羅正良

（1.云南黃金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650000；2.保山金廠河礦業(yè)有限公司，云南 保山 678000）

大直徑深孔采礦法具有鑿巖效率高、作業(yè)安全、回采高效、單次崩礦量大等優(yōu)點(diǎn)[1-3]，因此在我國(guó)應(yīng)用廣泛，此類(lèi)采礦法一般具有合理的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)，且可以有效地提高勞動(dòng)生產(chǎn)力[4]。保山金廠河礦山主要為ZnV3礦體，產(chǎn)狀為緩傾斜厚大礦體，分礦房和礦柱二步驟回采，實(shí)行分段鑿巖爆破、集中出礦。礦山主要采用分段鑿巖階段出礦空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄩ_(kāi)采，現(xiàn)為提高勞動(dòng)效率及安全水平，保護(hù)采場(chǎng)頂板、降低貧化率等，試驗(yàn)采用大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法。

1 礦山概述

保山金廠河礦業(yè)有限公司礦區(qū)位于云南省保山市隆陽(yáng)區(qū)城區(qū)360°方向平距24km處，采用斜井+斜坡道的開(kāi)拓方式，主要工程包含1#明豎井、2#斜井、4#斜井、6#斜井、斜坡道、1720m中段集礦運(yùn)輸水平、1660m中段集礦運(yùn)輸水平、溜礦系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和輔助硐室等。礦山主要地下開(kāi)采鉛鋅銅礦，對(duì)鉛鋅銅和獨(dú)立銅兩個(gè)礦種實(shí)現(xiàn)分采、分運(yùn)、分選。礦山總生產(chǎn)規(guī)模為2300t/d，其中鉛鋅銅生產(chǎn)規(guī)模為1500t/d，獨(dú)立銅生產(chǎn)規(guī)模為800t/d。

2 采礦方法的優(yōu)化研究

2.1 開(kāi)采技術(shù)條件分析

礦山主要為鉛鋅銅礦體，其產(chǎn)狀穩(wěn)定，一般為單層，個(gè)別地段分枝為兩層，礦體厚大，圍巖中等穩(wěn)固，礦體穩(wěn)固，各采區(qū)礦體產(chǎn)狀如表1所示，可知礦山主要為緩傾斜厚大礦體[5，6]。

表1 鉛鋅銅礦體各采區(qū)產(chǎn)狀綜合表

2.2 采礦方法比較

尋求合理的采場(chǎng)方法是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵，是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[7]。針對(duì)礦山主要的ZnV3礦體，厚度一般大于20m，目前可供選擇的采礦方法有大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法和分段鑿巖階段出礦空?qǐng)鏊煤蟪涮罘▋煞N，兩種采礦法的落礦示意圖如圖1。接下來(lái)進(jìn)行兩類(lèi)采礦方法的比選。

扇形中深孔落礦相比于大直徑深孔落礦，主要的優(yōu)勢(shì)有：裝藥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，前期設(shè)計(jì)任務(wù)較輕，而平行深孔設(shè)計(jì)較復(fù)雜[8]；鉆孔深度淺，炮孔偏斜不大，而大直徑深孔鉆孔深度大，不易控制偏斜[9]；塊度較均勻、大塊少，而大直徑深孔裝藥深度控制不當(dāng)易產(chǎn)生較多大塊等[10]。

但是大直徑深孔落礦與相比扇形中深孔落礦，優(yōu)勢(shì)更加明顯：

（1）鑿巖效率高：當(dāng)?shù)V體高度超過(guò)40m時(shí)，大直徑深孔落礦設(shè)置一個(gè)階段可完成鑿巖，而扇形中深孔落礦則需要2個(gè)～3個(gè)分段鑿巖；

（2）頂板保護(hù)好：采用扇形孔炮孔崩礦易導(dǎo)致不穩(wěn)定的大理巖頂板坍塌混入，增大貧化，而采用大直徑深孔法預(yù)先對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，降低了貧化率；

圖1 厚大礦體平行深孔落礦示意圖(左)；扇形中深孔落礦示意圖(右)

（3）邊界控制好：扇形炮孔對(duì)邊界控制差，易導(dǎo)致膠結(jié)充填體破壞，增加貧化率，平行炮孔裝藥均勻，對(duì)邊界控制效果好；

（4）貧化率低：扇形孔分段鑿巖時(shí)礦石與底部廢石一起爆破，導(dǎo)致貧化率增大，而采用大直徑深孔，下部的廢石塹溝提前爆破，一定程度上減少了貧化；

（5）爆破周期短：中深孔爆破整個(gè)采場(chǎng)鑿巖爆破周期長(zhǎng)，底部塹溝的維護(hù)工作也大大加重，同時(shí)，頂板一直處于無(wú)管理狀態(tài)，不利于安全管理。

將兩種采礦方法詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)對(duì)比列于表2。

表2 大直徑深孔落礦與中深孔落礦方案經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

(1)護(hù)頂鋼材單耗 Kg/t 0.04048646 0 錨桿按100%考(2) 噴砼單耗 m3/t 0.00048733 0(3)護(hù)頂鋼材年費(fèi)用 元/a 83901.5408 0(4)噴砼年費(fèi)用 元/a 403964.064 0(7)護(hù)頂年總費(fèi)用 元/a 487865.605 0七 可比營(yíng)業(yè)收入 折價(jià)系數(shù)0.75(1)銅金屬銷(xiāo)慮計(jì)算，布置參數(shù) 1.5m＊1.5m，噴錨網(wǎng)按50%考慮計(jì)算，噴C20后100mm。錨網(wǎng)內(nèi)鋼筋(直徑6.5mm)間柱10cm＊10cm售額元/a3091027228624873銅金屬價(jià)格37500萬(wàn)元/t，(2)鉛金屬銷(xiāo)售額元/a2322367321506595鉛金屬價(jià)格14000萬(wàn)元/t，(3)鋅金屬銷(xiāo)售額元/a195504902181049948鋅金屬價(jià)格17500萬(wàn)元/t，(4) 銷(xiāo)售總額 元/a 249638846 231181416八 可比利潤(rùn)(1)息稅前年利潤(rùn) 萬(wàn)元 16747.42 14859.97(2)息稅前總利潤(rùn) 萬(wàn)元 181766.60 169991.68九 可比差額(2)息稅前總利潤(rùn) 萬(wàn)元 0 -11774.92(1)息稅前年利潤(rùn)萬(wàn)元0-1887.45負(fù)值表示本方案相比大直徑深孔崩礦方案少賺利潤(rùn)(3)折算到原礦元/t0-31.88每年每噸原礦少賺利潤(rùn)

經(jīng)過(guò)上表層層技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可知大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法經(jīng)濟(jì)效益比較突出，折算到原礦每噸可多賺31.88元，因此礦山采用此方法更有利。

2.3 緩傾斜大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法

大直徑深孔嗣后充填采礦法采用長(zhǎng)徑比不大于6的球狀藥包，爆炸作用增大，破裂的巖石在移動(dòng)過(guò)程中相互碰撞擠壓有利于獲得更好破碎，且倒置漏斗爆破崩下的礦石量也較大，因此球狀藥包爆破效果一般認(rèn)為要好于其他形狀的藥包[11]。這類(lèi)采礦方法一般適用于厚度不小于15m的厚大礦體，采場(chǎng)布置剖面圖見(jiàn)圖2。

2.3.1 采場(chǎng)布置及結(jié)構(gòu)參數(shù)

分段高度7.5m，礦塊沿走向布置，長(zhǎng)度一般不超150m；礦體劃分為多個(gè)礦房和礦柱按一、二兩步驟間隔回采，一步驟回采礦房，二步驟回采礦柱，礦房和礦柱寬度均為15m。

圖2 緩傾斜大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法

圖3 采場(chǎng)側(cè)崩縱剖面圖

2.3.2 采切工程布置

以脈外采準(zhǔn)為主，采準(zhǔn)工程有采場(chǎng)溜井、出礦進(jìn)路、鑿巖硐室聯(lián)道、充填回風(fēng)井等。鑿巖硐室從切頂巷道以3.6m高度擴(kuò)幫后向礦房或礦柱的寬度全面拉開(kāi)。

2.3.3 回采

采用隔一采一，即首先回采一步驟礦房，開(kāi)采結(jié)束后膠結(jié)充填，回采二步驟礦柱，二步驟結(jié)束后用尾沙充填。采用潛孔鑿巖臺(tái)車(chē)在鑿巖硐室內(nèi)鑿φ165mm的下向平行炮孔，拉底巷道內(nèi)擴(kuò)塹溝采用中深孔鑿巖臺(tái)車(chē)向上施工扇形中深孔。采用乳化炸藥和非電起爆系統(tǒng)，側(cè)向崩落。

2.3.4 頂板管理

為保證采場(chǎng)安全及控制頂板垮落貧化，鑿巖硐室頂部采用砂漿錨索+錨網(wǎng)噴支護(hù)，以及內(nèi)留10×3m條形礦柱，采場(chǎng)回采結(jié)束后及時(shí)充填結(jié)頂。

3 采礦方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)以15#采場(chǎng)、19#采場(chǎng)、23#采場(chǎng)作為試驗(yàn)采場(chǎng)，采用大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法開(kāi)采。采場(chǎng)先爆破切割槽，切割槽形成后，從切割槽向采場(chǎng)兩端后退式側(cè)崩，每次分段側(cè)崩布置3排～5排，分段高度10排～15m，采場(chǎng)采礦流程如圖3所示。

試驗(yàn)采場(chǎng)頂板采切工程布置圖如圖4所示。

圖4 試驗(yàn)采場(chǎng)頂部部采切工程布置圖

爆下的礦石采用2m3鏟運(yùn)機(jī)集中在塹溝層的出礦進(jìn)路中出礦至采場(chǎng)溜井，1720m中段集中運(yùn)輸至礦石溜井，從2#斜井提升至選廠入料口。經(jīng)驗(yàn)證，采場(chǎng)綜合生產(chǎn)能力達(dá)到1200t/d，采切比51.38m3/kt，礦石損失率13.45%，廢石混入率11.73%，達(dá)到了礦山生產(chǎn)指標(biāo)。

4 結(jié)論

保山金廠河ZnV3礦體15#、19#、23#試驗(yàn)采場(chǎng)采用大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，3個(gè)采場(chǎng)生產(chǎn)能力滿足礦山1500t/d的生產(chǎn)要求，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明金廠河ZnV3礦體緩傾斜厚大部分適合采用大直徑深孔側(cè)向崩落嗣后充填法開(kāi)采。這種采礦法生產(chǎn)能力大、安全性高、損失貧化率低、生產(chǎn)成本低，是下一步礦山首要考慮的采礦方法，對(duì)于提高礦山資源綜合利用率，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，確保礦山持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義。