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        緩傾斜-傾斜礦體采礦方法優(yōu)化研究

        2021-06-06 09:51:32孫誠(chéng)
        采礦技術(shù) 2021年3期
        關(guān)鍵詞:礦法拉底采場(chǎng)

        孫誠(chéng)

        (陜西鑫元科工貿(mào)股份有限公司, 陜西 洛南縣 726104)

        陳耳金礦目前主要采區(qū)為18坑,18坑采用平硐開拓系統(tǒng),平硐斷面為5.19m2,主運(yùn)平硐長(zhǎng)度為2.6 km,采用ZK3-6/250型3t電機(jī)車牽引0.75m3翻斗式礦車運(yùn)輸,井下人員通過(guò)電機(jī)車牽引專用人車進(jìn)入坑內(nèi)。平硐坑內(nèi)采用自流排水,機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),主運(yùn)平硐進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)采用抽出式通風(fēng)方式,風(fēng)機(jī)位于上部回風(fēng)平硐內(nèi),主扇FBCZ№9型,額定功率為15 kW。采礦礦方法主要為淺孔留礦法。目前15坑以上礦體回采已經(jīng)結(jié)束,空?qǐng)龇ú蓤?chǎng)內(nèi)留有部分礦柱和頂?shù)字雾敯?,礦山對(duì)大部分空區(qū)與廢棄巷道已進(jìn)行了封閉和隔離,礦區(qū)圍巖堅(jiān)硬穩(wěn)固,空區(qū)頂板比較穩(wěn)定。

        1 礦區(qū)地質(zhì)與礦體地質(zhì)概況

        礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)南緣之豫西斷隆西部,南以朱家溝斷裂與金堆城凹陷毗鄰,北以山前斷裂與汾渭地塹相接,為著名的小秦嶺金礦帶的一部分。礦區(qū)出露地層自下而上為太華群大月坪組、板石山組及洞溝組。經(jīng)中—高級(jí)變質(zhì)及混合巖化作用,巖石以各類片麻巖、混合巖為主,夾斜長(zhǎng)角閃巖、石英巖等,變質(zhì)普遍達(dá)角閃巖相。礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要為大月坪—金羅斑復(fù)式背斜,局部可見(jiàn)小型揉皺和褶曲,有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,主要有近東西—北西西向斷裂、北東東向斷裂、北西向斷裂、近南北向斷裂。金礦脈主要賦存于近東西—北西西向構(gòu)造帶內(nèi)。礦區(qū)巖漿活動(dòng)表現(xiàn)強(qiáng)烈,具有多期限次活動(dòng)特點(diǎn)。巖漿活動(dòng)釋放巨大的熱能,為金的活化遷移和富集成礦創(chuàng)造了有利的熱-構(gòu)造環(huán)境。

        區(qū)內(nèi)礦體賦存條件基本一致,走向185°~195°,傾向南,傾角為30°~65°。金礦體主要賦存于含金石英脈及蝕變巖中,礦體形態(tài)呈板狀、透鏡體狀。礦體長(zhǎng)度為200m~660m,斜深為80m~690m,一般厚度為0.50m~1.2m,平均厚度為0.8m。平均金品位一般為1.5g/t~3.0g/t,礦體產(chǎn)狀與控礦構(gòu)造帶基本一致,走向NWW,南傾,傾角為45°。目前,主要開采Q507礦體。

        2 傳統(tǒng)淺孔留礦法的問(wèn)題

        自建礦以來(lái),陳耳金礦一直沿用傳統(tǒng)的淺孔留礦法開采[2],經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,此法總體上適合陳耳金礦的礦體開采,但是近年來(lái)隨著深部資源的開采,礦壓凸顯,礦體變化大,傳統(tǒng)淺孔留礦法的弊端越突顯,主要存在以下問(wèn)題:

        (1)陳耳金礦礦體變化大,有的礦體屬于緩傾斜,礦石無(wú)法靠自重出礦,電耙安裝不方便,只能靠人工耙礦。

        (2)爆破對(duì)頂板破壞嚴(yán)重,工人作業(yè)時(shí)雖然執(zhí)行了“敲幫問(wèn)頂”,但是還是存在安全隱患。

        (3)開采空間平均為1.0m,對(duì)頂板支護(hù)困難。

        (4)平場(chǎng)工作繁重,勞動(dòng)強(qiáng)度大,難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

        (5)底部漏斗放礦難以均勻控制,容易造成懸空、立槽等危險(xiǎn)。采場(chǎng)內(nèi)留有大量保安礦柱維護(hù)上盤圍巖,造成資源損失。

        (6)爆破時(shí)爆堆分散,采場(chǎng)內(nèi)礦石搬運(yùn)效率低。

        根據(jù)陳耳金礦礦體賦存特征和現(xiàn)有技術(shù)手段,對(duì)傳統(tǒng)淺孔留礦法進(jìn)行了優(yōu)化,原來(lái)的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)大體上不變,對(duì)局部進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,采用靜態(tài)淺孔留礦法[1]回采礦體(見(jiàn)圖1),取得了很好的效果。

        圖1 靜態(tài)淺孔留礦法

        3 靜態(tài)淺孔留礦法的應(yīng)用

        3.1 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

        采場(chǎng)高度為段高50m,采場(chǎng)沿礦體走向布置長(zhǎng)50m,礦塊寬度為礦體厚度,頂柱為3m,底柱為5m,間柱為4m。兩翼沿礦體布置采切上山(1#、2#),2#采切上山東側(cè)(不采礦的一側(cè))布置電耙硐室,并安裝電耙。

        3.2 采準(zhǔn)切割

        在采切上山中每隔5m掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)道與礦房貫通,在礦房中每隔7m設(shè)一個(gè)漏斗(漏斗靠近下盤)。以拉底巷道為自由面,形成拉底空間并完成辟漏,拉底高度為2.5m,寬度為1.2m,局部礦體較厚的地段以礦體厚度為寬度。

        3.3 回采工藝

        以拉底巷道為自由面,采場(chǎng)自下而上分層開采,每個(gè)分層高度為1.8m,每分層自采場(chǎng)一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)。采場(chǎng)西部回采要超前于東部回采,以利于電耙耙礦、平場(chǎng)。隨著回采分層的上移,電耙也隨之上移至上層電耙硐室?;夭蓵r(shí),每一個(gè)爆破循環(huán)后由電耙將1/3的礦石耙入2#采切上山,由上山溜入下部漏斗裝入礦車,同時(shí)進(jìn)行平場(chǎng)。剩下的2/3礦石保留在采場(chǎng)中,起到支撐上盤圍巖的作用。礦房回采結(jié)束后,存窿礦石可以用電耙輔助出礦,隨著落礦面的下移而下移電耙。下部大量出礦使用漏斗溜礦,在沿脈運(yùn)輸巷道裝入礦車。

        3.4 采空區(qū)地壓控制

        采場(chǎng)放礦結(jié)束后,沿傾向全長(zhǎng)實(shí)施控制爆破局部切槽放頂[3]。為了保證放頂施工安全,一次性集中裝藥,連續(xù)爆破放頂。通過(guò)控制爆破切槽放頂,形成寬5m~10m的松石堆積壩支撐頂板,不僅封閉了采空區(qū),消除了頂板沖擊地壓,實(shí)現(xiàn)了卸壓開采,控制了采礦過(guò)程中的局部地壓顯現(xiàn),而且采空區(qū)頂板基本均勻沉降,消除了地表塌陷的隱患。

        3.5 效果對(duì)比

        靜態(tài)淺孔留礦法的出礦方式在一定程度上減少了爆破對(duì)頂板的破壞,減少了頂板維護(hù)的工序和費(fèi)用,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,同時(shí)由于使用電耙平場(chǎng),減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,也減少了工人長(zhǎng)時(shí)間暴露在采空區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)。利用電耙輔助出礦可以防止下部大量放礦時(shí)出現(xiàn)懸空、立槽等險(xiǎn)情。采場(chǎng)內(nèi)靠存窿礦石支撐頂板,不留設(shè)礦柱,減少了資源的損失。具體經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

        4 結(jié)語(yǔ)

        隨著礦體賦存狀態(tài)的突變及裝備技術(shù)水平的提高,對(duì)原來(lái)的采礦方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),是解決礦山采礦技術(shù)水平落后的有效途徑。結(jié)合陳耳金礦實(shí)際需要,在傳統(tǒng)淺孔留礦法的結(jié)構(gòu)參數(shù)上改進(jìn)優(yōu)化了出礦方式,其他結(jié)構(gòu)參數(shù)依舊沿用傳統(tǒng)淺孔留礦法。靜態(tài)淺孔留礦法在陳耳金礦的應(yīng)用取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在優(yōu)化的基礎(chǔ)上,可根據(jù)礦體的實(shí)際開采條件,改進(jìn)優(yōu)化其他參數(shù),比如,在回采緩傾斜上盤圍巖不穩(wěn)固的礦體時(shí),可以采用水平孔密集布置的控制爆破技術(shù)落礦[4],減少對(duì)頂板的破壞;機(jī)械化程度高的礦山可以利用底部平底結(jié)構(gòu)[5]裝巖機(jī)出礦,以適合礦體,提高出礦效率。

        表1 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

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