楊尚歡 王瑞星 王 平 于常先 馬云慶

(山東黃金礦業(yè)(萊州)股份有限公司三山島金礦)

脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷在盤區(qū)式采場回采中的應(yīng)用

楊尚歡 王瑞星 王 平 于常先 馬云慶

(山東黃金礦業(yè)(萊州)股份有限公司三山島金礦)

三山島金礦較大礦體主要用房柱交替式盤區(qū)上向分層充填采礦法回采，每個(gè)采場布置一條采場聯(lián)絡(luò)道,增加了采礦成本。為減少采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)和壓頂工程量，采用在采場下盤布置一條沿礦體走向的脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷的方式回采，可以減少采場聯(lián)絡(luò)道數(shù)量，縮短采準(zhǔn)工程的施工時(shí)間。通過對同一礦塊應(yīng)用2種采準(zhǔn)方式對比，優(yōu)化后的采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)量和壓頂量分別減少15 509.52 m3和16 682.42 m3，分段巷、分段聯(lián)絡(luò)巷和泄水井的工程量共減少2 966.82 m3，由于礦體分布不規(guī)則，下盤脈內(nèi)巷道增加廢石掘進(jìn)量8 925.72 m3。整個(gè)采場的采準(zhǔn)工程量可節(jié)約26 233.04 m3，節(jié)省了大量掘進(jìn)成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

盤區(qū)式采場 脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷 采礦成本

三山島金礦是我國首個(gè)海底開采的硬巖礦山，采用豎井和斜坡道聯(lián)合開拓，目前厚度在20 m以上的礦體回采主要采用房柱交替式盤區(qū)上向分層充填采礦法，通過調(diào)整礦房、礦柱的回采高度及回采順序，取消了間柱，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域性連續(xù)回采[1]。厚度小于20 m的礦體采用進(jìn)路式采礦法和其他采礦方法回采。而房柱交替式盤區(qū)上向分層充填采礦法(下稱盤區(qū)采礦法)回采過程中采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)量和壓頂量相對較大，增加了采礦成本，如何合理優(yōu)化采場結(jié)構(gòu)參數(shù)[2]，減少采場聯(lián)絡(luò)道等采準(zhǔn)工程量，降低采礦成本是目前需要解決的問題。

1 采場工程地質(zhì)條件

西山礦區(qū)某采場礦體主要賦存于F1斷層下盤的黃鐵絹英巖和絹英巖中，以細(xì)脈浸染狀礦化及脈狀礦化為主。礦體連續(xù)分布，走向長173 m，平均厚53 m，傾角在35°～40°，傾向南東。由于靠近F1斷層，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，巖石較為破碎。F1斷層泥一般厚5～10 cm，工程揭露后易坍塌。礦塊位于F3斷裂帶以北富水區(qū)，主要為構(gòu)造裂隙水，節(jié)理構(gòu)造局部有滴水現(xiàn)象。

2 采礦工藝現(xiàn)狀

2.1 采準(zhǔn)工程布置

由輔助斜坡道掘進(jìn)分段聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系各個(gè)分段，在滿足運(yùn)輸設(shè)備爬坡要求的適當(dāng)位置布置分段巷，再由分段巷分別掘進(jìn)每個(gè)采場的聯(lián)絡(luò)道，到達(dá)礦體下盤后，在采場的適當(dāng)位置為每個(gè)采場布置一條風(fēng)井以滿足采場通風(fēng)需要；在每個(gè)采場聯(lián)絡(luò)道內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢貌贾眯顾?，以滿足充填排水及生產(chǎn)廢水泄流需要。每個(gè)采場布置一條采場聯(lián)絡(luò)道，每個(gè)分段服務(wù)第一層的各條采場聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)形成，第一分層結(jié)束后，服務(wù)該分段的各條采場聯(lián)絡(luò)道壓頂形成。采場布置見圖1。

圖1 采場布置

2.2 回采方式

盤區(qū)采礦法將礦塊分為礦房和礦柱兩部分，采場垂直礦體走向布置，分為一步采礦房采場和二步采礦柱采場，交錯(cuò)布置，交替上升回采[3]。該礦塊共劃分為10個(gè)采場，其中1#～9#采場利用盤區(qū)采礦法進(jìn)行回采，10#采場由于礦體較薄，采用進(jìn)路式采礦法回采。

該礦塊中段高45 m，分為B，(B+15)和(B+30) m 3個(gè)分段，其中B m分段服務(wù)3個(gè)分層，(B+15)和(B+30) m分段分別服務(wù)5個(gè)分層。礦塊的分層回采高度為3 m，控頂高度為4 m，充填高度3 m。先回采 2#、4#、6#和8#礦房采場3個(gè)分層，共9 m，回采結(jié)束后接頂充填；然后回采 1#、3#、5#、7#和9#礦柱采場，每個(gè)采場8個(gè)分層，前 3個(gè)分層為二步礦柱回采，后5個(gè)分層為一步礦房回采，共25 m，回采結(jié)束后接頂充填。如此循環(huán)，每個(gè)采場的一步采礦房和二步采礦柱交替上升。

3 盤區(qū)采礦工藝優(yōu)化

為減少盤區(qū)采礦法回采礦體時(shí)的采場聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)和壓頂?shù)裙こ塘?，降低采礦成本，在該采場地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，采用在礦體下盤布置脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷的方式回采該部分礦體。

3.1 采準(zhǔn)工程布置優(yōu)化

由輔助斜坡道掘進(jìn)分段聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系各個(gè)分段，在滿足運(yùn)輸設(shè)備爬坡要求的適當(dāng)位置布置分段巷，再由分段巷掘進(jìn)2條采場聯(lián)絡(luò)道以滿足運(yùn)輸和安全的需要，到達(dá)礦體下盤后，沿著礦體走向在下盤邊界布置脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷聯(lián)系各個(gè)盤區(qū)采場。在2條采場聯(lián)絡(luò)道內(nèi)分別布置泄水井，以滿足充填排水及生產(chǎn)廢水泄流的需要。為減少充填時(shí)板墻的材料消耗，滿足充填時(shí)板墻架筑的安全要求，在每個(gè)采場的礦體下盤靠近脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷的位置預(yù)留4 m的礦柱(圖2陰影部分)，在礦柱內(nèi)垂直礦體走向掘進(jìn)3.6 m×4 m(寬×高)的通道進(jìn)入正常回采的礦體。優(yōu)化采場布置見圖2。

3.2 回采方式優(yōu)化

礦塊仍劃分為10個(gè)采場，其中1#～9#采場利用礦體下盤設(shè)脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷的盤區(qū)采礦法回采，10#采場采用進(jìn)路式采礦法回采。

礦塊的分層回采高度為3 m，控頂高度為4 m，充填高度為3 m。先回采 2#、4#、6#和8#礦房采場，回采結(jié)束后接頂充填；然后回采 1#、3#、5#、7#和9#礦柱采場，預(yù)留高1 m的空間，不接頂充填。每個(gè)采場充填時(shí)，充分利用預(yù)留的礦柱，減小板墻架筑的面積。待該分層礦體回采結(jié)束后，利用后退式片采預(yù)留的礦柱，在2條采場聯(lián)絡(luò)道的適當(dāng)位置架設(shè)板墻，充填脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷和預(yù)留礦柱的空區(qū)，本分層結(jié)束。

圖2 脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷采場布置

2條采場聯(lián)絡(luò)道同時(shí)壓頂，進(jìn)行下一分層回采，此時(shí)先回采1#、3#、5#、7#和9#礦房采場，接頂充填，然后再回采2#、4#、6#、8#礦柱采場，預(yù)留高1 m的空間，不接頂充填，如此循環(huán)，直至該礦塊回采結(jié)束。

4 預(yù)期效果

2種采準(zhǔn)方式中每個(gè)采場都布置一條風(fēng)井，而采場聯(lián)絡(luò)道的布置和泄水井的布置則不同。由于風(fēng)井的工程量相差不多，只做相差較大的分段聯(lián)絡(luò)巷、分段巷、采場聯(lián)絡(luò)道掘進(jìn)、采場聯(lián)絡(luò)道壓頂、脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷和泄水井6項(xiàng)采準(zhǔn)工程量對比。采準(zhǔn)工程量對比見表1。

由表1可知，利用脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)道的方法可以使采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)量和壓頂量大幅度減少，相同條件下的同一采場中，優(yōu)化后的采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)量和壓頂量分別減少15 509.52m3和16 682.42m3，分段巷的工程量可減少2 144.86m3，泄水井和分段聯(lián)絡(luò)巷可減少工程量785.78m3和36.18m3。由于礦體不規(guī)則，使得下盤脈內(nèi)巷道的布置存在一部分廢石掘進(jìn)，增加廢石掘進(jìn)量8 925.72m3?？傮w而言，整個(gè)采場的采準(zhǔn)工程量可節(jié)約26 233.04m3。

表1 2種采準(zhǔn)方式工程量對比 m3

工程名稱優(yōu)化前優(yōu)化后工程量差值分段聯(lián)絡(luò)巷979.17942.99-36.18分段巷4517.112372.25-2144.86采聯(lián)掘進(jìn)18883.013373.49-15509.52采聯(lián)壓頂20948.624266.20-16682.42脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷08925.72+8925.72泄水井1010.29224.51-785.78

5 結(jié) 語

(1)本文以三山島金礦西山礦區(qū)某采場為例，介紹了盤區(qū)采礦法在較厚大礦體回采中的應(yīng)用現(xiàn)狀和通過脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷對采準(zhǔn)工程優(yōu)化后在盤區(qū)式采場中的應(yīng)用。通過對比相關(guān)采準(zhǔn)工程量可知：利用脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷的方式布置采準(zhǔn)工程可以大幅度減少采場聯(lián)絡(luò)道的掘進(jìn)量和壓頂量。

(2)由于礦體不規(guī)則，下盤脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷增加部分廢石掘進(jìn)，但整個(gè)采場可節(jié)約采準(zhǔn)工程量26 233.04m3。脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)可根據(jù)礦體的不同賦存情況進(jìn)行再優(yōu)化，將廢石掘進(jìn)轉(zhuǎn)化為脈內(nèi)掘進(jìn)，可有效降低回采成本。

(3)脈內(nèi)聯(lián)絡(luò)巷采準(zhǔn)方式可推廣至其他利用盤區(qū)式采礦法的采場中，可有效減少掘進(jìn)工程量，從而降低采礦成本，增加礦山效益。

[1]LiuZhixiang，DangWen'gang,HeXianqun,etal.Cancellingorepillarsinlarge-scalecoastalgolddeposit:AcasestudyinSanshandaogoldmine,China[J]TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina, 2013,23(10):3046-3056.

[2] 彭 超，郭奇峰，冀 東，等．多重賦權(quán)模糊綜合評價(jià)在采場結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[J]．金屬礦山，2014(4)：22-27.

[3] 趙國彥，盧俊華，劉志祥．房柱交替上升式采礦工藝時(shí)空變換力學(xué)分析[J]．礦冶工程，2012，32(1)：1-8.

Application of Connection Roadway Within Mineral Vein in Panel Type Stope Mining

Yang Shanghuan Wang Ruixing Wang Ping Yu Changxian Ma Yunqing

(Sanshandao Gold Mine, Shangdong Gold Mining (Laizhou) Co., Ltd.)

The large orebodies in Sanshandao gold mine are mined mainly by the method of room and pillar alternating upper layer filling on the panel, each stope is arranged a connection roadway, so, the mining cost is increased. In order to reduce the tunneling and coping quantities of stope connection roadway, arrange a connection roadway within mineral vein along with the direction of orebody tend so as to reduce the amount of stope connection roadways and shorten the mining engineering construction time. The applications results of the two mining methods of the same ore block are analyzed, the analysis results show that the tunneling and coping quantities are reduced 15 509.52 m3, 16 682.42 m3respectively and the engineering quantities of the segmented lane, piecewise connection roadway and drainage well are reduced 2 966.82 m3by adopting the improved mining method. Due to the irregular distributed orebodies, the amount of waste rocks tunneling of the footwall roadway within mineral vein is increased 8 925.72 m3. The whole stope mining quantities can be reduced 26 233.04 m3, therefore, the tunneling cost can be saved, the economic and social benefits are significant.

Panel type stope, Connection roadway within mineral vein, Mining cost

2015-03-10)

楊尚歡(1979—)，男，助理工程師，碩士,261442 山東省煙臺市萊州三山島街道。