張慶旭，張 寶，宋 甫，危流永，周益龍

(1.廣西桂華成有限責(zé)任公司， 廣西 賀州市 542800；2. 長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012)

削壁充填法在珊瑚礦的應(yīng)用研究

張慶旭1，張 寶2，宋 甫1，危流永1，周益龍2

(1.廣西桂華成有限責(zé)任公司， 廣西 賀州市 542800；2. 長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012)

針對(duì)珊瑚礦淺孔留礦法開采極薄礦脈損失貧化大的問題，對(duì)采礦方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在下一步開采中，擬推廣應(yīng)用削壁充填法。通過選定具有代表性的礦段開展削壁充填法現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)，并結(jié)合珊瑚礦井下生產(chǎn)管理的現(xiàn)狀，制定了一系列試驗(yàn)采場(chǎng)生產(chǎn)組織管理辦法。試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用削壁充填法后，損失率降低60%，貧化率降低61%，采切比降低40%，井下采礦直接成本降低4.5%，達(dá)到了預(yù)期目的。

極薄礦脈；削壁充填法；工業(yè)試驗(yàn)；生產(chǎn)組織管理

0 引 言

珊瑚礦是廣西桂華成有限責(zé)任公司的一個(gè)礦山，位于廣西鐘山縣珊瑚鎮(zhèn)境內(nèi)，以開采鎢、錫資源為主，年設(shè)計(jì)采選處理量為33萬t/a。礦體特征為急傾斜(65°～89°)、厚度小(0.1～2.0 m)、條帶狀，鎢(WO3)品位1.18%，錫(Sn)品位0.35%。當(dāng)前主要利用生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的淺孔留礦法來回采，管理較為方便，不過淺孔留礦法存在自身的一些問題，如大量礦石積壓在采場(chǎng)上，影響企業(yè)的的資金周轉(zhuǎn)；脈幅小，為保證合理的上采空間，采幅過大，造成貧化率高，達(dá)到63%；底柱、間柱、頂柱等設(shè)計(jì)損失較多，達(dá)到25%；采場(chǎng)回采結(jié)束后，采空區(qū)、底部結(jié)構(gòu)仍需投入一定的維護(hù)費(fèi)用。

目前，珊瑚礦企業(yè)生存條件越來越復(fù)雜，為提高出窿原礦金屬品位，降低成本提高效益，需要對(duì)原有的采礦方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。通過調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)削壁充填法在開采珊瑚礦類似礦體時(shí)有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以解決淺孔留礦法不能解決的一些問題，而且能給企業(yè)帶來的凈收益更多，可以達(dá)到降貧損、增效益的目的。

1 削壁充填法礦塊經(jīng)濟(jì)效益分析

1.1 標(biāo)準(zhǔn)礦塊基礎(chǔ)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)確定

為了在同一標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)比分析采用削壁充填法和淺孔留礦法開采礦塊的經(jīng)濟(jì)效益，選定了傾角、厚度、品位、開采技術(shù)條件在珊瑚礦中占的比例較大、有代表性的礦塊，見表1，其中鎢錫精礦價(jià)格取自近幾年平均值，該類型礦石量占全礦總礦量的60%。

表1 礦塊基礎(chǔ)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1.2 削壁充填法與淺孔留礦法的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

在開采同等條件礦塊的情況下，對(duì)削壁充填法礦塊與淺孔留礦法的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比，計(jì)算得出削壁充填法礦塊為企業(yè)帶來的凈收益比淺孔留礦法礦塊多出27.32萬元，增加43.5%，能讓珊瑚礦產(chǎn)生非?？捎^的效益。同時(shí)，單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)礦塊采用削壁充填法開采時(shí)，上交稅金增加20%，給國(guó)家創(chuàng)造了更多的稅收。因此，可以在珊瑚礦選定具有代表性的礦塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)。

2 削壁充填法現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)選擇

削壁充填法試驗(yàn)采場(chǎng)地點(diǎn)的選擇以不影響現(xiàn)有生產(chǎn)情況為主，礦段的平均厚度、傾角、穩(wěn)固程度等具有代表性，同時(shí)考慮到盡快開展現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)，避免花費(fèi)大量的時(shí)間在切割、安裝混凝土漏斗等上，選定了已經(jīng)完成采準(zhǔn)工程的75中段28(10-13)采場(chǎng)。該礦塊礦脈傾角60°～80°，平均厚度0.4 m，鎢(WO3)品位1.08%，錫(Sn)品位0.30%。最后，對(duì)其底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煲苑舷鞅诔涮罘ɑ夭尚枰?/p>

2.2 試驗(yàn)采場(chǎng)單體設(shè)計(jì)

削壁充填法試驗(yàn)采場(chǎng)——28(10-13)采場(chǎng)長(zhǎng)度68 m，高度50 m。留3 m底柱，不留頂柱和間柱。順路溜礦井間距15 m，如圖1所示。采場(chǎng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10 t/d，損失率10%，貧化率25%。

2.3 試驗(yàn)采場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織管理

圖1 削壁充填法試驗(yàn)采場(chǎng)布置

為了更好組織管理削壁充填法的生產(chǎn)，并結(jié)合珊瑚礦井下生產(chǎn)管理的現(xiàn)狀，根據(jù)削壁充填法采礦工藝流程制定了試驗(yàn)采場(chǎng)生產(chǎn)組織管理辦法，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)管理人員的現(xiàn)場(chǎng)指揮和監(jiān)督，保證工業(yè)試驗(yàn)的順利開展。詳細(xì)如下：

(1) 采場(chǎng)落礦。落礦前要檢查好膠墊鋪設(shè)是否嚴(yán)密，采幅全寬都要鋪好，以免漏礦。炮孔要選擇合理的爆破參數(shù)，以使爆下的礦石塊度合理，盡量使粉礦量降至最低。一般采用“一采一削”為一個(gè)工作循環(huán)。

采用“之”字型單孔布眼方式。炮孔布置在礦體與圍巖分界處的圍巖一側(cè)，炮孔不得超過礦體邊界。炮孔孔深1.7 m，炮眼傾角45°～60°，孔間距0.3～0.4 m。裝藥采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，每孔裝藥2～3卷，各孔之間分段起爆。

(2) 出礦。采場(chǎng)出礦前要進(jìn)行全面安全檢查，確?？砂踩龅V后，及時(shí)組織工作人員出礦，要做到強(qiáng)采強(qiáng)出，為削壁創(chuàng)造條件，加快作業(yè)循環(huán)，以增加采場(chǎng)產(chǎn)量。

(3) 削壁充填。削壁部位的選擇視圍巖的穩(wěn)定性而定，優(yōu)先考慮削下盤。同時(shí)，削壁要嚴(yán)格控制充填料的塊度，要為平場(chǎng)著想，爆破削下的塊度要有利于平場(chǎng)和鋪墊工作的進(jìn)行，特別是上部鋪墊的塊度。

削壁采用“一”型布眼方式。炮孔孔深1.7 m，炮眼傾角45°～60°，孔間距1.0～1.2 m。裝藥采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，孔底適當(dāng)加大藥量，孔口減小裝藥量，平均每孔裝藥2～3卷，各孔之間分段起爆。

(4) 平場(chǎng)。削壁充填后，需要平整采場(chǎng)內(nèi)爆破削下的圍巖(充填料)。平場(chǎng)工應(yīng)盡量將采場(chǎng)整平，大塊充填料的突出部分，用大錘砸平，凹陷部分用碎石填平，以保證膠墊不受損壞，并方便礦石搬運(yùn)。

(5) 鋪設(shè)彩條布和膠墊。膠墊鋪設(shè)平整是提高采場(chǎng)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。彩條布和膠墊要鋪嚴(yán)，必須將膠墊按搬運(yùn)礦石方向順茬搭接，不能露出充填料。

(6) 架設(shè)順路人行井、溜井。順路人行井和溜井是采場(chǎng)行人、通風(fēng)、材料和礦石運(yùn)輸通道。采場(chǎng)每分層削壁充填前，必須先進(jìn)行順路人行井和溜井的架設(shè)，與削壁充填的高度相適應(yīng)，架設(shè)寬度不得少于1.5 m×1.5 m，高度應(yīng)超出采場(chǎng)底板30 cm左右，防止“活石”落下傷人，或放炮時(shí)將坑木砸壞。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益在削壁充填法試驗(yàn)過程中，記錄各種實(shí)際數(shù)據(jù)，然后統(tǒng)計(jì)分析，獲得了削壁充填法試驗(yàn)采場(chǎng)28(10-13)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如表2所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，與淺孔留礦法采場(chǎng)相比，損失率降低了60%、貧化率降低了61%、采切比降低了40%、井下采礦直接成本降低了4.5%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和預(yù)期目的。

表2 削壁試驗(yàn)采場(chǎng)28(10-13)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 結(jié) 論

通過對(duì)比分析削壁充填法和淺孔留礦法的開采經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)現(xiàn)采用削壁充填法產(chǎn)生的凈利潤(rùn)能增加43.5%，明顯大于淺孔留礦法。并選定平均厚度、傾角、穩(wěn)固程度等具有代表性的75中段28(10-13)采場(chǎng)作為削壁充填法工業(yè)試驗(yàn)采場(chǎng)，進(jìn)行了施工設(shè)計(jì)，對(duì)試驗(yàn)采場(chǎng)的開采技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用削壁充填法開采后，采場(chǎng)損失率降低了60%，貧化率降低了61%，采切比降低了40%，井下采礦直接成本降低了4.5%，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)和預(yù)期的目的。目前，珊瑚礦開采范圍內(nèi)厚度為0.1～0.4 m的礦脈儲(chǔ)量約有316萬t，采用削壁充填法開采可增加15624萬元的效益，能為國(guó)家多創(chuàng)造8235萬元的稅收。削壁充填采礦法對(duì)珊瑚礦提高出窿金屬品位、增加經(jīng)濟(jì)效益、回收更多珍貴的鎢錫資源具有重要的推廣意義。

[1]危流永，張 寶，宋 甫,等. 珊瑚鎢礦急傾斜極薄礦脈群聯(lián)合開采方案優(yōu)選 [J].采礦技術(shù)，2014，14(4): 1￣4.

[2]黃家賢，宋 甫，危流永,等. 珊瑚黑鎢礦淺孔留礦法優(yōu)化研究 [J].采礦技術(shù)，2015，15 (1): 1￣4.

[3]夏建波，梁 誠(chéng)，劉亞力. 花石頭礦區(qū)分采充填與留礦聯(lián)合采礦法應(yīng)用[J].昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2007，23(1): 25￣27.

[4]張 寶. 賽什塘銅礦采礦方法優(yōu)化研究 [J].礦業(yè)工程，2011，9 (2): 18￣20.

[5]張伶年，尹彥波. 急傾斜極薄礦脈采礦方法優(yōu)選研究 [J].采礦技術(shù)，2010，10(3): 29￣30.

[6]危流永，鄭伯坤. 紅石膏膠結(jié)充填技術(shù) [J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2014，34(5):13￣14.

[7]盧偉國(guó)，徐克剛，王 洋,等. 削壁充填留礦采礦法試驗(yàn)研究與應(yīng)用[J]. 黃金，2003，23(11): 24￣26.

[8]朱定福. 削壁留礦法開采急傾斜極薄礦脈[J]. 科技傳播，2011(22): 142￣143.

2015￣02￣04)

張慶旭(1986-)，男，廣西賀州人，助理工程師，本科，主要從事礦山生產(chǎn)管理工作，Email:zhangbao850812@126.com。