高志榮 張 睿

(西北礦冶研究院)

利用中深孔房柱法開采某鉛鋅礦緩傾斜厚礦體

高志榮 張 睿

(西北礦冶研究院)

緩傾斜厚大礦體是國內(nèi)外公認的難采礦體，根據(jù)東升廟礦區(qū)在850 m中段以上礦體的產(chǎn)狀采用分段鑿巖階段礦房法和淺孔留礦法，但在800 m中段礦體整體東移，傾角變緩，礦山現(xiàn)有的采礦方法已經(jīng)無法適用，經(jīng)過前期的方案比較、技術論證，針對東升廟某鉛鋅礦800 m中段礦體的特點，將采礦方法改為中深孔房柱法。結合礦山現(xiàn)有的開拓工程，布置采準切割工程，獲得了較好的經(jīng)濟技術指標。

中深孔房柱法 緩傾斜厚礦體 采切工程

緩傾斜礦體由于礦體傾角小于礦石自然安息角，崩落礦石無法靠自重完全放出，出礦必須使用搬運設備，但東升廟某鉛鋅礦采場無頂板監(jiān)護設備，安全隱患較為突出。目前，國內(nèi)廣泛采用房柱法、分段崩落法和底盤漏斗法等回采該類礦體，但存在一系列尚未解決的問題，如礦柱的永久損失、采礦成本高、礦石貧損率高等[1-3]。

1 礦山概況

東升廟礦區(qū)處于陰山山脈狼山中段南緣與河套平原接壤地帶北側(cè)狼山山脈中。礦區(qū)為剝蝕構造山區(qū)，屬低中山地形，山頂具近似圓形的單面山地貌特征。礦區(qū)內(nèi)巖石裸露程度較高，植被稀疏，礦區(qū)海拔1 050～1 183 m，相對高差80～145 m，山脈呈NEE走向，山勢陡峻。目前，礦區(qū)被3個礦權人分割，8#(少部分3#～8#線)～40#線為內(nèi)蒙古東升廟某礦業(yè)公司所有，其外圍已另設有礦權。

礦山成立于2000年10月，經(jīng)過多次技改擴建，至今已形成采選130萬t/a的生產(chǎn)規(guī)模。近年來，公司計劃將產(chǎn)能提高到180萬t/a，前期各項工作均已完成，目前正在進行主副井的施工。礦山現(xiàn)階段采用主平硐+斜井聯(lián)合開拓方式，主平硐位于1 050 m 水平，在14#線處有一盲斜井通往800 m水平，主要用于上下人員。各中段均采用電機車運輸，通過盲斜井串車提升至1 050 m上部車場，經(jīng)編組后，由電機車牽引至主平硐外原礦倉卸載?，F(xiàn)階段采礦方法主要為分段鑿巖階段空場法和淺孔留礦法。

2 礦體賦存狀況

2.1 主采礦體

礦山主要開采對象為2#、11-1#、3-1#鋅硫礦體，其中2#礦體為主要開采對象。礦體整體走向EW，傾向以北傾為主，傾角大部分為40°～60°。礦體以18#、20#線為界，分為東西兩部分。2#礦體在24#線由向斜轉(zhuǎn)變?yōu)楸承?，空間分布和形態(tài)發(fā)生了較大變化，且礦體傾角變陡。礦石硬度系數(shù)為12～20，巖石硬度系數(shù)為12～20，礦石體重為3.7 t/m3，巖石體重為3.0 t/m3，礦石自然安息角為38.8°，巖石自然安息角為40.6°。礦巖屬穩(wěn)固類型，允許有一定的暴露空間，礦巖無結塊、自燃現(xiàn)象，地表允許崩落。

2.2 800 m中段礦體賦存狀態(tài)

礦體在800 m中段整體東移，傾角變緩，平均約20°，水平厚度為40～150 m，大部分約80 m，垂直高度為15～55 m，真厚度為13～50 m。28#線以東，礦體成明顯的向斜構造，南、北兩側(cè)為下盤，中部為上盤，圍巖較為穩(wěn)固。到目前為止，800 m中段開拓工程已基本形成，東部28#～32#線穿脈巷道已全部形成，部分穿脈工程達到36#線處。

3 采礦方法選擇

采礦方法的選擇取決于幾個方面的因素，首先是礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀和厚度變化，其次是巖石力學性質(zhì)及工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，再次是經(jīng)濟可行性。礦山現(xiàn)階段生產(chǎn)采用的采礦方法為：①急傾斜厚度大于5 m的礦體選用分段鑿巖階段礦房法;②厚度小于5 m的礦體選用淺孔留礦法。在800 m中段,礦體傾角變緩，平均約20°，礦石無法靠自重放出，原有采礦方法已經(jīng)無法繼續(xù)使用。根據(jù)礦體的賦存特點、地質(zhì)水文條件和技術可行性等因素，結合礦體剖面圖和800，814，829，850 m水平工程布置情況，推薦采用中深孔房柱法開采該中段以下的礦體。

4 采切工程布置

4.1 800 m中段工程布置

根據(jù)中深孔房柱法布置方式，采用下盤脈外開拓方式。當脈外巷道施工至剖面線位置后，首先沿巷道西側(cè)斜向上以一定角度施工溜礦井至礦體邊界處；然后在溜礦井附近開鑿電耙硐室，電耙硐室完成后沿剖面線方向從礦體底板向上施工鑿巖上山至814 m分段，與800 m中段工程貫通；垂直剖面線施工拉底巷道，依次施工切割天井，切割拉槽。

采切工程形成以后，以切割槽為自由面，由下至上后退式回采，在鑿巖上山巷道內(nèi)鑿垂直扇形中深孔，采用小抵抗線大孔底距的鑿巖爆破參數(shù)，采用多種爆破技術改善爆破效果。崩落礦石采用電耙絞車耙至溜礦井經(jīng)下部漏斗裝入礦車，工程布置見圖1。

圖1 800 m中段工程布置

4.2 814 m分段工程布置

814 m分段工程布置也采用脈外巷道開拓，施工上山至采礦邊界處隨后往上施工天井，與850 m中段工程貫通。工程暫時未控制礦體，根據(jù)上山施工情況分析礦體產(chǎn)狀，結合估算的剩余礦量考慮是否需要增加工程。

4.3 850 m中段工程布置

為了解決800m中段，814m分段及礦房通風問

題，根據(jù)下部工程所對應的貫通位置，從現(xiàn)有巷道內(nèi)分別向貫通位置施工巷道，以便由下至上施工回風天井，解決通風問題。

4.4 采切工程量統(tǒng)計

根據(jù)以上工程布置情況，采切工程量見表1。

表1 采切工程量統(tǒng)計

5 結 論

(1)采用中深孔爆破一次使用炸藥量大，應注意爆破后的通風，進入采場前應監(jiān)測有毒有害氣體，確保安全后方可進入采場作業(yè)。

(2)因采場暴露面積較大，在施工過程中應隨時觀測頂板結構，如有浮石、礦柱不穩(wěn)或地壓異常等現(xiàn)象，應將人員及時撤離至安全區(qū)域。

(3)中深孔房柱法是緩傾斜厚礦體可行的開采方案，在開采過程中應根據(jù)礦山實際情況，逐步熟悉使用該方法，以適應緩傾斜中厚到厚礦體的采礦生產(chǎn)。

[1] 黃勝生.國內(nèi)外緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2001(4)：21-24.

[2] 尹升華，吳愛祥.緩傾斜中厚礦體采礦方法現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].金屬礦山，2007(12)：10-13.

[3] 崔曙忠.某鐵礦中厚及以上緩傾斜礦體采礦方法研究[J].金屬礦山，2012(8)：21-24.

2015-01-08)

高志榮(1986—)，男，工程師，730900 甘肅省白銀市白銀區(qū)人民路19號。