陳廣寶

(中國黃金集團(tuán)江西金山礦業(yè)有限公司)

淺孔留礦法標(biāo)準(zhǔn)采場的設(shè)計與施工

陳廣寶

(中國黃金集團(tuán)江西金山礦業(yè)有限公司)

為確保中深孔爆破落礦，江西金山礦業(yè)有限公司使用淺孔留礦法拉切割槽，在井下進(jìn)行了底盤漏斗中深孔落礦空場嗣后充填采礦方法試驗，針對長30 m，寬6 m，高16 m的切割槽進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)淺孔留礦法采礦場的設(shè)計與施工，并進(jìn)行了經(jīng)驗總結(jié)。

中深孔落礦 爆破切割槽 淺孔留礦法

江西金山礦業(yè)有限公司(以下簡稱“金山公司”)創(chuàng)建于1986年，建礦初期采選規(guī)模100 t/d，經(jīng)過20多a的擴(kuò)建，目前已形成處理原礦2 000 t/d的生產(chǎn)規(guī)模，是江西省最大的地下黃金開采企業(yè)。以淺孔房柱法為主，隨著采礦技術(shù)、裝備的逐步更新及工業(yè)指標(biāo)調(diào)整，該方法存在采礦貧損指標(biāo)高、工效低、作業(yè)安全條件差等諸多問題。為此，對淺孔留礦法形成切割槽的設(shè)計與施工進(jìn)行了經(jīng)驗總結(jié)[1]，試驗研究了底盤漏斗中深孔落礦空場嗣后充填采礦方法。

1 礦床開采技術(shù)條件

金山公司金山礦區(qū)位于金山金礦田南部，西與石塢礦區(qū)相連，東與雷高塢礦區(qū)相接。礦區(qū)大面積出露中元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖系，在溝谷和緩坡地段有第四系零星分布，雙橋山群是礦區(qū)含礦巖系。礦區(qū)有工業(yè)價值的礦石自然類型僅有原生礦石，礦石金屬硫化物含量為2.517%，平均含硫量1.27%，工業(yè)類型屬貧硫型金礦石。主礦體賦存于Ⅰ帶中下部，占礦床資源總量的68.71%，走向長1 910 m、傾向延伸1 480 m，礦體走向、傾向連續(xù)性好，最大厚度26.87 m，平均厚度4.16 m，平均傾角22°，平均品位5.06×10-6，礦巖平均密度2.71 t/m3，松散系數(shù)1.65，自然安息角45°。礦體下盤圍巖主要是變安山質(zhì)玄武巖、含碳千糜巖，上盤圍巖主要是安山質(zhì)玄武巖、砂質(zhì)千糜巖。礦體及其頂、底板圍巖屬半堅硬至堅硬完整穩(wěn)固性層狀巖體，礦巖硬度系數(shù)f=8～12，礦區(qū)內(nèi)斷層多但規(guī)模不大，水文地質(zhì)條件簡單[2]。

金山公司開拓系統(tǒng)采用中央主、副斜井向東西兩翼開拓，分別貫通東風(fēng)井和西風(fēng)井，中央對角式通風(fēng)，中段劃分高度25 m，礦石經(jīng)各中段卸入主溜井后通過主斜井箕斗提升至地表，廢石經(jīng)各中段車場通過副斜井串車提升至地表矸石山。投產(chǎn)初期受當(dāng)時經(jīng)濟(jì)技術(shù)及裝備水平的制約，多為平巷擴(kuò)采形式的平面空場采礦法，這種采礦方法對緩傾斜薄礦體進(jìn)行回采是合理的，但對于中厚及厚大礦體，因淺眼鑿巖、人行通風(fēng)及空區(qū)出礦等方面的限制，礦塊回采率較低，留下的頂柱和條柱難以進(jìn)行二次回采。空場嗣后充填可以有效地對采空區(qū)進(jìn)行處理，大規(guī)模中深孔落礦可以提高人員作業(yè)安全系數(shù)、降低人工作業(yè)強(qiáng)度、提升單個采礦場生產(chǎn)能力，預(yù)防大規(guī)?？諈^(qū)冒落等地質(zhì)災(zāi)害，同時也可以減少向地表尾礦庫排放尾砂量，延長尾礦庫服務(wù)年限。試驗采用淺孔留礦法形成爆破切割槽，給中深孔爆破提供爆破空間[3]。

2 礦塊劃分和采場參數(shù)

2.1 礦塊劃分

試驗采礦場選在-130 m中段307～309線，礦塊生產(chǎn)探礦控制網(wǎng)度為25 m×25 m。經(jīng)過兩個中段生產(chǎn)勘探，第二次圈定無論礦石量、厚度、品位與金屬量均發(fā)生小幅正變。

試驗采場長軸方向垂直礦體走向布置，采場長60 m、寬37 m，沿短軸方向劃分兩個礦房，礦房間預(yù)留條柱作為永久損失，其中礦房長度等于盤區(qū)長度，為60 m，礦房寬度為30 m，礦柱寬度為7.0 m。礦房平行布置雙電耙道，2臺55 kW電耙出礦，雙側(cè)漏斗受礦，每條電耙道采幅寬度15 m。盤區(qū)礦體加權(quán)平均厚度14.125 m，礦石量84 979 t，其中礦房礦石量68 902 t，礦柱礦石量16 077 t；加權(quán)平均地質(zhì)品位2.33 g/t；盤區(qū)金屬量198 kg，其中礦房金屬量160.54 kg，礦柱金屬量37.46 kg。采場設(shè)計見圖1。

圖1 淺孔留礦法標(biāo)準(zhǔn)采場設(shè)計

2.2 采場規(guī)格

采場分布于-130 m中段以上-305～307線，為中深孔大爆破補(bǔ)償空間，兩條電耙巷道平行布置，采場長度等于試驗盤區(qū)寬度為37 m，寬度6 m，高度等于礦體垂直厚度為16 m。

3 淺孔留礦法采礦場的設(shè)計及施工

(1)技術(shù)要求。對于大規(guī)模中深孔爆破來說，爆破空間的大小、形狀及其施工質(zhì)量是該采礦試驗方法成敗的關(guān)鍵。爆破空間的技術(shù)參數(shù)必須滿足后期中深孔爆破的需要，即使在擠壓爆破條件下其覆蓋礦巖也要有15%的空隙體積，否則，將會出現(xiàn)立槽、懸拱或其他事故。爆破切割槽形成方式有：垂直天井?dāng)U槽法、中深孔爆破一次成井法、淺眼留礦法、楔形掏槽法、斜天井掏槽法等。本次試驗采用普通淺眼留礦法，采場所形成的空間作為爆破補(bǔ)償空間，其技術(shù)要求：①位于礦體最厚大處，以保證大爆破有足夠的拋擲空間；②采場兩幫必須直立，尤其在靠近第一個爆破排處更是如此；③靠近第一個爆破排最好采成一定的角度，即垂直于礦體傾向的角度(12°)，中深孔鑿巖炮孔方向就可以垂直于礦體傾向。

(2)采場設(shè)計。①溜礦井邊幫應(yīng)與電耙巷道中心線對應(yīng);②電耙漏斗布置方式，雙側(cè)漏斗有交叉布置與對稱布置兩種方式，結(jié)合其他礦山實際經(jīng)驗，宜采用交叉布置方式[4];③人行、通風(fēng)天井與巷道，采場兩個行人、通風(fēng)聯(lián)絡(luò)天井分別布置于-305 m與307線，利用原來的生產(chǎn)勘探工程(距離約25 m，均與-105 m中段水平巷道相通，如果風(fēng)速不夠，可采用局部通風(fēng)解決)，每一個行人天井分別布置兩層或三層行人聯(lián)絡(luò)道，最大高差不到2.0 m；④1#、2#漏斗分別布置于電耙道兩側(cè),整個采場一共有4個漏斗，可以滿足生產(chǎn)需要。漏斗施工主要包括斗井施工、開鑿切割巷道、斗井辟漏等，形成漏斗的切割工程量約60 m3，使用YT-28和YSP-45型兩種鑿巖機(jī)鑿巖。

(3)施工技術(shù)。普通淺眼留礦法施工包括電耙巷道底部結(jié)構(gòu)與采場采礦兩個部分。電耙巷道和底部結(jié)構(gòu)布置在礦體下盤的巖石中，礦巖分掘分運(yùn),每天開鑿3～4個工作面，每個工作面布置2臺鉆機(jī)同時掘進(jìn)，出礦作業(yè)設(shè)置多個懸掛點拐彎耙礦，多個機(jī)臺、多個工作面同時掘進(jìn)，以加速電耙巷道底部結(jié)構(gòu)施工。

淺眼留礦法采礦施工的技術(shù)優(yōu)點：平場工作量少，工人作業(yè)環(huán)境相對較好，使用釬桿、釬頭數(shù)量少，單位炮孔長度落礦量大，單位炸藥消耗少，采場生產(chǎn)能力比較大，可以采成安全性好的拱形，可利用控制爆破技術(shù)。缺點是礦石大塊率比較高，且不好處理；使用YSP-45型鑿巖機(jī)上向落礦，采礦效率較低，鑿巖時間長；采場平整度差，平場工作量大，每米落礦量少，炸藥單耗高。但落礦塊度均勻且與采場邊界整齊[5]。

4 注意事項

(1)采場規(guī)格。采場兩幫必須直立，欠挖不能超過半米；中深孔鑿巖布置炮孔方向垂直于礦體傾向。

(2)控制爆破及預(yù)裂爆破。采用平面與立面交替進(jìn)行控制爆破落礦技術(shù)，即先用水平孔控制爆破回采一個分層，然后用上向孔再回采另一個分層，交替進(jìn)行。水平控制爆破保證了采場作業(yè)面呈平整弧形，消除危石，采場工作人員始終在水平控制爆破的頂板下作業(yè)，安全有所保證，也免去了上向孔落礦后的橇頂平場支護(hù)工作，采礦強(qiáng)度得到提高[6]。

(3)邊幫預(yù)裂爆破，確保礦壁直立。為了使采場的3個幫達(dá)到自然垂直或與礦體垂直，采場開采時要進(jìn)行預(yù)裂眼爆破試驗，即在礦壁線處使用YSP-45上向鑿巖機(jī)每隔0.8～1.2 m鉆同一高度的炮眼，不耦合裝藥，以達(dá)到預(yù)切效果，根據(jù)試驗結(jié)果來確定合理的鑿巖爆破參數(shù)。

(4)預(yù)期達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。①采礦工效100 t/臺班；②采礦損失率控制在8%以下；③礦石貧化率控制在10%以下；④炸藥單耗0.2～0.4 kg/t。

5 結(jié) 語

近1a多來，金山公司礦山大規(guī)模采礦場比較少，絕大部分礦石都是在各中段殘礦回收時出礦的；受制于井下三級礦量不平衡，采礦方法單一，生產(chǎn)壓力大；礦山提升方式采用主、副斜井聯(lián)合提升，其能力受到運(yùn)材料、運(yùn)人員、深部礦體開拓等問題的限制而難以發(fā)揮。在目前礦山生產(chǎn)條件下，任務(wù)、指標(biāo)比較重，試驗采場是金山金礦的樣板工程，希望通過新的采礦方法的實施，使該礦技術(shù)水平、出礦能力都得到提高，生產(chǎn)經(jīng)營達(dá)到一個新水平。

[1] 長春黃金研究院.江西金山金礦采礦方法試驗研究項目實施方案設(shè)計說明書[R].德興：江西金山金礦，2009.

[2] 江西省地質(zhì)四隊.江西金山金礦床金山-朱林-陽山礦段地質(zhì)勘探報告[R].德興：江西金山金礦，1986.

[3] 尚精華.金山金礦殘礦回采技術(shù)總結(jié)與展望[R].德興：江西金山金礦，2009.

[4] 采礦手冊編委會.采礦手冊(4)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1990.

[5] 龔清平,李新福,姚 香.河臺金礦三強(qiáng)作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用[J].黃金,2002,23(5)：20-22.

[6] 中國黃金生產(chǎn)實用技術(shù)編委會.中國黃金生產(chǎn)實用技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1998.

2015-04-03)

陳廣寶(1970—)，男，副總經(jīng)理，高級工程師，334213 江西省德興市花橋鎮(zhèn)。