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[摘要]本文首先简单地介绍了某金矿的基本概况,其次阐述了难采缓倾斜贵金属矿体采矿途径的现状,再概括性地列出影响选择采矿途径的主要因素,最后结合案例实际,经过测算,选择采用倾斜分条房柱采矿途径来对该金矿进行采掘,并对其回采工艺、矿块布置与采场划分等环节进行了探讨。
[关键词]缓倾斜 贵金属 矿体采矿 途径研究
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-106-1
多年来,针对倾角在15°至35°、厚度为2到5m之间的缓倾斜贵金属矿体的采矿途径,一直都在困扰着工程技术人员,因此,制约了不少矿山的开采与经济发展。尤其是黄金矿,倾注了很多工程技术人员的心血,他们正在不断地探究合适的采矿途径,但还是收效甚微。目前,某金矿采取斜井开拓的途径,中段高度在35m左右。该矿矿体整体呈脉状、扁豆状以及透镜状,沿倾向与走向有狭窄和膨胀的现象,整体呈NW-SE走向,埋藏深度约250m,走向长度在210至240m之间,倾斜延伸110至220m,倾角25°至45°,矿体的厚度在3.5m左右,平均品位3.5g/t。该矿顶底板主要含有粗安质火山角砾岩、粗安岩及石英脉等。因此,可以很明显地看出该矿为一个典型的难采缓倾斜贵金属矿体,运用的开采技术条件较复杂。
1 难采缓倾斜贵金属矿体采矿途径的现状
目前,国内外矿山对于难采缓倾斜贵金属矿体通常采取空场采矿途径。据相关数据统计,该类矿体采取房柱式空场采矿途径的比例在50%左右,例如我国的部分锰矿;而采取底盘漏斗采矿途径约占36%,其他主要采取全面途径、分层填充及浅孔留矿途径。在国外,对该类矿体则通常采取房柱式空场采矿途径,其占比在60%以上,其余的则是采取爆力运矿采矿途径。在国内,具有类似该矿体采矿途径主要有房柱式采矿途径(如常德大片石膏矿)、底盘漏斗采矿途径( 如赤马山铜矿)、留矿采矿及全面采矿途径( 如大吉山钨矿及陈耳金矿等)。该类矿山正逐步向胶结充填途径的方向发展。
2 影响选择采矿途径的主要因素
针对上述某金矿现状,其应主要考虑的因素有:①该金矿原有的开采系统应得到充分地利用;②估算矿体产量状况、种类、品位等的经济价值;③有效地控制顶板及围岩的变动;④充分借鉴与参考上部矿体采矿采场的结构参数及类似矿体经验;⑤尽可能地采取低成本高效率的采矿途径、回采工艺及技术方案等。根据上述因素,经测算,适宜该金矿的采矿途径有三种:倾斜分条房柱采矿途径、电耙留矿采矿途径及分段留矿采矿途径。
3 采用倾斜分条房柱采矿途径
3.1回采工艺
倾斜分条房柱采矿途径应归为空场采矿法的范畴,其对倾角在30°左右的薄矿体比较适宜。沿着矿体整体走向来划分盘区,在各盘区间保留间柱,把盘区内沿着倾斜方向划分成条带型采场,自上而下地布置回采工作面,充分利用顶部与上山的切割巷道来开展从上而下的回采作业,走向约30°的倾角沿着倾斜方向与条带型工作面向下掘进,上山的两侧各布置一个采掘工作面,在已经形成底部与上山的出矿进路内运用装岩机与电靶来完成装矿及出矿的作业。全面途径开采的矿场内一次性回采的宽度约为14m左右,且倾斜向的间隔20m处留有直径在2.5m左右的规则型矿柱,同时根据矿体的稳固状况在工作面中补充留设不规则的矿柱,进而能很好的控制顶板围岩的变动,同时也可以避免工作面因顶板塌陷而造成的安全问题,确保了工作人员的人身安全。
3.2矿块布置及采场划分
把矿体沿着整体走向划分成盘区及间柱,其中将盘区用以先期的回采采场,建筑作为支撑空区。根据围岩及矿体的稳固性情况和相似矿山的设计与生产经验,将盘区划分成采场,并沿着整体走向来进行布置,其长度约35m,高度约35m,矿体的厚度就是宽度,在盘区内不留设底柱,顶柱的高度约3m,间柱的宽度在3.5左右。在盘区采场中,将矿山矿体沿着垂直方向继续划分采场,其宽度约11m,每个盘区大约可以划分成三个条带型采场及一个间柱。
3.3采准的切割作业
采准工程主要包含上山、电耙绞车硐室、穿脉巷道、装岩机出矿进路等。在已经划分的采场中间,沿着矿体倾斜方向的底板施工上山到上中段穿脉内与主干运输巷连通,并和下中段的出矿进路连通,进而形成通道。在上部中段的顶柱下位置进行施工来切割巷道,进而形成切割层,然后沿着切割层逐渐向下顺沿倾斜方向,掘进上山两侧的两个倾斜采矿工作面。
3.4回采作业
回采作业一般包含撬顶、凿岩、采场平整、装药、爆破与通风等。从切割巷道开始沿着倾斜方向,在上山的两侧约15°的倾斜工作面,由上到下单条逐级掘进至底端。回采凿岩作业运用气腿式凿岩机,向倾斜打下炮孔,其倾角保持在35°左右,孔深约2.2m,孔径约40mm,采用直径32mm药卷,炮孔布置呈现梅花型,孔间距约700mm。
3.5采场出矿
在采场内,爆破崩落的矿石应运用电耙朝下部的进路口,在出矿的进路口处运用电动装岩机加装翻转式矿车配合出矿。在出矿的过程中电耙硐室配置在下部的中段矿体上部朝上倾斜10°左右来布置,采矿工作面的矿石借助此电耙经过导向轮首先耙入上山中,再耙至底部的出矿进路中,等每个分层回采完成后就可以进行下一层的回采作业。随着回采工作面的逐渐下移,在单条采场内,电耙绞车应一直在该绞车硐室中保持作业,工作人员只需要移动电耙的导向轮及挂钩即可。
3.6巷道支护
在采场内,将前期留设的顶柱及不规则矿柱作为永久性支护,针对回采工作面的局部破碎地段可以利用锚杆配金属网共同支护,进而保证临时性稳固。对于主干运输巷道支护应结合现场暴露岩体破碎的实际状况,可以利用锚杆配金属网、砌璇或锚喷支护。
3.7矿柱回收与空区的后期处理
在采场内,空区的前期支撑主要依靠顶柱、间柱及不规则矿柱,且以空场形式存在,但仍需对完成后的回采空区中的各条通道及入口来进行密闭与封堵处理,在后期回收部分顶柱及间柱时,对空区进行部分的崩落。
4结论
综上所述,倾斜分条房柱采矿途径具有广泛的适应性、较大的灵活性、简单的回采工艺、安全的工作面、较高的一次性回收率等优点。因此,在难采缓倾斜贵金属矿体中运用倾斜分条房柱采矿途径取得了良好的预期目标,具有较好的推广应用价值。
参考文献
[1]李伟明.难采缓倾斜贵金属矿体采矿方法研究[J].矿业研究与开发.2013,12(31).
[关键词]缓倾斜 贵金属 矿体采矿 途径研究
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-2-106-1
多年来,针对倾角在15°至35°、厚度为2到5m之间的缓倾斜贵金属矿体的采矿途径,一直都在困扰着工程技术人员,因此,制约了不少矿山的开采与经济发展。尤其是黄金矿,倾注了很多工程技术人员的心血,他们正在不断地探究合适的采矿途径,但还是收效甚微。目前,某金矿采取斜井开拓的途径,中段高度在35m左右。该矿矿体整体呈脉状、扁豆状以及透镜状,沿倾向与走向有狭窄和膨胀的现象,整体呈NW-SE走向,埋藏深度约250m,走向长度在210至240m之间,倾斜延伸110至220m,倾角25°至45°,矿体的厚度在3.5m左右,平均品位3.5g/t。该矿顶底板主要含有粗安质火山角砾岩、粗安岩及石英脉等。因此,可以很明显地看出该矿为一个典型的难采缓倾斜贵金属矿体,运用的开采技术条件较复杂。
1 难采缓倾斜贵金属矿体采矿途径的现状
目前,国内外矿山对于难采缓倾斜贵金属矿体通常采取空场采矿途径。据相关数据统计,该类矿体采取房柱式空场采矿途径的比例在50%左右,例如我国的部分锰矿;而采取底盘漏斗采矿途径约占36%,其他主要采取全面途径、分层填充及浅孔留矿途径。在国外,对该类矿体则通常采取房柱式空场采矿途径,其占比在60%以上,其余的则是采取爆力运矿采矿途径。在国内,具有类似该矿体采矿途径主要有房柱式采矿途径(如常德大片石膏矿)、底盘漏斗采矿途径( 如赤马山铜矿)、留矿采矿及全面采矿途径( 如大吉山钨矿及陈耳金矿等)。该类矿山正逐步向胶结充填途径的方向发展。
2 影响选择采矿途径的主要因素
针对上述某金矿现状,其应主要考虑的因素有:①该金矿原有的开采系统应得到充分地利用;②估算矿体产量状况、种类、品位等的经济价值;③有效地控制顶板及围岩的变动;④充分借鉴与参考上部矿体采矿采场的结构参数及类似矿体经验;⑤尽可能地采取低成本高效率的采矿途径、回采工艺及技术方案等。根据上述因素,经测算,适宜该金矿的采矿途径有三种:倾斜分条房柱采矿途径、电耙留矿采矿途径及分段留矿采矿途径。
3 采用倾斜分条房柱采矿途径
3.1回采工艺
倾斜分条房柱采矿途径应归为空场采矿法的范畴,其对倾角在30°左右的薄矿体比较适宜。沿着矿体整体走向来划分盘区,在各盘区间保留间柱,把盘区内沿着倾斜方向划分成条带型采场,自上而下地布置回采工作面,充分利用顶部与上山的切割巷道来开展从上而下的回采作业,走向约30°的倾角沿着倾斜方向与条带型工作面向下掘进,上山的两侧各布置一个采掘工作面,在已经形成底部与上山的出矿进路内运用装岩机与电靶来完成装矿及出矿的作业。全面途径开采的矿场内一次性回采的宽度约为14m左右,且倾斜向的间隔20m处留有直径在2.5m左右的规则型矿柱,同时根据矿体的稳固状况在工作面中补充留设不规则的矿柱,进而能很好的控制顶板围岩的变动,同时也可以避免工作面因顶板塌陷而造成的安全问题,确保了工作人员的人身安全。
3.2矿块布置及采场划分
把矿体沿着整体走向划分成盘区及间柱,其中将盘区用以先期的回采采场,建筑作为支撑空区。根据围岩及矿体的稳固性情况和相似矿山的设计与生产经验,将盘区划分成采场,并沿着整体走向来进行布置,其长度约35m,高度约35m,矿体的厚度就是宽度,在盘区内不留设底柱,顶柱的高度约3m,间柱的宽度在3.5左右。在盘区采场中,将矿山矿体沿着垂直方向继续划分采场,其宽度约11m,每个盘区大约可以划分成三个条带型采场及一个间柱。
3.3采准的切割作业
采准工程主要包含上山、电耙绞车硐室、穿脉巷道、装岩机出矿进路等。在已经划分的采场中间,沿着矿体倾斜方向的底板施工上山到上中段穿脉内与主干运输巷连通,并和下中段的出矿进路连通,进而形成通道。在上部中段的顶柱下位置进行施工来切割巷道,进而形成切割层,然后沿着切割层逐渐向下顺沿倾斜方向,掘进上山两侧的两个倾斜采矿工作面。
3.4回采作业
回采作业一般包含撬顶、凿岩、采场平整、装药、爆破与通风等。从切割巷道开始沿着倾斜方向,在上山的两侧约15°的倾斜工作面,由上到下单条逐级掘进至底端。回采凿岩作业运用气腿式凿岩机,向倾斜打下炮孔,其倾角保持在35°左右,孔深约2.2m,孔径约40mm,采用直径32mm药卷,炮孔布置呈现梅花型,孔间距约700mm。
3.5采场出矿
在采场内,爆破崩落的矿石应运用电耙朝下部的进路口,在出矿的进路口处运用电动装岩机加装翻转式矿车配合出矿。在出矿的过程中电耙硐室配置在下部的中段矿体上部朝上倾斜10°左右来布置,采矿工作面的矿石借助此电耙经过导向轮首先耙入上山中,再耙至底部的出矿进路中,等每个分层回采完成后就可以进行下一层的回采作业。随着回采工作面的逐渐下移,在单条采场内,电耙绞车应一直在该绞车硐室中保持作业,工作人员只需要移动电耙的导向轮及挂钩即可。
3.6巷道支护
在采场内,将前期留设的顶柱及不规则矿柱作为永久性支护,针对回采工作面的局部破碎地段可以利用锚杆配金属网共同支护,进而保证临时性稳固。对于主干运输巷道支护应结合现场暴露岩体破碎的实际状况,可以利用锚杆配金属网、砌璇或锚喷支护。
3.7矿柱回收与空区的后期处理
在采场内,空区的前期支撑主要依靠顶柱、间柱及不规则矿柱,且以空场形式存在,但仍需对完成后的回采空区中的各条通道及入口来进行密闭与封堵处理,在后期回收部分顶柱及间柱时,对空区进行部分的崩落。
4结论
综上所述,倾斜分条房柱采矿途径具有广泛的适应性、较大的灵活性、简单的回采工艺、安全的工作面、较高的一次性回收率等优点。因此,在难采缓倾斜贵金属矿体中运用倾斜分条房柱采矿途径取得了良好的预期目标,具有较好的推广应用价值。
参考文献
[1]李伟明.难采缓倾斜贵金属矿体采矿方法研究[J].矿业研究与开发.2013,12(31).