倪國志 朱根鵬 許克彬 李科明 徐 東 紀(jì)曉飛

(1.赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院)

機(jī)械化階段空場崩落聯(lián)合采礦法在紅嶺礦的應(yīng)用*

倪國志1朱根鵬1許克彬1李科明2徐 東1紀(jì)曉飛1

(1.赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司；2.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院)

為解決分段空場法開采急傾斜厚大礦體時生產(chǎn)效率低、扇形中深孔炮孔利用率低、貧化損失大、采礦成本高、人工采準(zhǔn)切割勞動強(qiáng)度大、周期長等諸多缺點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)代礦山發(fā)展形勢，結(jié)合礦山生產(chǎn)實(shí)際情況，提出采用機(jī)械化階段空場崩落聯(lián)合采礦法。通過空場法回采礦房，崩落法回采礦柱，引進(jìn)機(jī)械化無軌施工設(shè)備，采用無底柱平底結(jié)構(gòu)、鏟運(yùn)機(jī)連續(xù)出礦、階段深孔爆破、固定碎石機(jī)二次破碎等技術(shù)，解決了傳統(tǒng)空場采礦法開采此類礦體存在的問題，使礦塊生產(chǎn)能力達(dá)到970 t/d，炸藥單耗、貧化損失率均大幅下降，效益顯著。

空場崩落采礦法 階段深孔 機(jī)械化

礦山企業(yè)根據(jù)其資源儲量規(guī)模、礦體賦存條件選擇適合的采礦方法，可提高生產(chǎn)能力、增加效益，礦山機(jī)械設(shè)備的大型化、環(huán)?；l(fā)展促進(jìn)了現(xiàn)代采礦技術(shù)的發(fā)展[1-6]。本文對分段空場采礦法開采急傾斜厚大穩(wěn)固礦體的弊端進(jìn)行了深入分析，結(jié)合某礦山生產(chǎn)實(shí)際，提出采用機(jī)械化階段空場崩落聯(lián)合采礦法。經(jīng)過1 a多的生產(chǎn)實(shí)踐，證明該采礦方法開采急傾斜厚大穩(wěn)固礦體是成功的。

1 礦體開采技術(shù)條件

某礦山為以鉛、鋅為主的矽卡巖型多金屬礦床，多產(chǎn)于燕山晚期花崗巖與二迭系大石寨組地層的外接觸帶上，以接觸交代類型為主，主要蝕變?yōu)槲◣r化。本礦床礦體均產(chǎn)在矽卡巖中，呈規(guī)則、似層狀，礦化均勻。礦體賦存于630～1 110 m標(biāo)高，最大延深480 m，礦體總體走向北東59°，傾向北西，傾角60°～80°，平均傾角75°，走向長度1 350 m，地表允許崩落。本文討論的開采方案主要用于礦體平均厚度在20 m以上的厚大礦體。礦體及圍巖的塊度較大，一般致密堅硬，穩(wěn)固性較好，構(gòu)造破碎帶不發(fā)育。巖石力學(xué)試驗(yàn)表明，該礦區(qū)板巖、大理巖、矽卡巖等抗壓強(qiáng)度為31～220 MPa，礦體頂?shù)装鍘r石屬堅硬半堅硬巖的非層狀、工程地質(zhì)條件簡單、水文地質(zhì)條件簡單的礦區(qū)，但在構(gòu)造破碎帶處巖石不穩(wěn)固，需進(jìn)行支護(hù)?；谠摰V體開采技術(shù)條件優(yōu)越，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、采掘工程外包等特點(diǎn)，要求新方案成本低、效率高、安全可靠。

2 機(jī)械化階段空場采礦法

將礦體沿走向劃分為若干個盤區(qū)，每個盤區(qū)包含4個采場，采場沿走向布置，長度200 m，每個礦塊長50 m，礦房長度32 m，寬為礦體厚度，階段高度50 m，間柱寬度18 m，頂柱厚度10 m，回采高度40 m，采用無底柱平底結(jié)構(gòu)出礦。采礦方案見圖1。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表1。

2.1 采準(zhǔn)切割工程

采準(zhǔn)工程主要布置在采場鑿巖水平和出礦水平。鑿巖水平采準(zhǔn)工程主要有頂部鑿巖硐室和輔助斜坡道，出礦水平采準(zhǔn)工程主要有穿脈出礦平巷和間柱出礦進(jìn)路、下盤脈外出礦平巷和下盤出礦進(jìn)路、礦石溜井。切割工程主要包括底部拉底空間及切割天井，切割天井布置在采場一側(cè)，由出礦水平施工至鑿巖水平。

2.2 回采工藝

(1)鑿巖穿孔。采用T-100G型自行式環(huán)形鑿巖鉆機(jī)，在位于礦房頂部的鑿巖硐室中鉆鑿下向平行深孔，在靠近上下盤位置布置部分斜孔，炮孔直徑90 mm，炮孔布置網(wǎng)度為2.2 m×2.4 m，切割槽網(wǎng)度為1.5 m×1.3 m，炮孔最大深度39.5 m。

(2)爆破落礦。采用散裝巖石銨油炸藥，高精度毫秒導(dǎo)爆管雷管，孔外導(dǎo)爆索連接逐孔起爆網(wǎng)路。崩落爆破時，炮孔下口用鐵絲懸吊木塞加巖屑堵孔，人工倒入炸藥至炮孔中，高精度毫秒導(dǎo)爆管雷管加φ70 mm乳化起爆藥包置于孔深中部，孔口裝填1.5～2.0 m炮泥，電力起爆器起爆。

圖1 機(jī)械化階段空場崩落聯(lián)合采礦方案

表1 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

(3)采場出礦。在采場底部下盤和兩端間柱平巷出礦，位于出礦平巷一側(cè)的出礦進(jìn)路直通采場拉底硐室，落下的礦石堆積在拉底硐室的底板上，由3 m3電動鏟運(yùn)機(jī)從出礦進(jìn)路端口鏟取后，經(jīng)出礦平巷搬運(yùn)至出礦溜井內(nèi)，至集中運(yùn)輸階段裝入礦車運(yùn)出。

3 結(jié) 語

機(jī)械化階段空場崩落聯(lián)合采礦方案具有如下特點(diǎn)：①將分段采準(zhǔn)變?yōu)殡A段采準(zhǔn)，降低了采切工程量；②采用機(jī)械化作業(yè)代替人工作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了人工勞動強(qiáng)度；③礦房礦柱順序落礦，同步集中出礦，最后采用無底柱崩落工藝回采間柱，降低了貧化、損失率。

[1] 魏曉明,李長洪，張立新.急傾斜厚大礦體采礦方法的選擇[J].金屬礦山,2014(4):31-34.

[2] 王瑞星.濱海金礦床點(diǎn)柱式大規(guī)模開采礦巖穩(wěn)定性分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013(1):19-20.

[3] PENG Kang. Research on safe mining technology of undersea metal Mine[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(3)：115-121.

[4] 彭 康,李夕兵.基于響應(yīng)面法的海下框架式采場結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].中南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2011(8):2417-2423.

[5] 彭 康,李夕兵.海下點(diǎn)柱式開采的有限元動態(tài)模擬分析[J].金屬礦山,2009(10):59-65.

[6] 彭 康,李夕兵.海底下框架式分層充填法開采中礦巖穩(wěn)定性分析[J].中南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2011(11):3452-3457.

*中南大學(xué)本科生自由探索計劃項目“尾礦膠結(jié)充填體穩(wěn)定性及與巖體智能匹配研究”(編號：2282013bks006)。

2015-04-22)

倪國志(1968—)，男，工程師，025450 內(nèi)蒙古赤峰市。