緩傾斜中厚礦體安全回采和降低損失貧化指標的實踐

胡貴如

(桐柏銀礦有限責任公司,河南南陽 474750)

緩傾斜中厚礦體安全回采和降低損失貧化指標的實踐

胡貴如

(桐柏銀礦有限責任公司,河南南陽 474750)

針對桐柏銀礦有限責任公司的緩傾斜中厚礦體提出了采用留礦全面法、分區預切頂留礦全面法進行回采,詳細介紹了分區預切頂留礦全面法的適宜條件、采準布置、分區及切頂回采作業、安全保障措施和技術經濟指標。實踐證明該采礦方法具有易于掌握、安全且具有較好的經濟效益。

緩傾斜中厚礦體;分區回采;預切頂留礦全面法;安全回采;損失貧化

桐柏銀礦有限責任公司是一個已有二十多年開采歷史的以銀為主,伴生鉛鋅的大型獨立銀礦床。隨著生產的不斷發展,厚大易采區段采用帶底部結構的房柱法,使用中深孔、深孔落礦回采的階段礦房法回采的礦體逐漸采完,余下的大部分是難采緩傾斜簿至中厚礦體和斷層附近礦體。對于礦體厚度在2～7 m,傾角在15°～40°的緩傾斜中厚礦體,在采礦方法的選擇、回采工藝、回采順序、出礦及頂板管理等方面難度均較大,且難以找到較標準的采礦方法和優秀的成功案例。其原因就是:(1)該礦體不適宜高效率的中深孔、深孔回采,而淺孔回采人員必須在空場下進行作業,在暴露面積大的情況下,頂板安全問題影響落礦厚度;(2)采礦、出礦效率低。桐柏銀礦有限責任公司在1999年以后的生產實際中,依靠自己的技術力量,經過生產實際的探索,在利用分區回采、預切頂留礦全面法回采緩傾斜中厚礦體方面積累了一些經驗,使利用淺孔回采緩傾斜中厚礦體方面取得了較為安全、高效率、低成本滿足生產需要的效果[1～4]。下面就分區回采、預切頂留礦全面法的采準布置、回采工藝等方面作一個全面的介紹。

1 礦體開采技術條件

礦體主要分布于W25～E23勘探線之間,-100 m標高之上,出露標高為207～306 m。礦體的厚度在0.42～25.96 m之間,傾角在0°～75°之間。礦體呈透鏡狀、脈狀、似層狀產出。該礦十一個礦體均賦存于炭質絹云石英片巖中,除A1號礦體局部頂板為不等粒黑云變粒巖,A1礦體大部分直接頂板為炭質絹云石英片巖,A6-1礦體頂板,A6-2礦體底板為云煌巖外,其余礦體的頂底板均為炭質絹云石英片巖。礦體與圍巖界限不清。礦石結構:自行、半自行粒狀結構,他形粒狀結構。礦石構造:脈狀、網脈狀構造,角礫狀構造,塊狀構造。礦石的硬度系數f= 6～13,平均f=8,屬于中等穩固;頂板圍巖f=10～15,屬于穩固;因頂板和礦石都屬炭質絹云石英片巖,常常隨著礦體厚度的增大炭質絹云石英片巖中的含碳量亦增大,硬度系數及穩固程度降低,有些地段穩固性極差。另外距斷層近的部分礦體厚大,頂板及礦體受斷層的影響,穩固性降低,甚至極差。底板圍巖f=8～14,屬中等穩固。礦體平均體重2.77 t/m3,松散系數1.71,自然安息角34°～40°,圍巖平均體重2.65 t/m3,松散系數1.7。

根據礦體和圍巖的賦存特點和開采技術條件,對于礦體厚度在2～7 m,傾角在15°～40°之間的礦體,該礦主要采用留礦全面法、分區預切頂留礦全面法回采。

2 分區回采-預切頂留礦全面法的應用

2.1 礦塊的實際布置和構成要素

該礦中段高度35 m,主運輸巷都布置在下盤脈內,每隔50 m沿勘探線掘進川脈。基于已有工程及礦體厚度的實際條件,礦塊全部沿走向布置,采準回采布置圖如圖1所示。礦塊長50 m,寬度為礦體的厚度,一般為2～7 m。在川脈位置留礦塊間柱,一般寬度為8 m,在礦房中間留臨時間柱,一般為4～6 m,根據礦體穩固性而定。礦房沿走向長度為42 m,沿傾向長40～65 m。頂柱2 m,為了降低采準工作量和底柱所占礦量,通常在川脈底板以上2 m采用鋼材制作假電耙道,高度只有1.8 m,頂柱留2 m,頂底柱合一通常為4～5 m。

圖1 采準回采布置圖

2.2 采準切割的施工

從上下中段的脈外運輸巷沿勘探線,即礦塊8 m間柱中間掘川脈運輸巷7,沿礦體在8 m間柱中間向上中段掘回風人行天井2,在天井中每隔6～8 m向采場掘聯絡道3,在川脈內掘上分段高溜井9,在溜井上口掘電耙硐室1,在川脈底板以上1.8～2 m,沿礦體掘切割巷6。采切工程量見表1。

表1 采準切割工程的規格

2.3 分區及切頂回采作業

將礦房分為A、B、C、D及間柱E五個回采區域,依次回采。對于厚度小于3 m的礦體,不切頂,一次回采,對于厚度在6 m左右的礦體,必須先切頂,再分層回采。下面就預切頂回采進行介紹。首先回采A區域,以切巷為自由面,向礦體上下盤片采,片采到位后,沿礦體底板上采2～3 m即停,為下一步分層回采創造條件。壓頂回采到頂板,即開始打斜上向孔進行切頂回采,切頂高度控制在2.5 m左右,切頂過程中必須將頂板礦石全部采下,隨頂板傾角的變化而改變切頂高度,確保頂板不會破壞,保證頂板的完整性和穩固性。切頂到A、B交界處,第一階段切頂即結束。采用2PDJ-30kW電耙,0.5 m3耙頭將切頂采下的礦石出完后,從A區下部靠近E區開始,呈扇形工作面展開,每次起底2～2.5 m[5],回采到B區至,A區回采即結束。其次回采B區:回采過程及要求和A區一樣,區別在于A區不出礦,采用爆力運搬及B區電耙的作用,將采下的礦石臨時充填到A區,多余的礦石耙入高溜井,通過溜井出礦,待B區回采結束后,集中出礦。同時注意在B區初期切頂回采時,要協調好墊層高度,為初期切頂創造條件。C區和A區,B區和D區回采過程及要求一樣。最后回采區E:根據礦石和頂板的穩固程度,將臨時間柱分成若干4×6 m的點柱,點柱之外的礦體,從上到下采用快采快出的方法快速回采結束。

3 回采中采取的安全保證措施

1.切巷施工時,必須在礦體的中間或靠近礦體的底板,嚴禁破壞礦體的頂板,減少地壓向破壞的頂板集中,降低上盤圍巖冒落的幾率。

2.礦房斜長一般在40～60 m,礦房整體暴露面積很大,將礦房回采分為A、B、C、D、E五個區域,依次回采,可以減少回采時的采場暴露面積,增加頂板的穩固性[6]。

3.電耙硐室布置在礦塊間柱內,可以保證作業人員及設備的安全。緩傾斜中厚礦體的傾角不大不小,厚度不小不大,既不能采用礦石的自重自溜出礦,也不能采用大型出礦設備出礦,只能采用電耙出礦。在回采及電耙出礦過程中,塊狀礦石會沿傾角方向滾動或沿底板滑動,且傾角越大,滾動和滑動越厲害,從而威脅人員和設備的安全。采用電耙硐室側向布置,可以避免滾動和滑動礦石對電耙的沖擊。

4.為保證頂板的安全,切頂回采時采取以下措施:(1)切頂時采用多打眼、少裝藥、分段起爆,扇形工作面推進,降低爆破對頂板的破壞;(2)人員距頂板較近,人員可以觀察或利用撬棍采用敲幫問頂方式,徹底處理頂板的不安定因素,為分層回采創造條件;(3)遇到破碎帶、節理裂隙發育地段,可以采用錨桿支護方式進行加固。

5.采用礦房下部存礦,臨時支撐頂板,待上部回采出礦結束后,進行高強度集中出礦的方式來推遲、緩解地壓的不平衡,引起頂板冒落情況的發生。

4 主要經濟技術指標

通過在140 m中段的4640、4642、4138和105 m中段的5129、5636等幾十個礦塊的實踐,表明分區回采、預切頂留礦全面法在回采緩傾斜中厚礦體時具有安全、易于工人掌握、材料消耗少、采切比小、成本低、損失和貧化指標低等很多優點。已成為公司的主要采礦方法。具體技術經濟指標見表2。

表2 技術經濟指標

5 實際應用結論

1.近十年的生產實際表明,采用分區、預切頂留礦全面法回采緩傾斜中厚礦體是合適的,易于掌握、成本低且安全。

2.同帶底部結構的淺孔留礦法、階段礦房法相比具有采切比小,回采準備時間短,切巷施工就可以供礦,損失貧化低。特別是對礦塊的地質資料要求低,只要川脈地質素描作完,就可以施工切巷采準工程。

3.該法適宜礦體傾角變化小,頂板穩固的礦體。對于傾角變化大,特別是下陡上緩,上部耙礦困難的礦體及頂板節理裂隙發育、成層冒落的礦體還有待進一步的研究。

4.上部回采時通風效果不是太好,有待進一步改善。

[1] 周攄誠.金屬礦床地下開采[M].長沙:中南工業大學,1986.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京:冶金工業出版社, 1979.

[3] 陶松霖.鑿巖爆破[M].北京:冶金工業出版社,1986.

[4] 寧恩浙.采掘機械[M].北京:冶金工業出版社,1983.

[5] 寧革,馬漢濤,張連新.金嶺鐵礦緩傾斜中厚礦體安全回采實踐[J].有色金屬(礦山部分),2002,(3):16-17.

[6] 曹洪征,聶勝陸.巖金開采淺眼留礦設計和施工與應用若干技術問題探討[J].有色金屬(礦山部分),2010,(3):1-5.

Practice on Stopping Safety and Reducing the Loss of Dilution Indicators in the Gently Inclined Thick Orebody

HU Gui-ru

(Tongbai Silver Limited Liability Company,Nanyang474750,China)

Due to the gently inclined thick orebody of Tongbai Silver Limited Liability Company,the shrinkagecomprehensive mining and area-round pre-cut top shrinkage stopping method was proposed.The pre-cut top shrinkage-comprehensive mining method of the optimum conditions,mining preparation layout,area and cut the top stopping operations,security measures as well as technical and economic indicators were described detailedly in this study.The practice shows that the proposed mining method has proved easy to learn,safe and has better economic benefits.

gently inclined thick orebody;partition stopping;pre-cut top shrinkage-comprehensive method;mining safety;ore loss and dilution

TD982

A

1003-5540(2010)02-0010-03

胡貴如(1963-),男,工程師,主要從事采礦技術工作。

2010-03-05