空場法采礦在豐山銅礦南緣的應用

楊 坤，張純鋒

(大冶有色有色金屬股份有限公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435005)

空場法采礦在豐山銅礦南緣的應用

楊 坤，張純鋒

(大冶有色有色金屬股份有限公司豐山銅礦， 湖北黃石市 435005)

根據(jù)豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15線至+15線礦塊的安全現(xiàn)狀，首次采用分隔頂板暴露面積的分段空場法，詳細介紹了其采準、切割、回采工作方案。實踐證明，該段順利回收礦量23504 t，回收率達到58%，取得了較好的技術經(jīng)濟效益。

空場采礦法;安全回采;切割工程;頂板控制

0 前言

豐山銅礦南緣－137.5 m分段以上－15～+15線礦塊原采用下向分段碎石膠結充填法，后來因巖石有蝕變，質(zhì)地較松軟，極不穩(wěn)固，繼續(xù)采用下向分段碎石膠結充填法存在重大的安全隱患，則于2005年對－137.5～－175 m分段采用無底柱分段崩落法采礦。－137.5 m分段是2種采礦方法的銜接分段，而當時因技術原因無底柱分段崩落法沒有將－137.5 m分段的充填體放下來，造成1個約高30 m、寬50 m、長40 m的空場，如圖1(a)所示。

生產(chǎn)過程中，采場內(nèi)片幫冒頂時有發(fā)生，邊幫多處有較大裂隙，則在沒有覆蓋層的掩護的情況下，如繼續(xù)采用無底柱分段崩落法回采作業(yè)，將給供礦的人員和設備造成巨大的安全威脅。因此在2008年底，－187.5 m分段－15～+15線礦塊采切工程完成后，此處就被擱置，急需對其采礦方法進行優(yōu)化，減少采場的暴露面積，以便安全、經(jīng)濟的回采該段礦石。

1 礦山開采技術條件

1.1 礦山地質(zhì)概況

豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15～+15線礦塊為矽卡巖型和大理巖型銅礦石，矽卡巖呈細粒浸染狀構造，節(jié)理裂隙不甚發(fā)育，中等穩(wěn)固，硬度系數(shù)f=8～10，平均體重3.09 t/m3。大理巖有蝕變(綠泥石化，蛇紋石化等)，質(zhì)地較松軟，極不穩(wěn)固，硬度系數(shù) f=6 ～8，平均體重2.86 t/m3。

1.2 原采準工程布置

豐山銅礦南緣－175～－137.5 m分段－15～+15線礦塊原采用無底柱分段崩落采礦法，采場垂直礦體走向布置，長度為礦體厚度，進路棱形布置，分段高度12.5 m，進路間距10 m。采用圓盤鑿巖臺架裝YGZ－90型導軌式獨立回轉(zhuǎn)鑿巖機，鉆鑿直徑Φ65 mm上向扇形孔，最大孔深9.5 m，炮孔排距1.5 ～1.8 m ，孔底距1.6 ～2.0 m。在每個采場靠上盤掘進2 m×2 m的切割井，井深10 m，回采時由切割井從上盤向下盤后退式逐步回采。爆破采用粉狀2#巖石炸藥，F(xiàn)ZY－100型風動裝藥器裝藥，裝藥密度0.95～1.0 g/cm3，采用孔底起爆器加非電導爆管雷管起爆后，用斗容為2 m3的WJ－2型柴油鏟運機從回采進路將礦運至溜井放出。

2 分段空場法的應用

優(yōu)化后的采礦方法為采用分隔頂板暴露面積的分段空場法。礦塊布置及構成要素、采準工作基本上和原無底柱分段崩落法一樣，只是在切割和回采工作上加以優(yōu)化。

(1)切割工作。在每個采場靠上盤掘進2 m×2 m的切割井，切井兩邊施工2排輔助孔，排距1 m，深孔孔深分別為5，7，9 m。在距切井井邊0.5 m處布2排上向扇形孔，孔深為10～11 m，排距1.5 m，孔底距1.6～2.0 m。再間隔3.5 m 布置下一步距切割井及2排扇形上向孔。以此類推布置切割工程。

(2)回采工作?？可媳P在已經(jīng)形成的切割井為自由面用深孔分段微差起爆進行擴槽，以切割槽為自由面逐排爆破回采炮孔，每次起爆1排炮孔，2排做1個回采循環(huán)，再間隔3.5 m放下1個回采循環(huán)，采區(qū)礦柱厚3 m、高12 m、長10 m;礦房寬3.5 m、高15 m、長10 m。礦柱用于保證礦房跨度不超過安全極限跨度，如圖1(b)～圖1(d)所示。

圖1 南緣－187.5 m礦塊回采布置示意

(3)供礦。由WJ－2型柴油鏟運機從回采礦房將礦運至溜井放出，確保鏟運機在厚度3 m、高12 m、長10 m的礦柱掩護下供礦。

(4)通風。采場鑿巖爆破作業(yè)產(chǎn)生的粉塵、炮煙對作業(yè)人員健康危害很大，因此，工作面通風的風量應保證滿足排塵和排除炮煙的需要，不得低于0.15 m/s;新鮮風流經(jīng)分段運輸平巷經(jīng)聯(lián)絡道到采場，清洗工作面后的污風經(jīng)采場的上分段的聯(lián)絡道到上分段回風巷，采用抽出式通風。為保證采場的通風效果，在采場的分段運輸平巷聯(lián)絡道處安設1臺局扇。

(5)頂板管理。在每次崩礦后，對出礦巷道的頂板要進行嚴格檢查和撬毛工作，對局部節(jié)理裂隙較發(fā)育的地段進行錨桿支護及噴砼支護;出礦后迅速進行對礦房眉線口進行封堵，盡量減少礦房的暴露時間。在構造裂隙發(fā)育密集帶及其風化帶附在構造裂隙發(fā)育密集帶及其風化帶附近，巖礦石完整性差、穩(wěn)固性不好，個別地段發(fā)現(xiàn)有擠壓構造破碎帶，在開采過程中應加強地壓監(jiān)測和觀察，以防止出現(xiàn)冒頂、片幫等事故。

3 結論

2010年6月底，豐山銅礦南緣－187.5～－175 m分段－15～+15線礦塊回采工作安全順利完成。實際共回收礦量23504 t，綜合品位0.70%，金屬量164.53 t，回收率達到58%，取得了較好的技術經(jīng)濟效益。

實踐證明，采用分隔頂板暴露面積的分段空場法，回收在沒有覆蓋層造成空場的采場的方案，在采場巖石較穩(wěn)固的情況下是切實可行的，可在今后同類采場中推廣利用。

[1] 《采礦手冊》編輯委員會.采礦手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1990.

[2] 古德生，李夕兵，等.現(xiàn)代金屬礦床開采科學技術[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2009

[3] 楊 坤，張純鋒.豐山銅礦北緣安全回采的探討[J].采礦技術，2010，10(2):1 －2，14.

2011－02－18)

楊 坤(1971－)，男，廣西全州人，工程師，主要從事采礦技術及管理工作。