王　耀

(大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司)

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大斷面進(jìn)路充填法在某緩傾斜中厚銅礦床的應(yīng)用

王耀

(大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司)

摘要采用進(jìn)路充填采礦法回采緩傾斜中厚礦體，在礦石回采過程中存在著貧化損失率高、回采效率低等問題。某緩傾斜中厚銅礦體在進(jìn)路充填回采過程中，通過優(yōu)化進(jìn)路充填采場(chǎng)斷面，降低了貧化損失率，提高了采礦效率，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可供類似礦山參考。

關(guān)鍵詞緩傾斜中厚礦體大斷面進(jìn)路充填法貧化損失率

緩傾斜中厚礦體傾角一般為15°～30°，礦體水平厚4～15 m，由于緩傾斜中厚礦體特殊的地質(zhì)構(gòu)造特征，加大了開采難度，出現(xiàn)了如采場(chǎng)采切比大、礦石運(yùn)搬困難、回采率低下、貧化損失率高等問題[1-3]。緩傾斜中厚礦體開采方法主要有房柱法[4]、上向進(jìn)路充填法[5]等，房柱法主要用于開采石膏、鉀鹽等非金屬礦，上向進(jìn)路充填法主要用于開采銅等貴重金屬礦床。本研究以某緩傾斜銅礦體為例，詳細(xì)介紹了大斷面進(jìn)路充填法在該礦山的應(yīng)用成果，為類似礦山提供借鑒。

1開采技術(shù)條件

某銅礦床為沉積巖型銅礦，巖體穩(wěn)固性系數(shù)為6～8，礦體上盤巖體為板巖，巖體中等穩(wěn)固以上，下盤巖體為變質(zhì)花崗巖，中等穩(wěn)固—穩(wěn)固，礦體為板巖，層狀構(gòu)造，屬中等穩(wěn)固巖體，礦體傾角約25°，礦體水平厚8～10 m，礦體走向約1 500 m，銅礦石品位約2.0%。該銅礦床采用斜坡道和豎井聯(lián)合開拓方式，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力100萬t，設(shè)計(jì)中段高度100 m，中段底柱高度20 m，每個(gè)中段劃分為5個(gè)分段，分段高度16 m，主運(yùn)輸巷道有-200 m和-300 m 2個(gè)運(yùn)輸水平，中段采用有軌運(yùn)輸方式。

2大斷面進(jìn)路充填法應(yīng)用

2.1采礦工藝選擇

為降低礦石貧化率，減小采礦對(duì)周圍環(huán)境的破壞，確保資源安全高效開采，顧及礦體厚度，礦體回采設(shè)計(jì)采用機(jī)械化進(jìn)路式上向水平分層充填法。由于中段高度較高且水平運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，礦石搬運(yùn)困難，在礦體下盤分段巷道布置5個(gè)斜長(zhǎng)溜井，礦石通過斜溜井至主運(yùn)輸水平，通過有軌運(yùn)輸方式運(yùn)至礦石卸載站。

2.2礦體采準(zhǔn)切割回采

礦體采準(zhǔn)切割如圖1所示。

圖1　礦體采準(zhǔn)布置

(1)礦塊采準(zhǔn)。礦體主斜坡道布置于礦體下盤，斜坡道與各分段平巷或中段運(yùn)輸巷道相連。設(shè)計(jì)礦塊長(zhǎng)60 m，礦塊寬為礦體厚度，各礦塊間預(yù)留3～4 m厚永久隔離柱。采場(chǎng)采準(zhǔn)施工鑿巖臺(tái)車掘進(jìn)施工，巷道斷面規(guī)格4 m×3.8 m，首先施工下盤分段平巷，然后施工垂直于下盤分段平巷的長(zhǎng)45 m水平聯(lián)絡(luò)巷道，且穿過礦體。

(2)礦石回采、搬運(yùn)與充填。待采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道穿過礦體后，采用鑿巖臺(tái)車在礦體內(nèi)掘進(jìn)斷面規(guī)格為4 m×4 m回采進(jìn)路，采用鏟運(yùn)機(jī)將礦石搬運(yùn)至礦體下盤主溜井，進(jìn)路掘進(jìn)直至礦塊永久隔離柱停掘，如此完成1個(gè)分層的回采。礦石回采完畢后，聯(lián)絡(luò)道壓頂，隨后進(jìn)行采場(chǎng)接頂充填，在接頂充填過程中，采用三通膠管充填，確保上盤接頂，充填完畢后，掘進(jìn)回采上1個(gè)分層，實(shí)現(xiàn)循環(huán)連續(xù)上采。

(3)采場(chǎng)通風(fēng)。采場(chǎng)各分層接頂充填，采場(chǎng)內(nèi)無法自然通風(fēng)，須采用局扇強(qiáng)制通風(fēng)，采用局扇壓入-抽出式混合通風(fēng)方式。

2.3大斷面充填進(jìn)路設(shè)計(jì)

進(jìn)路充填法在回采礦石的過程中，原小斷面進(jìn)路(圖2)回采缺點(diǎn)有：①技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差，小斷面巷道貧化率高(10%～15%)，回采率低于50%，礦體上下盤貧化損較大；②生產(chǎn)效率低，每班每1個(gè)掘進(jìn)面的生產(chǎn)效率約134.4 t，效率較低。可見，該類小斷面巷道須進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)理論分析與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定了似五邊形的斷面布置方式(圖3)，該型斷面可顯著降低礦石貧化率，且礦石回收率可提高至65%以上，每班采掘效率也可提高15%以上。

圖2　原進(jìn)路采礦法斷面

圖3　似五邊形進(jìn)路斷面

2.4試驗(yàn)結(jié)果

為確定最適宜的斷面參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，

試驗(yàn)了2種斷面布置方案：①6 m(進(jìn)路寬)×4 m(進(jìn)路高)；②8 m(進(jìn)路寬)×4 m(進(jìn)路高)。為確保試驗(yàn)結(jié)果可靠，該2組試驗(yàn)選在巖性中等穩(wěn)固的采場(chǎng)進(jìn)行。大斷面進(jìn)路采場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明：方案①在錨桿與4 m長(zhǎng)錨索的輔助支護(hù)下，可實(shí)現(xiàn)安全高效回采，上盤巖石與頂板不垮落，下盤巖石穩(wěn)定性較好；方案②盡管有錨桿與4 m長(zhǎng)錨索的輔助支護(hù)，但上盤巖石與頂板有垮落，下盤巖石有溜幫現(xiàn)象，地壓難以控制。

3結(jié)語

針對(duì)采用進(jìn)路充填采礦法回采緩傾斜中厚礦體時(shí)存在的問題，以某緩傾斜中厚銅礦體為例，對(duì)進(jìn)路充填采場(chǎng)斷面進(jìn)行了優(yōu)化，試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的大斷面進(jìn)路(6 m(進(jìn)路寬)×4 m(進(jìn)路高))顯著降低了貧化率，礦石回采率提高了15個(gè)百分點(diǎn)以上，每班回采效率提高了15個(gè)百分點(diǎn)以上，成效顯著，有一定的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]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(shì)[J].金屬礦山，2007(12)：1-4.

[2]陳亦，姚華.緩傾斜中厚礦體盤區(qū)開拓系統(tǒng)的探索與實(shí)踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(11)：34-35.

[3]張志貴，陳星明，葉青，等.大結(jié)構(gòu)參數(shù)無底柱分段崩落法在緩傾斜中厚礦體中的應(yīng)用[J].金屬礦山，2015(8)：1-5.

[4]高志榮，張睿.利用中深孔房柱法開采某鉛鋅礦緩傾斜厚礦體[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(6)：49-50.

[5]熊國(guó)雄，趙雄文，盧波，等.上向水平進(jìn)路充填法在銅綠山礦的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2012(11)：4-6.

(收稿日期2016-01-07)

王耀(1982—)，男，工程師，435000 湖北省黃石市。