(香格里拉市鼎立礦業(yè)有限責任公司,云南 香格里拉 674400)
某銅鉬礦為一座設計生產(chǎn)規(guī)模33萬t/a的礦山,位于云南香格里拉洛吉鄉(xiāng)九龍村境內(nèi),地處青藏高原南緣橫斷山脈中段,礦體主要賦存于矽卡巖中,礦床成因類型為熱接觸交代型。礦床工業(yè)類型為矽卡巖型銅鉬礦床。礦石中有用金屬元素以銅、鉬為主[1]。礦區(qū)內(nèi)共設計利用2個礦體,分別為KT1、KT2礦體,主要劃分4個中段,分別為2500m、2550m、2600m、2650m中段,工業(yè)礦石量6607.4kt,銅金屬量16216.73t,鉬金屬量20554.97t,其中,KT2設計利用1924.2kt,鉬金屬量4684t,鉬平均品位0.243%。主要為鉬礦體,局部具弱銅礦化,賦存于KT1下盤北衙組一段(T2b1)的矽卡巖或矽卡巖化灰?guī)r中,礦體長460m,斜深113m,傾角45°~79°,走向35°,厚度1.01m~19.07m,礦體平均厚度10.84m,礦體形態(tài)復雜、變化大,開采難度大;同時,礦體及頂板圍巖穩(wěn)定性差,不允許有較大的暴露面積,礦區(qū)自然環(huán)境處于原始狀態(tài),植被較好,環(huán)保要求高[2]。
考慮到礦山地表實際情況、礦體形態(tài)等因素。針對KT2礦體采用垂直分條上向水平膠結(jié)充填采礦法進行開采。此方法對此礦山礦體形態(tài)產(chǎn)狀的適應性強,采場穩(wěn)定,安全可靠;礦石貧化、損失??;工藝可靠,整個生產(chǎn)過程均可有效控制。
某銅鉬礦采用尾砂膠結(jié)充填方案,該方案主要采用選廠尾礦作為充填骨料,輔以少量廢石,采用水泥作為膠結(jié)料。需要備料時,選廠(標高+2426m)將尾砂直接泵送(直線輸送距離4.8km)至需要備料的立式砂倉(標高+2510m),與充填站攪拌好的藥劑混合進入砂倉沉淀儲存,不需要備料或砂倉已滿時,尾礦通過輸送管路泵送至尾礦庫。井下需要充填時,由立式砂倉放砂管放出重量濃度65%~70%尾砂,進入φ2500mm高濃度攪拌槽,同時由膠結(jié)料倉根據(jù)配必須要放入膠結(jié)材料,混合攪拌后,濃度達68%~72%,經(jīng)HGBS80.12.220工業(yè)活塞泵分別泵送至2550m、2600m、2650m、2670m標高,管道長度1900m~2600m,對應下放至相應需要充填標高的采場進行充填。
(1)礦塊(盤區(qū))構(gòu)成要素。采場垂直走向布置,一次分條(礦房)寬15m,二次分條(礦柱)寬15m,分條長度為礦體厚度,分層高4m,盤區(qū)走向長80m~100m,留底柱6.0m。一個盤區(qū)內(nèi)分共劃分為六個分條,礦房與礦柱交替往上進行分層回采。
(2)采準切割。從中段運輸平巷向礦體掘穿脈巷道和聯(lián)絡道、回風充填天井,從采區(qū)斜坡道掘分段聯(lián)絡道分段巷道、溜井、分層聯(lián)絡道、切割平巷,然后以切割平巷、回風充填天井為自由面進行回采,再在采場中間順路架設采場人行、進風、濾水天井,先架設模板,后充填成井。掘進設備主要有7655型、YSP45型鑿巖機,天井掘進吊罐以及天井掘進絞車,鏟運機直接出渣,另外還配備有砼噴射機及局扇等設備。
(3)回采工藝與設備選型。回采采用普通鑿巖機鑿巖,鉆鑿水平孔落礦,出礦采用2m3鏟運機出礦。從下往上逐層回采,分兩步驟回采,第一步驟隔一采一,待第一步驟的分條(礦房)進路全部采完充填后,第二步驟再回采剩余的分條(礦柱)進路,實行采出充的作業(yè)循環(huán)。
①鑿巖。采場使用7655打孔,炮孔直徑Ф40mm,鑿巖自各分層鏟運機聯(lián)絡道附近開始,采場邊孔距進路兩邊界0.5m。②爆破。鑿完炮孔后,采用人工裝填乳化炸藥及導爆管雷管,每次開采進尺2m。礦石最大塊度350mm。爆破后局扇強制通風,然后無軌設備經(jīng)采區(qū)斜坡道、分段平巷和采場分層聯(lián)絡道進入采場鏟裝礦石。③采場通風。采場新鮮風流包括兩部分,一部分經(jīng)中段運輸平巷、人行通風天井聯(lián)絡道、通風天井進入采場,另一部分經(jīng)采區(qū)斜坡道、分段平巷、分層聯(lián)絡道到達采場。采場污風由局扇抽至回風天井后進入上中段匯入回風系統(tǒng)。④出礦與運輸。選用2m3鏟運機,礦石經(jīng)鏟運機沿分層聯(lián)絡道運至盤區(qū)溜井,溜放至中段運輸平巷,經(jīng)有軌電機車設備統(tǒng)一由2500中段運輸至地表原礦倉內(nèi)進行破碎。⑤頂板管理。分條進路落礦完后,先在爆堆上用人工從分條進路口開始由外向內(nèi)對頂板松石進行處理。鑿巖前,首先用人工撬毛進行一次全面的頂板松石處理,以保證鑿巖安全。為確保采場出礦安全,每班還需對采場出空兩幫進行安全檢查、橇掉頂板和兩邦殘余松石。⑥技術(shù)經(jīng)濟指標。盤區(qū)生產(chǎn)能力300t/d,貧化率6%,損失率6.75%,采切比9.03m/kt、62.2m3/kt。充分回收了礦產(chǎn)資源,減少了資源損失,提高了礦石回采率,減少了采準工程量,降低了采礦成本;以利提高勞動效率。
(4)充填。先將底柱上部回采掉的2.0m處進行底部鋪一層鋼筋網(wǎng),然后采用灰砂比1:4膠結(jié)充填,以便回收剩余底柱。每個分層充填料上部采用灰砂比1:4膠結(jié)0.5m厚一層作為下步回采的底板,采完全條分層進路采用灰砂比為1:4的水泥砂漿輔以部分廢石進行充填。
進入分條分層充填時,以回采同步從下往上逐層進行充填,分兩步驟回采,第一步驟的分條進路(礦房)每采完一層采用灰砂比為1:4的水泥砂漿輔以部分廢石進行充填,每個分層充填料上部充填1:4膠結(jié)0.5m厚一層作為下步回采的底板;待第一步驟的分條進路(礦房)全部采完充填后,再回采第二步驟的分條進路(礦柱),每采完一個分層后采用灰砂比均為1:20的水泥砂漿輔以部分廢石分層進行充填,每個分層充填料上部充填1:4膠結(jié)0.5m厚一層作為下步回采的底板。
表1 充填材料配比及各齡期抗壓強度表
垂直分條上向水平分層膠結(jié)充填采礦法經(jīng)某銅鉬礦的應用,可是一種環(huán)保、安全、經(jīng)濟、高效且工藝流程簡單的采礦方法。該方法對同類礦山有一定的借鑒意義。