胡井龍

（赤峰天碩安全技術(shù)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024005）

1 花敖包特銀鉛礦地質(zhì)及開(kāi)采條件概況

花敖包特銀鉛礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西烏珠穆沁旗寶日格斯臺(tái)北東約25km，地處西烏珠穆沁旗巴彥花鎮(zhèn)境內(nèi)。

花敖包特銀鉛礦采礦證范圍內(nèi)共有礦體四十條，其中37條集中于西區(qū)。除Ⅰ1、Ⅱ2號(hào)礦體上部局部見(jiàn)有少量氧化礦、混合礦外，其它礦體均為隱伏礦體，礦體埋深較大，礦體密集成群。礦區(qū)以原生硫化礦石為主，少量混合礦石。主礦體Ⅰ1號(hào)礦體走向66°，傾角77°，長(zhǎng)約250m，平均厚度19.45m，平均品位Pb6.03%、Zn10.66%、Ag290g/t；Ⅱ1號(hào)礦體走向319°，傾角62°，長(zhǎng)約700m，平均厚度7.94m，平均品位Pb1.23%、Zn1.93%、Ag155g/t；Ⅱ2號(hào)礦體走向322°，傾角64°，長(zhǎng)約700m，平均厚度10.28m，平均品位Pb2.98%、Zn2.9%、Ag269g/t。

礦體賦存在層間裂隙及層間破碎帶中，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)均屬簡(jiǎn)單類型[1]。

2 花敖包特銀鉛礦技術(shù)改造項(xiàng)目的必要性

花敖包特銀鉛礦自2002年開(kāi)始開(kāi)采，采礦范圍內(nèi)由西向東劃分為三個(gè)采區(qū)，三個(gè)采區(qū)相對(duì)獨(dú)立，礦山開(kāi)采初期為節(jié)約成本，基本利用原有的探礦小豎井提升，各采區(qū)后又進(jìn)行過(guò)小規(guī)模的技改，三個(gè)采區(qū)地表共形成豎井（包括風(fēng)井）共計(jì)20余條，各采區(qū)井下還有盲提升井、二段盲提升井，提升工序復(fù)雜，所有提升井均使用單繩纏繞式提升設(shè)備，提升效率低，配套的提升絞車工人數(shù)也較多，人工成本高，同時(shí)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)礦石、廢石堆放比較分散，占用大量草場(chǎng)資源[2]。

礦山開(kāi)采淺部礦體時(shí)缺少長(zhǎng)期規(guī)劃，只開(kāi)采品位品位高、價(jià)值大、規(guī)模大的礦體，部分品位低、規(guī)模小的礦體暫未開(kāi)采；使用淺孔留礦法采礦，采礦工藝相對(duì)落后、效率低下，采空區(qū)基本未處理，造成暫未開(kāi)采礦體不再具備開(kāi)采條件，造成資源的極大浪費(fèi)。

礦山原有三個(gè)采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)均較為混亂，風(fēng)流紊亂不好控制，加上工程較多，大部分空區(qū)未處理，礦山生產(chǎn)時(shí)的安全隱患較多，不利于安全管理。隨著開(kāi)采深度的增加，安全管理及成本問(wèn)題較為突出。

基于以上原因，礦山于2014年6月立項(xiàng)，對(duì)礦山進(jìn)行技術(shù)改造。

3 設(shè)計(jì)及礦山現(xiàn)場(chǎng)的可借鑒工程

花敖包特銀鉛礦技術(shù)改造項(xiàng)目由長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，后又進(jìn)行過(guò)兩次設(shè)計(jì)變更，設(shè)計(jì)工程充分考慮了礦山實(shí)際情況，適用性強(qiáng)，提升了機(jī)械化水平，有效降低了開(kāi)采成本，便于安全管理。技改工程完成后，花敖包特銀鉛礦采用主副井+輔助斜坡道聯(lián)合開(kāi)拓方案，原有三個(gè)采區(qū)整合為一個(gè)采礦系統(tǒng)，系統(tǒng)包括主井1條、副井4條、輔助斜坡道2條、專用回風(fēng)井5條、井下破碎站1個(gè)、主溜井2條、采區(qū)溜井8條、水泵房4個(gè)、中央變配電硐室4個(gè)。

技改工程于2015年5月開(kāi)工建設(shè)，2020年3月竣工并開(kāi)始試生產(chǎn)，2020年6月通過(guò)安全設(shè)施驗(yàn)收。設(shè)計(jì)及礦山現(xiàn)場(chǎng)有諸多亮點(diǎn)工程，為國(guó)內(nèi)類似地下礦山的技術(shù)改造提供了參考，分述如下[3]。

3.1 利舊工程

為有效減少投資，除新建箕斗主井、1#副井、2#副井以外，新5#豎井、豎井SJ20及5條專用回風(fēng)井均為利用原有工程，其中新5#豎井利用原有盲豎井新MJ5與地表貫通，豎井SJ20利用原有豎井延深至最低中段，同時(shí)作為主井的粉礦回收井使用。井下原有盲豎井部分改造為倒段回風(fēng)井，部分改造為采區(qū)溜井，不能再利用的井筒全部予以充填或封閉。

新5#豎井、豎井SJ20的改造工程不拘泥于礦山豎井原有斷面規(guī)格，考慮施工裝配方便，新5#豎井原有斷面規(guī)格為矩形4.5m×2.2m，延伸與地表貫通井筒斷面采用凈直徑Φ4m圓形斷面（上圓下方），布置形式見(jiàn)圖1；SJ20原有斷面規(guī)格為矩形4.5m×2.4m，延深斷面采用凈直徑Φ4.5m圓形斷面（上方下圓）。兩條井的改造對(duì)其他礦山的已有類似提升井延深改造具有借鑒意義。

3.2 采礦方法優(yōu)化

根據(jù)礦體賦存情況，采礦方法由原來(lái)的空?qǐng)龇▋?yōu)化為充填采礦法，采用分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法及淺孔留礦嗣后充填采礦法，同時(shí)礦山進(jìn)行了上向水平分層充填采礦法、深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法等采礦方法的試驗(yàn)，提升了回采效率，降低了貧化率和損失率，并減少了空區(qū)暴露面積。

3.3 提升系統(tǒng)優(yōu)化

將原有提升系統(tǒng)全部廢棄，徹底告別多井小規(guī)模提升的方式，采用一條主井提升礦石，四條副井提升人員、廢石的方案，提升設(shè)備除SJ20仍利用原有的單繩纏繞式提升設(shè)備外，其余提升井全部采用多繩摩擦式提升機(jī)，提升效率明顯提高，減少了提升流程，有效降低了提升成本。

礦山的主井卸礦點(diǎn)、礦倉(cāng)在建設(shè)時(shí)設(shè)置了保暖設(shè)施，為全國(guó)首例，有效延長(zhǎng)了礦山的年作業(yè)時(shí)間。

3.4 臨時(shí)充填系統(tǒng)

在礦山永久充填系統(tǒng)未投入使用之前，礦山采用臨時(shí)的移動(dòng)充填系統(tǒng)，對(duì)礦山已形成的大面積采空區(qū)進(jìn)行了充填，將尾砂膠結(jié)材料通過(guò)地表充填鉆孔充填至井下采空區(qū)，有效的控制了上覆巖體的位移，近幾年共充填采空區(qū)約155萬(wàn)m3。通過(guò)采空區(qū)的治理，上部新增加可回采礦石量（包括礦柱回采）約295萬(wàn)噸，延長(zhǎng)了礦山的服務(wù)年限。

3.5 豎井+輔助斜坡道、有軌運(yùn)輸+無(wú)軌運(yùn)輸相結(jié)合

由于礦山將原有三個(gè)采區(qū)整合為一個(gè)系統(tǒng)，由于原有采區(qū)間的中段標(biāo)高不一致，相互間連通后坡度較大，為方便設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)及人員通行，原有一二采區(qū)間以及三采區(qū)均建設(shè)了輔助斜坡道（不用于運(yùn)輸?shù)V石廢石），同時(shí)將一二采區(qū)調(diào)整為無(wú)軌設(shè)備（礦用自卸汽車）運(yùn)輸，提高了采區(qū)的運(yùn)輸效率，解決了因坡度大導(dǎo)致的有軌運(yùn)輸較困難的現(xiàn)狀。

3.6 破碎系統(tǒng)

井下礦石通過(guò)采區(qū)礦石溜井下放至660m中段，經(jīng)電機(jī)車倒運(yùn)至1#、2#主溜井，1#主溜井的礦石經(jīng)破碎系統(tǒng)破碎后經(jīng)皮帶道倒運(yùn)至計(jì)量漏斗，最后經(jīng)主井箕斗提升至地表。礦山在采礦期間嚴(yán)格控制礦石塊度，2#主溜井的礦石不經(jīng)過(guò)破碎系統(tǒng)，直接下放至皮帶道。

3.7 設(shè)備選型

礦山本次技術(shù)改造工程大部分設(shè)備為新采購(gòu)設(shè)備，提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、壓氣、破碎、除塵、安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”等設(shè)備均選用國(guó)內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)、耗能低的設(shè)備，一次性投資可滿足礦山多年生產(chǎn)使用，適用性強(qiáng)。礦山在將來(lái)準(zhǔn)備引入智能設(shè)備，推進(jìn)建設(shè)智慧化礦山。

3.8 綠色礦山建設(shè)

礦山在2019年被評(píng)為國(guó)家級(jí)綠色礦山。在技術(shù)改造工程施工的同時(shí)，進(jìn)行綠色礦山的建設(shè)。

（1）原有的Ⅰ號(hào)尾礦庫(kù)距離采區(qū)較近，將此尾礦庫(kù)進(jìn)行了閉庫(kù)，尾礦庫(kù)擇址重建，并在原址建設(shè)礦山廢石場(chǎng)，1#尾礦庫(kù)的尾砂用于井下采空區(qū)的充填，不利用地段進(jìn)行了復(fù)墾。

（2）在技術(shù)改造期間，停止采礦作業(yè)，將礦石場(chǎng)原有堆存的低品位礦石進(jìn)行了加工，原有堆存場(chǎng)地進(jìn)行了復(fù)墾，恢復(fù)原狀。

（3）井下掘進(jìn)產(chǎn)生的廢石部分用于充填井下空區(qū)，提升至地表的部分用于修建地表工業(yè)場(chǎng)地及道路，正式投產(chǎn)后基本可實(shí)現(xiàn)廢石零外排。

（4）礦山實(shí)現(xiàn)水資源的綜合回收利用、零排放，井下產(chǎn)生的積水排至地表的高位水池，用于生產(chǎn)及消防用水。

（5）地表不利用的井口采用廢石或全尾砂膠結(jié)充填進(jìn)行處理，不利用的工業(yè)場(chǎng)地均進(jìn)行了復(fù)墾。

4 結(jié)論

地下礦山技術(shù)改造是為了礦山可持續(xù)發(fā)展、增加產(chǎn)能、提高回采效率、滿足安全生產(chǎn)條件及社會(huì)需求，同時(shí)也是增加礦山經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。西烏珠穆沁旗花敖包特銀鉛礦由于開(kāi)采時(shí)間久、原有工程較多、采空區(qū)面積大，技術(shù)改造難度大、投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)，建成投產(chǎn)后將為玉龍礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)，對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生良好的推動(dòng)作用，也對(duì)其他礦山的系統(tǒng)升級(jí)改造具有示范和借鑒意義，將會(huì)成為當(dāng)?shù)啬酥寥珖?guó)的一個(gè)礦山企業(yè)標(biāo)桿。