豐山銅礦北緣安全回采的探討

楊 坤,張純鋒

(大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽新縣 435232)

豐山銅礦北緣安全回采的探討

楊 坤,張純鋒

(大冶有色金屬公司豐山銅礦, 湖北陽新縣 435232)

根據豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊的現狀,對該塊段采礦方法進行優化,并對采場出現的問題提出了解決措施與建議,以確保該塊段能安全、經濟的回采,減少資源的浪費。

采礦方法;尾砂充填法;頂板管理;安全回采

1 概 況

豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊為大理巖型礦石,礦石礦物共生組合為黃鐵礦-黃銅礦,黃鐵礦-黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦等。大理巖硬度系數f=6～8,平均體重2.86t/m3,在礦體中占25%。從北緣-200m中段-13線,-194m底部結構現場的巖石情況看,該礦塊大理巖石有蝕變(綠泥石化,蛇紋石化等),質地較松軟,極不穩固。

豐山北緣-200m中段西部礦塊采用壁條柱上向分層尾砂充填采礦法,其底部結構是在2004年至2005年形成的,該盤區從-16線拉底到-13線時,從-13線運輸沿脈的揭露情況看,該地段為大理巖型礦體,巖石極為破碎,采場內片幫冒頂時有發生,如-13線材料井上掘15m左右就垮塌無法施工、-13線濾水井的整個聯道發生冒頂垮塌、-13線下盤沿脈多處邊幫有較大裂隙,回采作業安全較差,因此在2005年底此處底部就被擱置,沒有再進行采切工程施工。

2 采礦方案的優化

豐山北緣-200m中段-16線至+14線礦塊原采用壁條柱上向分層尾砂充填采礦法,礦塊垂直走向布置,礦房寬度6m,礦柱寬度3m,只回采礦房,礦柱不考慮回采,分層回采高度2.0～2.5m,采用鏟運機出礦,分層尾砂充填。此采礦方法的缺點就是礦房暴露面積過大,礦柱得不到回收,礦石損失過大,如圖1所示。

圖1 壁柱式上向分層尾砂充填采礦方法

綜合考慮到北緣-200m中段-13礦塊地質條件及安全現狀,在原采礦方法上進行優化,減少采場的暴露面積,以便安全、經濟、靈活的回采該地段的礦石。決定采用上向分層點條柱進路尾砂充填采礦法。

2.1 礦塊布置及構成要素

礦塊垂直走向布置,礦塊長度為礦體厚度,礦房、礦柱間隔布置,礦房寬3m,礦柱寬3m,在巖石情況好的情況下將礦柱布置成點柱,點柱為3m×3 m,點柱中心間距4～5m,底柱高6m,不留頂柱。50m劃分1個礦塊,礦塊共8個礦房、8個礦柱,形成獨立的采、出、充回采循環,見圖2。

2.2 采準、切割工作

在中段運輸水平布置脈內運輸平巷,在-13～-12線礦塊內布置一條充填通風天井、1條斜坡道、2條溜井(原-13線溜礦井可以利用)、2條濾水井(其中斜坡道可以改為作濾水井用),在礦體較穩固地段沿走向掘鏟運機出礦聯絡道。

圖2 北緣-200m中段-13～-12線礦塊采切工程布置

切割工作是在采場底柱上方沿走向掘拉底平巷(寬3m,高3m);然后在拉底平巷垂直切割礦房,形成完整的拉底層,作為回采崩礦的自由面。

2.3 回采工作

采用YT-27型鑿巖機鑿2～2.5m深的水平炮孔,炮孔排距(最小抵抗線)0.8～1.0m,炮孔間距0.8～0.9m。根據本礦的礦巖特點,采用炮孔交錯排列。嚴格控制采場周邊的炮孔,防止破壞上、下盤圍巖與礦柱,控制采幅,以減少落礦的損失、貧化。從切割拉底層開始自下而上逐層回采,一個礦塊實行一步驟回采,即將礦塊內礦房及礦柱回采部分作為一個回采單元,回采工作面呈階梯式推進,同一礦塊內的礦房回采基本保持同步,每次回采高度2.0～2.5m。

采用WJD-1.5型鏟運機將崩落礦石運至采區溜井。

采場通風的風速不得低于0.15m/s,新鮮風流經中段運輸平巷、聯絡道到濾水人行井,清洗工作面后的污風經采場的充填通風天井到上中段回風巷,采用抽出式通風。為保證采場的通風效果,在采場的充填通風天井口處安設一臺局扇加強通風。

2.4 充填工作

根據圍巖穩固情況可采用一采一充的充填工藝,即回采一個分層充填一次,充填前應將順路溜井和泄水井加高,在出礦聯絡道設立充填隔墻,準備工作就緒后開始用分級尾砂進行充填,充填高度為分層回采高度,采場內一般采用Φ(100～120)mm塑料軟管作充填管。

2.5 頂板管理

在每次崩礦后,應對采場頂板要進行嚴格檢查和撬毛工作,對局部節理裂隙較發育的地段用錨桿支護及圓木臨時支護;出礦后迅速進行充填,盡量減少礦體上盤的暴露時間。在構造裂隙發育密集帶及其風化帶附近,礦巖完整性差,穩固性不好,個別地段發現有擠壓構造破碎帶,在開采過程中,要加強地壓監測和觀察,以防止出現冒頂、片幫等事故。

2.6 采切工程量及施工順序

該礦塊采切工程量見表1。

表1 礦塊采切工程量

本次設計是在原有北緣-13線底部結構的運輸沿脈的基礎上進行,為了節省采切工程的投資,縮短底部結構的拉底周期,盡量利用現有的采切工程。

(1)接通-194m-13線運輸沿脈底部的照明,對原有-13底部結構的巷道進行撬毛,處理巷道頂板及邊幫的浮石,對-13線底部東西沿兩端已經垮塌的沿脈進行封堵。進行噴砼支護,再進行錨桿條網聯合支護,為了保證底部采切工程的安全,最后再進行二次噴砼支護,支護厚度要求50mm,以噴砼料全部覆蓋錨桿條網方網為合格。-194m-13線溜礦井處往西9m的沿脈巖石極為破碎,由于此處要停放鏟運機,為了保證人員及鏟運機的安全,對此處用鋼支架支護。

(2)對-200m中段-13線的運輸穿脈進行二次噴砼支護,局部破碎地段進行錨桿條網支護。

(3)對-200m中段-13線的溜礦井的放礦硐室進行整改,安裝5kW放礦振動電機。

(4)對-194m原有的13線底部結構巷道的碴石進行人工清理,預計清理量為225m3。

(5)測量部門對原-194m底部結構進行實測,地質部門圈定底部結構的礦體,采礦部門根據測量、地質部門的實測圖布設好采場底部結構。

(6)盡量在礦體下盤巖石較好的地段向兩端拉開脈內運輸沿脈,并按設計進行切割工程的施工。(7)根據采場底部結構的揭露情況及巖石的安全穩固情況,合理布置充填通風天井。

3 結 論

豐山銅礦北緣-200m中段-13線至-12線礦塊地質礦量170604t,平均地質品位0.71%,金屬量1208.83t。通過以上優化工作,結合礦山實際生產情況,礦山生產將能取得預期技術經濟指標:礦石損失率20%～25%、礦石貧化率10%、采場生產能力135t/d。

[1]楊仕教,古德生,等.豐山銅礦北緣采區礦巖穩定性分級的灰色聚類方法研究[J].礦業研究與開發,2004,24(1).

[2]鮑俠杰.豐山銅礦北緣采場穩定性研究[J].礦業研究與開發,2004,24(6).

[3]程治華,各 方.豐山銅礦開拓工程的優化[J].采礦技術,2004,4(4).

2009-09-01)

楊 坤(1971-),男,廣西全州人,工程師,主要從事采礦技術與管理,Email:yingzhingyong@126.com。