里伍銅礦2552m以下銅鋅礦體開采方案探討

劉志國

(四川里伍銅業股份有限公司, 四川甘孜縣 626201)

里伍銅礦2552m以下銅鋅礦體開采方案探討

劉志國

(四川里伍銅業股份有限公司, 四川甘孜縣 626201)

針對里伍銅礦2252m以下緩傾斜薄礦體的特點和現狀,提出了采用液壓支柱進行頂板管理的長壁式崩落采礦法方案,并對該方案的采準切割、回采出礦、頂板管理等工藝進行了探討。同時,提出了部分要解決的技術和管理問題。

緩傾斜薄礦體;液壓支柱;長壁式崩落采礦法

1 地質概況

里伍銅礦礦區位于松潘甘孜地槽褶皺系的南部邊緣,康滇地軸西側,處于褶皺系中的次級構造(江郎背斜)南東翼近軸部傾沒部位。出露地層為一層泥砂質沉積中深變質巖系。巖石類型簡單,有石英巖、片狀石英巖、石英片巖、片巖及變粒巖5大類,其中以片狀石英巖為主,其次為石英片巖。

2552m以下有3個礦體,即B2、A2、E4,由于E4礦體賦存在海底溝,未納入本次設計范圍。A2礦體地質儲量為1.35萬t。B2礦體為本礦區內最大的礦體,也是品位較高的礦體之一,因此以B2礦體為主要開采對象。該礦體分為東、西兩段,其中西段銅高、鋅低,東段鋅高、銅低。2552m以下的B2礦體為東段礦體,本項目初設地質儲量143.82萬t,平均品位Cu:1.27%,Zn:1.99%,S:17.49%,金屬量Cu:18247t,Zn:28682.78t,S:251622.64t,圍巖和礦體穩固,f=8～10,水文地質簡單。礦石以磁黃鐵礦為主,其次為閃鋅礦和黃銅礦。

2 開采范圍與開采方式

四川冶金設計研究院所做的初步設計中,確定的開采范圍為2400～2540中段B2、A2礦體,開采標高為2408～2568m,走向長300～600m,傾斜長468m,垂高160m。

該開采范圍內為緩傾斜薄礦體,礦體厚2～8 m,大部分3～4m,上部覆蓋厚度5～40m。設計推薦的采礦方法為全面法,嗣后一次尾砂充填采空區。推薦的開采順序為自下而上,由東向西后退式回采,首采地段為2400、2420中段B2礦體。設計的生產能力為15萬t/a,同時回采中段數2個,同時回采礦塊數6～7個。

由于2552m以下礦體開采范圍內的地表村莊已全面搬遷,地表上只有礦區公路,基本上允許崩落。所以公司不再考慮充填法回采。但由于開采范圍內礦體覆蓋層有厚有薄,薄的只有3m左右,對于覆蓋層較厚的礦體,還是可以用普通全面法、房柱法回采,但對覆蓋層較薄的礦體用普通法難以回采,因為安全威脅大,回采率低。所以對這部分礦體要采用更安全、回采率高的采礦方法回采。

3 采礦方法選擇

根據礦體賦存特點和開采技術條件,結合國內同類礦山采礦方法的實踐,本次推薦用長壁崩落法。

(1)長壁崩落法的構成要素。階段高度15～30m;礦塊長度50～200m;安全口間距10～15m;頂底柱2～5m或不留;間柱2～4m。

(2)采準切割。運輸平巷采用脈外布置;切割上山布置在每個礦塊的一側;沿運輸平巷每隔6～8 m掘一個漏斗,并與拉底平巷相通;拉底平巷、人材井、電耙硐室都與全面法相同。

(3)回采。按從上至下,從東向西回采;直線工作面方式進行回采;采用淺孔爆破;礦房內采用電耙出礦至溜井,運輸巷用7t電機車1.2m3礦車運礦。

(4)放頂和地壓管理。放頂和地壓管理是長壁崩落法應用成敗的關鍵,也是最難掌握和管理的。頂板壓力沿長壁傾斜工作面的分布特點是最大值集中于距頂柱2/3的地段。頂板壓力在頂柱內沿走向的分布特點是距工作面愈遠壓力愈大,工作面的壓力隨懸頂時間的延長而增加。工作面用支架維護回采工作空間,工作面支架有立柱、柵子、桿柱、錨桿等。切頂支架采用液壓SZI-1320型支架或用木支架。隨著工作面推進一定距離,將放頂區內支柱撤出,有計劃地崩落頂板充填采空區。用JH-14型回柱絞車撤柱。如果頂板不能自然冒落,須強制崩落頂板。撤頂順序是自下而上,由遠而近進行。頂板管理的要求是:上下兩個中段同時回采時,上中段回采工作面應超前下中段工作面50～60m;放頂后,要及時封閉落空區,并禁止人員進入;放頂距的大小應根據頂板穩固情況確定,初步放頂距應大于正常放頂距的0.5～1.0倍;工作面推進后,按放頂距進行放頂,為了以后回采工作面的施工,需在工作面留1.3m左右的人行道。

4 需要解決的問題

(1)回采順序問題。由于設計的回采順序是自下而上回采,其前提條件是嗣后充填空區。現在的這個條件不存在,而長壁崩落法要求是由上而下,并且上中段要超前下中段60m左右,因此回采順序的問題需要解決。如果自下而上,就需留大量的頂柱,不能保證上中段的回采,那么就增加了礦石的損失,減少了回采率。

(2)支護材料問題。木材支護有易得、運輸方便快捷等優點。而液壓支架支護為機械化作業,木支架對頂板的遮蓋程度為16%,液壓支架能遮蓋72%的頂板,且無須回收礦柱,工作安全。木支架支撐能力小,易折損,而且爆破作業時易被崩倒。采用液壓支架可克服上述缺點,且支架前探梁可延伸到采礦面的工作空間1.2m,人員設備在支架保護下作業,支撐力大大超過木支柱。采用液壓支架,可改善采場耙礦作業條件,節約班前支間隔木樁時間,能提高礦房生產能力。液壓支架在采場有擋簾和膠護板,使爆破下來的礦石不全飛到采空區,回采率可達94%,而用木支架時,礦石損失較大。液壓支架的一般架設高度為1.5～2.5m,且液壓支架搬運困難。

(3)采礦成本問題。由于增加了支護和放頂等工序,相應增加了材料和人工費用。

(4)懸頂距、放頂距和控頂距的確定,首先應按同類礦山的80%來確定,待掌握其規律后再作調整。

5 結束語

長壁式崩落采礦法在我國是一非常成熟的采礦方法,但對里伍公司該施工單位來說都是全新的方法。為了減少失誤,更快掌握此方法,有必要對已經應用成熟的礦山進行考察、學習。礦床回采具體效果還有待實踐證明。

[1]《采礦設計手冊》編委會.采礦設計手冊(礦床開采卷下)[M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

[2]《采礦設計手冊》編委會.采礦設計手冊(井巷工程卷)[M].北京:中國建筑工業出版社,1987.

2010-03-04)

劉志國(1967-),男,湖南醴陵人,副總工程師,主要從事采礦工藝方面工作。