦工4人，但每班出礦量僅25 t，作業(yè)人員較多，勞動強度大。為改進上述出礦效率低的問題，曾探索和試驗過電耙出礦，但由于采準工程量大、出礦效率提高較小，最終放棄使用電耙。

3）由于上下盤圍巖存在不穩(wěn)固的情況，撬毛時部分圍巖混入礦石中，增加了礦石貧化率。此外，采場大量放礦時，上下盤圍巖的脫落又造成了二次貧化，脫落的大塊廢石也容易造成出礦穿堵塞。

3 回采工藝優(yōu)化及應(yīng)用

為解決上述淺孔留礦采礦法應(yīng)用過程中的問題，二道溝金礦正北溝礦區(qū)采取了一系列的措施。通過調(diào)整穿脈間距、底部掛斗、鋪設(shè)廢石墊層、架設(shè)廢石井等優(yōu)化措施，達到了降低采礦損失貧化和提高出礦效率、降低勞動強度的要求。

選擇在正北溝礦區(qū)Ⅱ#-7#脈進行現(xiàn)場試驗。改進后的淺孔留礦采礦法如圖1所示，采場長60.0 m，穿脈間距5.0 m，采高33.0 m，先行天井在采場正常上采前已經(jīng)形成，2個人行井作為人員和物料的進出安全口，1個廢石井布置在采場上下盤最不穩(wěn)固的地點。作業(yè)人員安排：巖工2人，木工1人，平撬工1人，出礦工2人。

3.1 穿脈間距調(diào)整

通過改變穿脈間距，礦石可以全部放出，降低了采礦損失率。將穿脈間距由6.0 m縮短至5.0 m[6]，并將出礦口適當(dāng)擴刷成喇叭口狀。脈內(nèi)切割巷規(guī)格為1.5 m×1.8 m，切割拉底完畢后利用自制的運料機將附近掘進的廢石鋪到切割層內(nèi)形成平底結(jié)構(gòu)。運料機由電動滾筒和皮帶組成，形狀似扒渣機，但沒有扒礦前斗，料石采用人工運至皮帶。

2021年第7期/第42卷? 采礦工程采礦工程? 黃 金

第一層鋪厚0.3 m的廢石，然后在廢石上鋪一層膠墊準備落礦，落礦后將礦石從采場內(nèi)全部放出，再撤出膠墊繼續(xù)回填廢石，如此按照上述工藝循環(huán)，直至將廢石回填到2.0 m高，再采用常規(guī)的淺孔留礦采礦法繼續(xù)回采。這樣采場內(nèi)底部的礦石便可用廢石替換，降低了采礦損失率。但是，回填廢石期間存在勞動量大、效率低的缺點，若下盤巖石穩(wěn)定，可以在下盤施工巖硐取料進行回填，可一定程度上緩解上述問題。

3.2 出礦方式優(yōu)化

采用人工出礦時存在勞動量大、作業(yè)人員多的問題，增加了采礦成本。通過掛斗，即在采場底部掛木質(zhì)溜斗，利用礦石自重放礦的方式將礦石放至礦車，可解決上述問題。掛斗的形式與普通溜井斗有一定區(qū)別，其區(qū)別在于適當(dāng)加大尺寸的同時在放礦格上額外增加了大塊礦石的放礦格。設(shè)置了大塊放礦格后，一般的大塊可以通過大塊放礦格放出，控制了大塊堵塞漏斗的幾率。經(jīng)一段時間的放礦統(tǒng)計，效率提高十分明顯：出礦工由原來的4人減少為2人，出礦量由25 t/班提高到30 t/班，降低了出礦勞動強度。

3.3 架設(shè)廢石井

采場內(nèi)時常存在上下盤不穩(wěn)定的情況，存在安全隱患的同時增大了礦石貧化率。針對上述情況，通過在采場架設(shè)廢石井的方法，有效解決了該問題。廢石井的架設(shè)位置選擇在上下盤圍巖不穩(wěn)定的地點，同時要避開出礦穿。架設(shè)方式與人行井的架設(shè)方式類似，采用圓木架設(shè)方框，兩側(cè)用一寸木板封閉，廢石井的規(guī)格需根據(jù)整個采場的廢石量來確定[7-10]?？紤]到廢石井的穩(wěn)定性，寬度一般以采場實際采幅為準，長度在2.0 m左右為宜。廢石井隨采場的上采順路架設(shè)，通過人工手選的方式將廢石運搬到井內(nèi)，永久地存放在采場內(nèi)，起到穩(wěn)固上下盤和降低礦石貧化率的作用。

3.4 經(jīng)濟效益分析

1）通過優(yōu)化出礦方式，不僅有效降低了勞動強度，也提高了出礦效率，出礦工由原來的4人減少到2人，出礦效率由25 t/班提高到30 t/班。一個采場正?；夭蓵r間約6～7個月，出礦工人工成本約3 500元/月，則該項工藝優(yōu)化后的新增經(jīng)濟效益約為4.2萬元。

2）通過在切割巷內(nèi)鋪設(shè)廢石替換礦石，多回收礦量約350 t，出礦品位約4.3 g/t，新增經(jīng)濟效益約38萬元。

4 結(jié) 論

針對二道溝金礦正北溝礦區(qū)采用淺孔留礦采礦法開采存在的問題，采取了一系列優(yōu)化措施，取得了較好的效果：

1）穿脈間距由6.0 m縮短至5.0 m，將出礦口改為喇叭狀，并采用廢石替換工藝，可解決出礦穿底部礦石無法放出的問題。

2）通過在采場底部掛木質(zhì)溜斗，利用礦石自重放礦至礦車內(nèi)的方式，出礦效率由原來的25 t/班提高到30 t/班，成效顯著。

3）通過在采場內(nèi)架設(shè)廢石井的方式，有效解決了廢石大量混入礦石的情況，并起到了支撐和加固上下盤圍巖的作用，有效降低了二次貧化。

4）經(jīng)應(yīng)用，上述優(yōu)化工藝切實可行，提高了出礦效率、降低了采礦損失貧化，單個采場新增經(jīng)濟效益40余萬元。

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Optimization and application of short-hole shrinkage method

with no sill pillar in Erdaogou Gold Mine

Li Boran1，Zhou Jiaqi2

（1.Liaoning Erdaogou Gold Mining Co.，Ltd.; 2.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：Zhengbeigou District of Erdaogou Gold Mine manually withdraws ores with flat bottom structures in the process of short-hole shrinkage and suffers intense labor and low ore withdrawing efficiency.Whats more，ores remain between the veins during the final withdrawal and are permanently lost.By shortening of ore drawing distance，the ore is emptied as much as possible，and the possibility of blocking between veins is reduced.The ores 2 m high at the bottom along the vein are replaced by layered waste rock backfills，reducing mining loss rate.Through setting up waste rock shafts，the stope safety is ensured，the mining loss rate and ore dilution rate are reduced，the secondary dilution caused by the upper and lower wall falling is effectively controlled，and good economic benefits are obtained.

Keywords：steeply inclined thin ore body;short-hole shrinkage method with no sill pillar;flat bottom structure;layered waste rock backfill;waster rock shafts setup;ore drawing