黃鈰紋

（云南金沙礦業(yè)股份有限公司濫泥坪公司，云南 東川 654103）

銅礦礦體的貧化程度是銅礦可否回采的關鍵指標。近年來，我國大部分銅礦受礦體環(huán)境變化、采礦方式以及礦山地質(zhì)結構參數(shù)等因素的影響，礦石貧化程度增大，需要科學合理的采礦新技術[1]。要求企業(yè)依據(jù)礦體環(huán)境變化選擇適當?shù)牟傻V方式和礦山地質(zhì)結構參數(shù)，以達到對貧損銅礦的保護和回采。從開采銅礦的實踐可以發(fā)現(xiàn)，地表包含較低品位的礦石，在確保回采軌道穩(wěn)定的情況下，可以選用無底柱崩落法進行分段開采銅礦。

1 銅礦床貧損程度分析

銅礦礦床蘊藏深度約為350m，其巖層主要是侵蝕黃崗巖型，通過50、100、150m的坑道和坑你勘查，礦床的長度為150m～400m，礦床厚度為3m～40m。礦床整體呈帶狀分布，部分呈球狀，有較好的連續(xù)性。沿著東北方向且向東南方向傾斜，傾斜角約為70度，部分接近于垂直狀態(tài)。銅礦床在107～109勘查線上會出現(xiàn)反向傾斜的現(xiàn)象，并呈現(xiàn)v的分叉現(xiàn)象，此區(qū)域地質(zhì)品位為2.31g/t，地表可以發(fā)生崩落。其中銅礦石穩(wěn)定性較差；上部為閃長巖，穩(wěn)定性差；下部大部分是花崗巖，其有極好的穩(wěn)定性。

107號勘探線東部的礦床，使用有底柱崩落法開采方法，一共分為3個礦床，采取側向爆破的方法進行爆破。實地勘察可知：有底柱崩落法開采礦床時其地質(zhì)參數(shù)較大，耗費時間較長，軌道暴露時間也較長，礦體受爆破的影響大，進而難以控制爆破方向，大塊巖石崩落較多;導致部分軌道坍塌;從而造成很大程度的銅礦貧損。2015年6月，對于該礦區(qū)進行第二次分析∶該號礦體107至109勘探線范圍內(nèi)的大部分礦體為節(jié)理裂隙發(fā)育的傾斜度較大并且較厚的礦體(厚度14m～44m )，在其內(nèi)部有1條0.26m～5.8m厚的夾石層，并含有少量的分支礦體，厚度2.6m～5.1m；109勘探線的西部地區(qū)以細礦體為主，部分傾斜的角度為55度(見圖1)。綜合以上的情況可以發(fā)現(xiàn)，有底柱法不適用于部分礦床的開采。由于不同的礦體條件等因素不同，因此對弈其回采方法也有所不同，應用無底柱崩落法進行分段開采，其具有分段出礦，每次可以回收一段礦體；爆破振動范圍較小；開采時間較短；準確性高等優(yōu)點。并依據(jù)礦床的形態(tài)將該銅礦分為3個場地進行開采，即107線東部、107到109線之間、109到112線之間。107線東部0+40m的礦體仍按照原有的方法進行開采。

圖1 銅礦體形態(tài)

2 銅礦床低貧損開采技術研究

2.1 開采方法研究

首先對于30m分段以上的銅礦體進行開采。從20m中段到50m中段挖掘2個礦井，2個風井，在礦體下方鋪設斜坡軌道，坡度約為20度，每個斜坡軌道通過平臺進行連接，保證在各個分段均保持水平，連接分段軌道和聯(lián)絡軌道，每段的聯(lián)絡軌道長為9m，可以為50m一下分段開采工程的操作提高有利條件[2]。同時等到有底柱崩落法開采將要完成時，第二次開采的場地要完成回采軌道、分割軌道與挖掘分割井的工作。

2.2 銅礦礦體結構參數(shù)研究

合理選用銅礦礦體結構參數(shù)和回采技術的應用，可使銅礦貧損標保持相對平衡。銅礦礦體結構的參數(shù)主要有分段礦體的高度H，軌道間距B，崩礦距離L，軌道大小及分布形式，爆破參數(shù)等。

（1）分段礦體的高度為0m～50m，由于109東部的礦體厚度大于16m，并且其分支礦帶傾斜角度較大，所以分段礦體的高度選取16m，而且傾斜角度小，分段礦體高度的增大使得礦體的下方造成貧損。因此分段礦體的高度不能太大，分段礦體的高度為10m，每個階段的礦體高度為40m。

（2）對于回采軌道、聯(lián)絡軌道和分割軌道斷裂面的尺寸，以及周圍巖層的穩(wěn)定性進行選擇：對于中等穩(wěn)定性的周圍巖層，采用三心拱軌道斷層;對于穩(wěn)定性差的周圍巖層，選用半圓軌道斷層。采用三心拱軌道斷層時，軌道斷層可選用寬x高=2.7m x 2.7m，礦體墻高為1.8m，拱高為1.2m。當選用半圓斷層時，斷層選用寬x高=2.7m x 2.7m，軌道寬2.8m，拱高為1.5m。

（3）回采軌道位置分布形式。大于16m的礦體，豎直走向布置軌道，上部分段和下部分段利用菱形的方法進行布置，其優(yōu)勢在于下部分段能回收上部分段回采軌道周圍的損失;小于16m的礦體，回采軌道接近礦體下方，使得礦體巖層出現(xiàn)菱形坍塌的現(xiàn)象。

（4）爆破參數(shù)，爆破孔較小，分布在礦體擠壓范圍的炮孔，沒有合適的爆破空間，致使爆破效果較差;爆破控較大，下部分段軌道中部的炮孔較深，制約散體的流動；更大程度地回收上部分段的參與礦體巖石，放體應保證上部分段兩個軌道共同發(fā)育，所以放出體的傾斜角度應大于爆破孔。

2.3 保證回采軌道安全

回采軌道是回采過程中開鑿巖層、爆破和開采礦礦體等技術的工作區(qū)域，其安全性對于礦區(qū)的開采活動有十分重要的意義[3]。由于該銅礦礦體105～112號線的軌道斷層的穩(wěn)定性較差，因此選用三心拱斷層。通過多個水平礦體的研究發(fā)現(xiàn)，原來使用的支護方法導致軌道的破壞主要是從軌道的接線開始的，之后巖層逐層掉落，如果巖石破碎，無法依靠巖體的變形來獲取反向應力，導致應力不平衡，進一步使得巖體產(chǎn)生位移，最終造成巖層剝落。

2.4 出礦方法的選擇

巖層中段巖石是導致銅礦低貧的主要原因之一，對于厚度大于4m的夾石，按照相鄰軌道的夾石厚度不同選用相應的分割方法，實現(xiàn)對銅礦礦體的回采。如果附近3～4條回采軌道的夾石厚度均大于4m，則采用分割天井法進行回采，如果只有1條回采軌道的夾石大于4m，也可以利用同樣的方法；如果厚度低于4m的夾石，可以采取分段開采的方法，即依據(jù)銅礦礦體實際情況，選擇較好的巖層進行崩落，等到完成崩落后，將分離出的夾石作為填充材料填入廢棄的礦石井中。

為提高銅礦出礦能力，選用兩段法進行回采，上部分段回采區(qū)域超出下部分段4～6個步距。針對0m～50m的開始分段，由于其上部無覆蓋層，即在空場條件下進行銅礦的開采，銅礦石容易崩落到空場內(nèi)，鏟出礦石要留下少量掉落的礦石作為安全墊層，減小崩落巖石的沖擊力。當采空區(qū)的范圍逐漸擴大時，致使上部礦體巖石自然崩落形成覆蓋層，隨后在正?；夭呻A段中，利用兩端法進行礦體的回采?？傊?0 m分段豎直走向軌道回采時，由于受到礦體采空區(qū)跨度大和周圍巖層穩(wěn)定小差的影響，極易構成覆蓋層;而沿軌道回采時，由于跨度較小，造成覆蓋時間較長的現(xiàn)象發(fā)生[4]。形成覆蓋層之前，上部分段回采工作區(qū)的水平距離不能超過下部分段工作區(qū)的水平距離16m。在兩個分段區(qū)域，應進行軌道的有序回采。

2.5 貧損程度估算

銅礦石有兩種貧損形式∶脊部貧損和下方貧損。傾斜度較大的厚礦體，此兩種貧損形式都可以得到恨到的控制：利用菱形方式布置回采軌道可使脊部貧損較好地進行回采;而下方貧損，針對109號線東部地區(qū)，且厚度小于16m的分支銅礦體，礦體傾斜角角度較大，分段高度均為16m，下方貧損的銅礦石較少;而109至112線范圍的銅礦體，傾斜角度較小，分段礦體高度為11m，從而減少銅礦體的貧損。針對厚度大于16m的主要銅礦帶，完善開采技術后，以至于較好地適應銅礦體的自身條件;科學的回采模式及礦體結構參數(shù)有助于銅礦體的回采，可以計算出回采過程的貧損程度為12.35%。

崩礦時，部分穩(wěn)定性較差的地區(qū)，受開鑿巖層、爆破振動等因素影響，提高了銅礦體貧損的可能性;出礦時，因為崩落的礦體大小不一，其崩落的位置存在不確定性，為了確保巖層界面可以達到出礦口，可以混入一部分礦石后即可停止鏟出[5]。無貧損出礦過程中可能會放出部分礦石，導致礦石的出現(xiàn)二次貧化。在實際銅礦體的生產(chǎn)過程中，利用合理的開采技術，可以將開采的貧損程度控制在11.8%～12.9%范圍內(nèi)。

3 結語

綜上所述，在銅礦的開采活動中，傳統(tǒng)的爆破方法造成的銅礦床貧損程度較大，而選用低貧損模式崩落法進行分段開采，在一定程度上可以降低銅礦回采活動的貧損程度。同時根據(jù)不同的銅礦體條件，設置相應的礦體結構參數(shù)，并采用分段開采的方式，最終達到銅礦床低貧損合理開采的效果。

[1]孫嘉,郝顯福,高慶偉,等．空場法演變?yōu)楸缆浞ㄟ^程中爆破參數(shù)及出礦方式研究[J]．金屬礦山,2017,V46(6)：66-69．

[2]雷明．不穩(wěn)固低品位銅礦床安全高效開采技術研究[J]．礦業(yè)研究與開發(fā),2017,44(10)：16-19．

[3]馬原琳,謝賢,童雄,等．云南某低銅貧鐵礦石選銅試驗[J]．金屬礦山,2017，15(3)：74-76．

[4]邊千韜,蓋壽山,劉紹友,等．贊比亞希富瑪銅礦床含銅碳酸巖巖石學和地球化學及其成巖成礦意義[J]．巖石學報,2017,33(6)：4-6．

[5]張明玉,豐成友,李大新,等．贛北昆山鎢鉬銅礦床花崗巖地球化學及Hf同位素研究[J]．地質(zhì)學報,2018,92(1)：77-93．