深孔后退式嗣后充填采礦法在澳大利亞某鉛鋅礦的應用*

彭常成，王長軍

(1.中金嶺南凡口鉛鋅礦， 廣東 韶關市 512325；2.長沙礦山研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012)

澳大利亞某鉛鋅礦位于澳大利亞新南威爾士州，是一座開采歷史悠久、以鉛鋅為主的地下多金屬礦山，礦產屬于厚大沉積-火山變質型礦床。礦體賦存于多種不同類型的變質沉積巖中，有砂巖、頁巖、片麻巖、灰質巖、花崗巖等。礦體形狀復雜，走向長2 km，傾斜延深從地表至地表以下-1200 m，平均厚度 50～80 m 、最厚達250 m。礦石主要有用礦物為方鉛礦、鐵閃鋅礦；有少量磁黃鐵礦、黃銅礦、砷黃鐵礦。鉛鋅品位較高，平均原礦品位16.8%。礦石穩固性好，圍巖穩固性好。礦石密度3.15 t/m3，f系數=8.5～17.9(平均值11.1)，廢石密度為2.7 /m3，f系數=8.9～17.1(平均值12.1)。

1 深孔后退式嗣后充填采礦方案

該礦山中段高40～50 m，中段之間視礦體和工程情況決定是否布置分段平巷，分段平巷高度視現場實際而定。采場寬度一般為5～16 m，具體數據需根據礦體圍巖穩定性及周邊工程情況而定。采場長度一般為35～50 m。采場高度一般為10～50 m。深孔后退式嗣后充填采礦法可細分為上向型與下向型，兩者的工藝流程相似，但使用范圍稍有不同，上向深孔后退式嗣后充填采礦法的采場高度需控制在25 m，因為上向拉槽高度限制在20 m；而下向型深孔后退式嗣后充填采礦法的采場高度可達50 m。因兩者相似，為了表述方便，以上向深孔后退式嗣后充填采礦法為代表進行說明[1-3],其采礦方法如圖1所示。

圖1 深孔后退式嗣后充填采礦法

2 回采工藝

(1) 采準：采用Atlas M2D boomers型鑿巖臺車，鑿5.0 m×5.0 m的拉底巷。拉底巷施工完畢后，不對采場進行切采，也不需施工天井，其直接作為采場的鑿巖硐室兼出礦硐室。

(2) 鑿巖：采用Simba L6 C型潛孔鉆機鑿上向孔，孔徑有3種，分別為76、89、102 mm?？讖叫韪鶕蓤龅V體產狀以及工程關系等因素來決定。炮孔確定后，則可以確定孔網參數，3種炮孔的孔網參數見表1。

(3) 拉槽區炮孔采用桶形平行掏槽布置(見圖2)，所有拉槽區炮孔均為垂直90度。先居中布5個直徑200 mm空孔(13#～17#炮孔)，空孔采用擴孔器分兩次擴孔形成，先擴至150 mm，再擴至200 mm。然后以間距0.4 m布置4個直徑102 mm孔，再以間距0.5 m布置8個直徑102 mm孔，形成拉槽區孔網布局。

表1 孔網參數

圖2 拉槽區布孔

(4) 裝藥爆破：裝藥采用Orica 公司自備的自動裝藥臺車裝藥。該裝藥臺車具有自動上管功能，并且帶有數據顯示器，能顯示裝藥深度、重量、溫度。起爆系統采用非電-電復式起爆。裝藥結構采用藕合連續反向裝藥，每10 m設置1個起爆藥包，起爆藥包由電雷管及起爆彈聯合構成。所用雷管為Orica 公司生產的高精度毫秒電雷管，該雷管本身沒有設置段位，炮孔全部裝好后，由爆破工通過編程器現場編程對雷管逐個設定段位，段位可從0～13000 ms,采用導爆索將雷管連接在一起，最后采用非電雷管串聯在導爆索上[4-6]。圖3所示拉槽方式在上向孔拉槽時能最高拉槽20 m，下向孔一般可拉槽10 m。側爆區段位一般而言，扇與扇之間間隔100 ms，扇中炮孔之間間隔50 ms。

(5) 出礦：采用Caterpillar R2900G型6m3可視遙控鏟運機出礦，人員在專用操作車上遙控操作鏟運機。專用操作車布置于采場外安全區域，出礦人員不進入爆破后空場。采用Caterpillar AE45型裝運機(載重45 t)轉運至主溜井。

(6) 支護：該礦山十分注重安全投入，對所有現有在建掘進巷道均采用錨網噴漿支護，并對其進行定期維護。采用Atlas M2D boomers型掘進臺車施工錨網，采用噴漿車噴漿。

圖3 拉槽區段位布置

(7) 充填：采場出礦完畢后，及時采用尾砂充填，有時會回填廢石，以減少廢石出窿。礦房采用膠結充填(水泥含量為2%～6%)，間柱采用全尾砂充填(采場底部3 m添加4%的水泥)。膠面層采用膠結充填或直接采用墊一層廢石的方法形成膠面層。充填后7～14 d可進入下一步驟循環。

(8) 技術經濟指標：深孔后退式嗣后充填采礦法采場綜合生產能力為380 t/d；貧化率為40%，損失率25%～30%。

3 結 論

該礦山的生產實踐證明，深孔后退式嗣后充填采礦法具有安全性高、采準工程量小、勞動生產率高等特點。安全性高主要體現在采礦及鏟礦兩方面，采礦各環節在已經噴錨支護的巷道作業，鏟礦采用遙控鏟運機作業，兩者都有力地降低了安全風險。采準工程只需布置上下部鑿巖硐室及出礦進路，簡單高效。勞動生產率高也得益于兩方面，一是工藝簡單高效，減少分層回采的多次循環；二是大型智能化機械裝備的運用，大幅的提高生產效率。需指出的是，該礦山也存在貧化率、損失率大的問題，產生原因有三：一是該種工藝是大爆破方法，其貧化率、損失率肯定比其它方法高；二是該礦山開采的礦體很多為殘礦、邊角零星礦，加上先期礦房充填體質量很差，在客觀條件上加大了貧化率、損失率；三是大型機械化的使用，難以在回采過程中實現分采分出[7-8]。

參考文獻：

[1]周愛民.礦山廢料膠結充填[M].北京：冶金工業出版社，2007.

[2]薛奕忠.高階段大直徑深孔崩礦嗣后充填采礦法在安慶銅礦的應用[J]. 中國礦山工程，2008,37(2)：8-11.

[3]張亞海.鳳凰山銅礦充填技術的應用與實踐[J].金屬礦山，2005(7):65-66.

[4]周科平，余書勉.盤區機械化充填采礦法在多層礦體開采中的應用[J]. 黃金，1994,15(4):19-23.

[5]王學敏.高進路無鋼筋網膠結充填采礦技術在高龍公司的應用 [J].黃金，2003,24(1):22-27.

[6]解世俊.金屬礦床地下開采[M].北京：冶金工業出版社，1986.

[7]王運敏.中國采礦設備手冊(上冊)[M].北京：科學出版社，2007.

[8]采礦設計手冊編輯部. 采礦設計手冊(礦床開采卷)[M]. 北京：中國建筑工業出版社，1987.