張良貴 ZHANG Liang-gui

（冬瓜山銅礦技術(shù)部，銅陵 244031）

（Technology Department of Dongguashan Copper Mine，Tongling 244031，China）

老鴉嶺空區(qū)下部礦體采礦方法的探討

張良貴 ZHANG Liang-gui

（冬瓜山銅礦技術(shù)部，銅陵 244031）

（Technology Department of Dongguashan Copper Mine，Tongling 244031，China）

本文從空區(qū)的規(guī)模和穩(wěn)定性、礦床的地質(zhì)條件和回采強(qiáng)度、空區(qū)對(duì)生產(chǎn)的危害性等方面闡述了崩落法在特定條件下，可以不進(jìn)行人工放頂，以形成空?qǐng)龀龅V條件，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

空區(qū)；廢石墊層；礦柱；回采時(shí)間

1 老鴉嶺礦床簡(jiǎn)介和地質(zhì)概述

老鴉嶺礦床是冬瓜山銅礦獅子山礦區(qū)的一個(gè)組成部分，與西獅子山礦床毗鄰。主要礦體賦存于青龍群和大隆組中，共有大小礦體144個(gè)，其中主要礦體3個(gè)，次要礦體4個(gè)；走向延伸最長(zhǎng)為1117m，一般為400m，埋深最淺距地表100m，賦存標(biāo)高+4m～-200m，個(gè)別礦體最深為-452m。其它礦體賦存標(biāo)高-61m～-545m。有用礦物主要為銅。礦石類型一般為矽卡巖型。礦石較堅(jiān)硬，f=12～15，圍巖f=1～16，均屬致密堅(jiān)固，但從目前坑下揭露的情況看，由于成礦前后斷層多，褶皺起伏頻繁，巖墻穿插，造成斷層及巖墻附近礦巖較破碎，地壓大，采場(chǎng)不宜大面積暴露，另外局部圍巖層理發(fā)育，也給頂板管理帶來(lái)一定的難度。

2 開(kāi)采現(xiàn)狀

2.1 采礦現(xiàn)狀 老鴉嶺礦床自1980年正式投產(chǎn)以來(lái)，-160m中段以上礦體品位較低（一般0.8%左右），采用崩落法；下部礦體品位較高（1.7%），采用充填法開(kāi)采。-220m中段作為充填法的首采中段，設(shè)計(jì)成南東翼和北西翼兩步驟回采充填方案，到96年底為止，充填總量達(dá)11.5萬(wàn)m3。充填空區(qū)主要分布在-150m～-140m（6#～10#川1.4萬(wàn)m3全尾砂）和-220m中段南東翼(4#～12#川8.7萬(wàn)m3砼、尾砂、尾膠均有)，-220m中段北西翼(6#～8#川1.4萬(wàn)m3，全尾砂)。這個(gè)方案在實(shí)施過(guò)程中由于種種原因的影響，結(jié)果-220m中段南東翼全部按要求充填完畢，北西翼除6#～8#采場(chǎng)外，采空區(qū)均未充填。見(jiàn)圖1。

老鴉嶺上部空區(qū)于1986年7月2日冒通地表，陷落漏斗縱向長(zhǎng)160m，橫向90m，主要位于4#～10#川之間?？諈^(qū)頂板距地表平均厚為110m，表土厚約為5m。陷落區(qū)山地坡度26度，山地面積5800m2，移動(dòng)帶3300m2，其平面面積6000m2，順山坡匯水面積23200m2。到目前為止，整個(gè)陷落區(qū)趨于穩(wěn)定，在下部中部生產(chǎn)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)表土和地表雜物，證明采宛若區(qū)冒落體均是圍巖。從地表看，陷落區(qū)內(nèi)無(wú)積水，證明冒落體透水性較好。

2.2 空區(qū)的形成和分布 老鴉嶺礦床自投產(chǎn)至96年底，一共采出礦石量230萬(wàn)噸，其中崩落法采礦178萬(wàn)噸，充填法采礦52萬(wàn)噸。-160m中段以上(用崩落法回采的)礦體已全部回采結(jié)束，-220m中段的充填法采場(chǎng)已近尾聲，-250m中段開(kāi)始采礦，-280m中段已在開(kāi)拓。老鴉嶺空區(qū)現(xiàn)有42萬(wàn)m3，詳情見(jiàn)表1。在42萬(wàn)m3的空區(qū)中，能夠形成一定規(guī)模的空區(qū)22.6萬(wàn)m3。另外，-100m無(wú)礦帶以上，F(xiàn)G6斷層以南部分由于空區(qū)較集中（約20萬(wàn)m2）距地表較近（約110m）現(xiàn)已冒通地表。這部分空區(qū)基本上被圍巖充實(shí)。F6以北空區(qū)都是體積較小的盲空區(qū)。

表1 各中段空區(qū)分布表

2.3 目前各中段保有的地質(zhì)儲(chǔ)量（見(jiàn)表2）

表2 目前各中段保有的地質(zhì)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）

3 深部礦體采礦方法選擇

3.1 充填采礦法 充真采礦法最突出的優(yōu)點(diǎn)是：礦石貧化損失小，能有效地防止發(fā)生大規(guī)模的巖層移動(dòng)，從而保證生產(chǎn)作業(yè)的安全。但從老鴉嶺礦床的實(shí)際情況來(lái)看，它具有以下弊端：

3.1.1 生產(chǎn)能力受到制約 充填采場(chǎng)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，采場(chǎng)能力小，不能滿足計(jì)劃要求，加上充填采場(chǎng)滲出的大量泥砂造成運(yùn)輸巷道水溝淤積，以致運(yùn)輸?shù)婪e水成患，嚴(yán)懲地影響運(yùn)輸?shù)男屎妥鳂I(yè)環(huán)境，又制約了生產(chǎn)能力。

3.1.2 加大了生產(chǎn)成本 充填生產(chǎn)工藝復(fù)雜、管理難度大、工序多、工效低、成本高。充填采場(chǎng)砼封閉量大，質(zhì)量要求高，施工難度大。充填采礦下部需做人工底柱，否則下部礦體回采需留較厚的頂柱。還有尾砂脫泥不徹底，采場(chǎng)脫水困難，造成充填采場(chǎng)腔內(nèi)壓力非常大，給生產(chǎn)帶來(lái)不安全因素。如果將-220m中段和-190mD-1礦體的采空區(qū)全部充完，那么增加成本266萬(wàn)元，加上-250m中段還要形成18萬(wàn)m3空區(qū)，則仍會(huì)增加300萬(wàn)元生產(chǎn)直接成本（注：膠結(jié)成本是24.8元/立方米，尾砂充成本8.5元/立方米，為93年直接成本。現(xiàn)有空區(qū)按膠結(jié)和尾充各50%計(jì)算）。

3.2 崩落法工藝回采的好處 老鴉嶺-120m中段以下所使用的崩落法采礦，基本上是在空?qǐng)銮闆r下出礦的，這種獨(dú)特的采礦方法極大地提高了生產(chǎn)能力和資源利用率，同時(shí)也大大降低了礦石的貧化損失和生產(chǎn)成本，給冬瓜山銅礦生產(chǎn)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。與充填法相比這種方法在經(jīng)濟(jì)上有著無(wú)可爭(zhēng)議的優(yōu)勢(shì)，但在安全方面仍需進(jìn)行必要的論證。

3.2.1 礦床開(kāi)采的技術(shù)條件 老鴉嶺礦床礦體圍巖均致密堅(jiān)硬，除局部巖墻和破碎帶穩(wěn)固性較差外，大部分較穩(wěn)固，所以空?qǐng)鰲l件下出礦是有保證的，多年來(lái)的事實(shí)也證明了這一點(diǎn)（-400m曾有9000平方米的暴露面積，也未有突發(fā)性大面積冒落）。

3.2.2 從老鴉嶺空區(qū)分布情況看 老鴉嶺-100米以上空區(qū)已冒通地表，以圍巖充入后，所?？諈^(qū)只有13萬(wàn)立方米，-100米上下近20米厚的無(wú)礦帶到目前為止仍較完整。另外，-160米中段底部已充填1.4萬(wàn)立方米，厚約5m并留有6米的論著柱，已將-160米中段與-190米中段空區(qū)隔開(kāi)。-220米中段開(kāi)采已近尾聲，南東翼已全部被充填?，F(xiàn)有空區(qū)約14萬(wàn)立方米頒在北西部分。老鴉嶺整個(gè)空區(qū)走向長(zhǎng)度均在300米以上。其間留有6#和8#兩個(gè)礦柱。6#～8#采場(chǎng)（-210m～-166m）現(xiàn)已充填與6#、8#柱形成組合礦柱（見(jiàn)圖2）。將空區(qū)從縱向上隔成兩段，提高了北西空區(qū)的穩(wěn)定性。到目前為止，未發(fā)現(xiàn)大面積冒落，所以這些空區(qū)對(duì)-200m中段和-190m中段回采目前還不會(huì)造成危險(xiǎn)。

3.2.3 從目前回采順序和時(shí)間看 -190m中段截止96年底剩余礦量8.5萬(wàn)噸，最遲可于98年底結(jié)束，目前-220m中段空區(qū)均較穩(wěn)定，所以對(duì)190m中段回采暫不會(huì)造成影響。-220m中段地質(zhì)儲(chǔ)量有56萬(wàn)噸，但在本中段可采礦量只有7萬(wàn)噸左右，采礦可以于99年底結(jié)束，這樣從時(shí)間上看，現(xiàn)有空區(qū)不充填對(duì)-190m-220m兩中段回采影響不大。-250m中段地質(zhì)儲(chǔ)量有60萬(wàn)噸，加上-220m中段在本中段回采的有36萬(wàn)噸，共計(jì)86萬(wàn)噸，這些礦體分布在F6以北（23萬(wàn)噸）南東翼（44萬(wàn)噸）和北西翼（19萬(wàn)噸）。F6以北上部是盲區(qū)，南東翼上部是充填體，對(duì)采礦均無(wú)影響，主要是北西翼（上面是-220m中段2#～8#采空區(qū)7萬(wàn)立方米）采礦時(shí)有點(diǎn)影響。因此我們計(jì)劃將6#、8#柱延伸至-250m中段，另外，將-250m中段6#～8#NW采場(chǎng)用膠結(jié)充填，以保證整個(gè)礦柱的完整柱，趣到支撐空區(qū)的作用。如果按年產(chǎn)16萬(wàn)噸礦石量計(jì)算，-250m中段回采只需7年即可完成，按目前上部空區(qū)的情況分析-250m中段回采是安全的。

3.2.4 從對(duì)-280m中段開(kāi)采影響看 從-250m現(xiàn)有的探礦資料表明，-250m以下礦體變得十分平緩，且向兩翼伸長(zhǎng)，這樣-250m空區(qū)的正下方基本是無(wú)礦帶，只要在-250m水平礦體兩翼各留一個(gè)礦柱（因礦體較薄且平繪，其所占礦量非常?。涂梢詫?250m以上空區(qū)與-280m中段完全隔開(kāi)，也就不會(huì)影響-280m中段及其以下中段的回采。

3.2.5 從現(xiàn)有空區(qū)內(nèi)部情況看 老鴉嶺空區(qū)的穩(wěn)定性雖差，但也有其有利一面，一般來(lái)說(shuō)坑內(nèi)采礦后形成了采空區(qū)，空區(qū)擴(kuò)大到一定程度時(shí)便會(huì)引起頂板圍巖冒落，這種冒落一般都是零星的逐步發(fā)生的。只有在空區(qū)內(nèi)有大的裂隙、滑面存在時(shí)，才有可能產(chǎn)生大的冒落。就是等到大面積冒落的時(shí)候，空區(qū)詢問(wèn)已冒落有一定厚度的圍巖墊層（一般均有15米厚），這樣墊層也可以消除高壓氣流的危害。另外從《獅子山銅礦礦空區(qū)監(jiān)按及安全開(kāi)采的研究》結(jié)論中可知，空區(qū)空隙率在0.45～0.5區(qū)間變化時(shí)，腔垂直深小于140米的情況下，腔內(nèi)氣流不能形成激波，只有高空氣浪。而老鴉嶺空區(qū)-160m中段以上已基本上被冒落圍巖充滿，所以空區(qū)最大高度是-160m～-250m計(jì)90米距離，其值仍小于140米。因此，即使軍分區(qū)會(huì)大面積冒落也不會(huì)形成激波。

3.2.6 空區(qū)監(jiān)控 為了確保下部生產(chǎn)的安全，可以在-100m無(wú)礦帶和160m中段的隔離帶附近布置空區(qū)監(jiān)控點(diǎn)，以便及時(shí)準(zhǔn)確地提供空區(qū)的變化情況。

3.2.7 空區(qū)處理 老鴉嶺-250m中段閉坑后，可將一切與下部中段有聯(lián)系的通道全部封閉，然后任其自然冒落，地表陷落區(qū)可能有所擴(kuò)大，但與充填法相比，其經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。

4 結(jié)論

老鴉嶺空區(qū)穩(wěn)定性雖差，不能長(zhǎng)期存在，但有其自身的有利因素，空區(qū)總量雖大，但形成規(guī)模的不大，其間被多個(gè)礦柱或無(wú)礦帶分割而化整為零，采場(chǎng)內(nèi)頂板冒落法繼續(xù)開(kāi)采是可行，經(jīng)濟(jì)效益也是較顯著的。

[1]祝方才，潘長(zhǎng)良，等.冬瓜山礦床巖爆發(fā)生機(jī)制分析[J].金屬礦山，2002(2)：20-21.

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[4]張志強(qiáng)，張寶樹(shù)等.巖爆發(fā)生條件的基本分析[J].鐵道學(xué)報(bào)，2005(5)：82-84.

[5]編委會(huì).新編《礦山采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》井巷工程卷[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

On Mining Method of Lower Orebody in Laoyaling Mined-out Area

This article considers the mineral deposits geological conditions and mining intensity,the dangers derived from mined-out area for production,the size and stability of mined-out area etc aspects,expounds caving mining method under certain conditions,which does not need artificial caving and can form an empty field for mine shoveling,thus obtain a good economic benefit.

mined-out area；waste rock cushion；rock pillar；stoping time

張良貴（1963-），男，安徽銅陵人，采礦中級(jí)職稱，研究方向?yàn)榈叵麻_(kāi)采。

TD852

A

1006-4311（2014）13-0022-02