李印洪

（1.湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院，長(zhǎng)沙410014；2.非煤礦山通風(fēng)防塵湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410014）

峪耳崖金礦殘礦資源回收技術(shù)研究與實(shí)踐

李印洪1，2

（1.湖南有色冶金勞動(dòng)保護(hù)研究院，長(zhǎng)沙410014；2.非煤礦山通風(fēng)防塵湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙410014）

為解決峪耳崖金礦資源短缺問題，進(jìn)行了礦山殘礦資源回收技術(shù)的研究。以該礦盲21號(hào)脈殘礦資源中的削壁充填料開采為工程背景，通過空區(qū)調(diào)查和穩(wěn)定性分析，得出殘礦資源回收的技術(shù)參數(shù)，利用井下充填系統(tǒng)泵送碎石混凝土充填料形成人工連續(xù)礦柱。實(shí)踐證明，該技術(shù)可以安全、高效、經(jīng)濟(jì)地回收盲21號(hào)脈殘礦資源。

殘礦資源；充填料；空區(qū)穩(wěn)定性；人工連續(xù)礦柱

國(guó)內(nèi)礦山開采歷史悠久，而且礦脈多數(shù)采用空?qǐng)龇ㄩ_采，在淺部遺留大量殘礦資源［1］。隨著淺部資源消耗，保有儲(chǔ)量減少，在當(dāng)前國(guó)家提倡資源節(jié)約與綜合利用的新形勢(shì)下，特別是在深部資源勘查和開發(fā)存在一些困難，而且過去開采遺留的殘礦品位相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件合理的情況下，這些淺部殘礦資源的回收利用更顯優(yōu)勢(shì)［2］，是彌補(bǔ)礦山資源不足，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑之一。

河北峪耳崖金礦是中國(guó)黃金集團(tuán)下屬礦山，為百年礦山。建礦以來，共出礦石200多萬t，主要開采45m標(biāo)高以上的礦體。峪耳崖金礦年生產(chǎn)任務(wù)為黃金量1t，而目前開采的45m標(biāo)高以下中段所探明的礦脈為極薄礦脈，厚度大部分在0.1m，平均出礦品位僅3g/t，故生產(chǎn)壓力非常大。而峪耳崖金礦的盲21號(hào)脈等主要開采礦體現(xiàn)已開采完畢，采用空?qǐng)龇ㄩ_采留下一些品位極高的頂、底、點(diǎn)柱，空?qǐng)龅装逦闯龈蓛舻臍埩舻V石礦粉，削壁充填法留下大量含一定品位的充填細(xì)料及分段頂?shù)字?，品位較好，存量也較大。通過對(duì)其開采條件進(jìn)行研究分析，提出了有效的開采方法，以彌補(bǔ)礦山深部開采產(chǎn)量的不足，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 殘礦資源概況

1.1 盲21號(hào)脈開采技術(shù)條件

盲21號(hào)脈是一條黃鐵礦石英脈型礦體。脈長(zhǎng)600m，延深大于200m。礦體產(chǎn)狀較穩(wěn)定，礦體傾角從上到下逐漸變緩，上部?jī)A角35°～55°，下部?jī)A角17°～21°；厚度從上到下逐漸變薄，最厚達(dá)1.7m，平均厚度0.25m。品位在0.15～500g/t變化，平均品位100g/t；礦體分支復(fù)合現(xiàn)象明顯，并在次級(jí)構(gòu)造中有同程度的礦化。

礦石類型為黃鐵礦石英脈型。含礦構(gòu)造常有閃長(zhǎng)脈巖出現(xiàn)，并有黃鐵礦化，為盲21號(hào)礦體主要找礦標(biāo)志。礦體受后期多期次的斷裂構(gòu)造影響，有不同程度的錯(cuò)動(dòng)，并使局部破碎帶發(fā)育。礦體圍巖以花崗巖、灰?guī)r為主。

1.2 盲21號(hào)脈遺留殘礦情況分析

盲21號(hào)脈使用的采礦法有空?qǐng)霾傻V法、削壁充填采礦法，比例為1︰1。

峪耳崖金礦盲21號(hào)脈殘礦資源主要有四種類型［3］，分析如下：

1）點(diǎn)柱：存在于使用全面法回采的空區(qū)中，在245m水平以下廣泛分布，是目前盲21號(hào)脈空區(qū)的主要維護(hù)方式之一。

2）頂?shù)字褐饕冈V柱，主要分布在245 m水平以下。245m水平以上使用削壁充填法回采的礦房多采用人工假底的形式，無回采價(jià)值。頂?shù)字蔷S持各中段、分段巷道的主要方式。

3）削壁充填料：盲21號(hào)脈產(chǎn)于花崗巖體與灰?guī)r接觸帶附近的斷裂構(gòu)造帶中，接觸帶靠近礦脈處有品位富集，因此，削壁充填料中有一定的金品位，其品位為5～10g/t。

4）采場(chǎng)未放出的礦石（粉）：全面法回采的礦房當(dāng)中，受電耙出礦的制約，部分礦石及富礦粉未能放出。

在殘礦資源回采中，礦柱的回采最為普遍，而削壁充填料開采最為特殊，以峪耳崖金礦盲21號(hào)脈削壁采礦法充填的低品位礦石的開采為例來研究分析殘礦資源的回收利用。

2 殘礦開采穩(wěn)定性分析

2.1 殘礦區(qū)域穩(wěn)定性調(diào)查

盲21號(hào)脈生產(chǎn)中主要以連續(xù)開采為主，大面積采空區(qū)相連通，空區(qū)規(guī)模較大，部分采空區(qū)因治理工作的滯后，已發(fā)生垮塌［4］。

盲21號(hào)脈最大埋深約為500m，地壓較大，以往的生產(chǎn)過程中曾有局部巖爆的發(fā)生。目前，采空區(qū)內(nèi)的地壓顯現(xiàn)較為明顯，主要體現(xiàn)在：1）局部塌陷，盲21號(hào)脈開采范圍已有五處較大規(guī)模的塌陷區(qū)；2）頂板下沉較為嚴(yán)重，且正在進(jìn)一步發(fā)展；3）空區(qū)內(nèi)礦柱有不同程度的破壞，礦柱的破壞主要有兩種形式——單斜面剪切破壞和拉伸破壞。

2.2 空區(qū)穩(wěn)定性分析

為了得出削壁充填體內(nèi)開采時(shí)采場(chǎng)的尺寸參數(shù)，采用FLAC3D快速拉格朗日法分析軟件來模擬分析開采空區(qū)穩(wěn)定性［5］。簡(jiǎn)化采場(chǎng)參數(shù)，選擇建模的采場(chǎng)示意圖如下，首先礦山當(dāng)前的采場(chǎng)寬度為10 m，在此寬度基礎(chǔ)上，分別選取為7、8、9、10和11m五種參數(shù)作為采場(chǎng)寬度進(jìn)行模擬分析，在這些參數(shù)范圍內(nèi)，經(jīng)模擬可知，當(dāng)?shù)V柱寬度為4m時(shí)，空區(qū)破壞不是礦柱破壞所致，這在后續(xù)的模擬過程中也得到了驗(yàn)證，故取礦柱寬度為4m。

以礦柱寬度為4m，采場(chǎng)寬度為7、8、9、10和11 m，分別進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示采場(chǎng)中有兩處拉應(yīng)力集中，分別為采場(chǎng)頂板中間位置和礦柱與下盤圍巖連接處。當(dāng)采場(chǎng)寬度為10m和11m時(shí)頂板最大拉應(yīng)力超過巖體抗拉強(qiáng)度，頂板出現(xiàn)破壞區(qū)，頂板處于不穩(wěn)固狀態(tài)；而采場(chǎng)寬度為7、8、9m時(shí)，最大拉應(yīng)力未超過巖體抗拉強(qiáng)度，位移量在安全范圍內(nèi)。從安全和開采的兩個(gè)角度綜合考慮，選擇采場(chǎng)寬度為8m，人工礦柱為4m時(shí)為最優(yōu)［6］。

圖1 采場(chǎng)建模示意圖（沿礦體走向剖面圖）Fig.1 The schematic diagram of stope model（the section along orebody）

圖2d＝4m、L＝8m時(shí)的位移等值線圖Fig.2 The displacement contour map ofd＝4m，L＝8m

2.3 采空區(qū)充填料回收設(shè)計(jì)

2.3.1 采場(chǎng)參數(shù)及人工連續(xù)礦柱

峪耳崖金礦建立了井下移動(dòng)式泵送充填系統(tǒng)，可以將井下廢石破碎后充填到采場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和模擬結(jié)果，為保證安全回采，選擇人工連續(xù)礦柱寬度為4m，采場(chǎng)寬度為8m，人工連續(xù)礦柱長(zhǎng)度為采場(chǎng)斜長(zhǎng)。人工連續(xù)礦柱在采場(chǎng)中的布置見圖3，人工連續(xù)礦柱剖面圖見圖4、5。

圖3 人工連續(xù)礦柱在采場(chǎng)中布置圖Fig.3 Artificial continuous pillar layout in the stope

圖4 人工連續(xù)礦柱剖面圖AFig.4 The section A of artificial continuous pillar

圖5 人工連續(xù)礦柱截面圖BFig.5 The section B of artificial continuous pillar

2.3.2 采場(chǎng)回采

盲21號(hào)脈削壁充填法采場(chǎng)內(nèi)低品位礦石，經(jīng)過幾十年的復(fù)雜井下環(huán)境（如熱、濕等）的放置，長(zhǎng)期的氧化、風(fēng)化和擠壓作用使得充填的低品位礦石板結(jié)和結(jié)塊，這些采場(chǎng)早已開采完畢，已做封堵處理，采場(chǎng)和巷道變形或垮塌嚴(yán)重［7］。在此情況下，要恢復(fù)生產(chǎn)，須先恢復(fù)沿脈巷道，在恢復(fù)沿脈巷道時(shí)，要注意觀察巷道和采場(chǎng)的變化情況，安裝巷道收斂測(cè)量?jī)x和聲發(fā)射儀，并觀測(cè)記錄，做好安全工作［8-9］。

整體由下至上回采，中段內(nèi)的回采順序是先回采中央的低品位礦石，再?gòu)闹醒胂騼啥饲斑M(jìn)式進(jìn)行回采；由于采場(chǎng)受到一定的破壞，目前處于次生穩(wěn)定狀態(tài)，中段回采時(shí)注意應(yīng)先回采未接頂處低品位礦石，避免造成采場(chǎng)頂板的垮塌［10］。

在回采開始之間，在盲21號(hào)脈中間開通一條主通道，此通道作為充填管路的主管路，并作為人行通道、通風(fēng)巷道、材料運(yùn)輸巷道，在整個(gè)回采充填過程中，必須保證主通道的暢通和安全。在主通道的回采過程中，必須進(jìn)行支護(hù)，并安裝鋼弦壓力盒對(duì)頂板壓力進(jìn)行檢測(cè)。主通道從148中段貫穿至330中段，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，主通道必須提前回采中段至少一個(gè)中段的高度。

3 總結(jié)

我國(guó)有色金屬礦的賦存特點(diǎn)是小礦多、大礦少，上部品位高，下部品位低。而20世紀(jì)50～90年代多使用空?qǐng)霾傻V法開采，遺留下大量的空區(qū)礦柱和充填料（低品位礦）支撐地壓。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，人工混凝土支柱的性能、材料、成本已能滿足礦山回收礦柱的需求，因此，人工混凝土支柱支撐空區(qū)地壓，大量回收礦柱及空區(qū)殘留資源，技術(shù)上可行，安全上有保證，在處理遺留空區(qū)的同時(shí)，還能獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的推廣價(jià)值。

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Study and practice on stoping technology of residual resources in Yuerya Gold Mine

LI Yinhong1，2
（1.Hunan Labour Protection Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410014，China；2.Key Laboratory of Non-Coal Mine Ventilation and Dust Prevention of Hunan Province，Changsha 410014，China）

In order to solve the resources shortage problem of Yuerya Gold Mine，study of recycling residual resources is started.The mining cutting walls filling about residual resources of the 21st blind ore vein in Yuerya Gold Mine，is conducted a project background，through goaf investigation and stability analysis，it is concluded that the residual resources recycling technology parameters，and pumping concrete using underground filling system form artificial continuous pillar，it has proved that it can be safe，efficient and economic to recovery residual resources of the 21st blind ore vein in practice.

residual resources；filling material；goaf stability；artificial continuous pillar

TD863

Α

1671-4172（2015）03-0023-03

李印洪（1975-），男，工程師，采礦工程專業(yè)，主要從事礦山安全和礦井通風(fēng)技術(shù)的研究。

10.3969/j.issn.1671-4172.2015.03.006