楊 坤，張純鋒

(大冶有色有色金屬股份有限公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435005)

空場法采礦在豐山銅礦南緣的應(yīng)用

楊 坤，張純鋒

(大冶有色有色金屬股份有限公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435005)

根據(jù)豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15線至+15線礦塊的安全現(xiàn)狀，首次采用分隔頂板暴露面積的分段空場法，詳細(xì)介紹了其采準(zhǔn)、切割、回采工作方案。實(shí)踐證明，該段順利回收礦量23504 t，回收率達(dá)到58%，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

空場采礦法;安全回采;切割工程;頂板控制

0 前言

豐山銅礦南緣－137.5 m分段以上－15～+15線礦塊原采用下向分段碎石膠結(jié)充填法，后來因巖石有蝕變，質(zhì)地較松軟，極不穩(wěn)固，繼續(xù)采用下向分段碎石膠結(jié)充填法存在重大的安全隱患，則于2005年對－137.5～－175 m分段采用無底柱分段崩落法采礦。－137.5 m分段是2種采礦方法的銜接分段，而當(dāng)時(shí)因技術(shù)原因無底柱分段崩落法沒有將－137.5 m分段的充填體放下來，造成1個約高30 m、寬50 m、長40 m的空場，如圖1(a)所示。

生產(chǎn)過程中，采場內(nèi)片幫冒頂時(shí)有發(fā)生，邊幫多處有較大裂隙，則在沒有覆蓋層的掩護(hù)的情況下，如繼續(xù)采用無底柱分段崩落法回采作業(yè)，將給供礦的人員和設(shè)備造成巨大的安全威脅。因此在2008年底，－187.5 m分段－15～+15線礦塊采切工程完成后，此處就被擱置，急需對其采礦方法進(jìn)行優(yōu)化，減少采場的暴露面積，以便安全、經(jīng)濟(jì)的回采該段礦石。

1 礦山開采技術(shù)條件

1.1 礦山地質(zhì)概況

豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15～+15線礦塊為矽卡巖型和大理巖型銅礦石，矽卡巖呈細(xì)粒浸染狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，中等穩(wěn)固，硬度系數(shù)f=8～10，平均體重3.09 t/m3。大理巖有蝕變(綠泥石化，蛇紋石化等)，質(zhì)地較松軟，極不穩(wěn)固，硬度系數(shù) f=6 ～8，平均體重2.86 t/m3。

1.2 原采準(zhǔn)工程布置

豐山銅礦南緣－175～－137.5 m分段－15～+15線礦塊原采用無底柱分段崩落采礦法，采場垂直礦體走向布置，長度為礦體厚度，進(jìn)路棱形布置，分段高度12.5 m，進(jìn)路間距10 m。采用圓盤鑿巖臺架裝YGZ－90型導(dǎo)軌式獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)，鉆鑿直徑Φ65 mm上向扇形孔，最大孔深9.5 m，炮孔排距1.5 ～1.8 m ，孔底距1.6 ～2.0 m。在每個采場靠上盤掘進(jìn)2 m×2 m的切割井，井深10 m，回采時(shí)由切割井從上盤向下盤后退式逐步回采。爆破采用粉狀2#巖石炸藥，F(xiàn)ZY－100型風(fēng)動裝藥器裝藥，裝藥密度0.95～1.0 g/cm3，采用孔底起爆器加非電導(dǎo)爆管雷管起爆后，用斗容為2 m3的WJ－2型柴油鏟運(yùn)機(jī)從回采進(jìn)路將礦運(yùn)至溜井放出。

2 分段空場法的應(yīng)用

優(yōu)化后的采礦方法為采用分隔頂板暴露面積的分段空場法。礦塊布置及構(gòu)成要素、采準(zhǔn)工作基本上和原無底柱分段崩落法一樣，只是在切割和回采工作上加以優(yōu)化。

(1)切割工作。在每個采場靠上盤掘進(jìn)2 m×2 m的切割井，切井兩邊施工2排輔助孔，排距1 m，深孔孔深分別為5，7，9 m。在距切井井邊0.5 m處布2排上向扇形孔，孔深為10～11 m，排距1.5 m，孔底距1.6～2.0 m。再間隔3.5 m 布置下一步距切割井及2排扇形上向孔。以此類推布置切割工程。

(2)回采工作?？可媳P在已經(jīng)形成的切割井為自由面用深孔分段微差起爆進(jìn)行擴(kuò)槽，以切割槽為自由面逐排爆破回采炮孔，每次起爆1排炮孔，2排做1個回采循環(huán)，再間隔3.5 m放下1個回采循環(huán)，采區(qū)礦柱厚3 m、高12 m、長10 m;礦房寬3.5 m、高15 m、長10 m。礦柱用于保證礦房跨度不超過安全極限跨度，如圖1(b)～圖1(d)所示。

圖1 南緣－187.5 m礦塊回采布置示意

(3)供礦。由WJ－2型柴油鏟運(yùn)機(jī)從回采礦房將礦運(yùn)至溜井放出，確保鏟運(yùn)機(jī)在厚度3 m、高12 m、長10 m的礦柱掩護(hù)下供礦。

(4)通風(fēng)。采場鑿巖爆破作業(yè)產(chǎn)生的粉塵、炮煙對作業(yè)人員健康危害很大，因此，工作面通風(fēng)的風(fēng)量應(yīng)保證滿足排塵和排除炮煙的需要，不得低于0.15 m/s;新鮮風(fēng)流經(jīng)分段運(yùn)輸平巷經(jīng)聯(lián)絡(luò)道到采場，清洗工作面后的污風(fēng)經(jīng)采場的上分段的聯(lián)絡(luò)道到上分段回風(fēng)巷，采用抽出式通風(fēng)。為保證采場的通風(fēng)效果，在采場的分段運(yùn)輸平巷聯(lián)絡(luò)道處安設(shè)1臺局扇。

(5)頂板管理。在每次崩礦后，對出礦巷道的頂板要進(jìn)行嚴(yán)格檢查和撬毛工作，對局部節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段進(jìn)行錨桿支護(hù)及噴砼支護(hù);出礦后迅速進(jìn)行對礦房眉線口進(jìn)行封堵，盡量減少礦房的暴露時(shí)間。在構(gòu)造裂隙發(fā)育密集帶及其風(fēng)化帶附在構(gòu)造裂隙發(fā)育密集帶及其風(fēng)化帶附近，巖礦石完整性差、穩(wěn)固性不好，個別地段發(fā)現(xiàn)有擠壓構(gòu)造破碎帶，在開采過程中應(yīng)加強(qiáng)地壓監(jiān)測和觀察，以防止出現(xiàn)冒頂、片幫等事故。

3 結(jié)論

2010年6月底，豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15～+15線礦塊回采工作安全順利完成。實(shí)際共回收礦量23504 t，綜合品位0.70%，金屬量164.53 t，回收率達(dá)到58%，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

實(shí)踐證明，采用分隔頂板暴露面積的分段空場法，回收在沒有覆蓋層造成空場的采場的方案，在采場巖石較穩(wěn)固的情況下是切實(shí)可行的，可在今后同類采場中推廣利用。

[1] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1990.

[2] 古德生，李夕兵，等.現(xiàn)代金屬礦床開采科學(xué)技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009

[3] 楊 坤，張純鋒.豐山銅礦北緣安全回采的探討[J].采礦技術(shù)，2010，10(2):1 －2，14.

2011－02－18)

楊 坤(1971－)，男，廣西全州人，工程師，主要從事采礦技術(shù)及管理工作。