大斷面進路充填法在某緩傾斜中厚銅礦床的應用

王　耀

(大冶有色金屬集團控股有限公司)

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大斷面進路充填法在某緩傾斜中厚銅礦床的應用

王耀

(大冶有色金屬集團控股有限公司)

摘要采用進路充填采礦法回采緩傾斜中厚礦體，在礦石回采過程中存在著貧化損失率高、回采效率低等問題。某緩傾斜中厚銅礦體在進路充填回采過程中，通過優化進路充填采場斷面，降低了貧化損失率，提高了采礦效率，取得了較好的技術經濟指標，可供類似礦山參考。

關鍵詞緩傾斜中厚礦體大斷面進路充填法貧化損失率

緩傾斜中厚礦體傾角一般為15°～30°，礦體水平厚4～15 m，由于緩傾斜中厚礦體特殊的地質構造特征，加大了開采難度，出現了如采場采切比大、礦石運搬困難、回采率低下、貧化損失率高等問題[1-3]。緩傾斜中厚礦體開采方法主要有房柱法[4]、上向進路充填法[5]等，房柱法主要用于開采石膏、鉀鹽等非金屬礦，上向進路充填法主要用于開采銅等貴重金屬礦床。本研究以某緩傾斜銅礦體為例，詳細介紹了大斷面進路充填法在該礦山的應用成果，為類似礦山提供借鑒。

1開采技術條件

某銅礦床為沉積巖型銅礦，巖體穩固性系數為6～8，礦體上盤巖體為板巖，巖體中等穩固以上，下盤巖體為變質花崗巖，中等穩固—穩固，礦體為板巖，層狀構造，屬中等穩固巖體，礦體傾角約25°，礦體水平厚8～10 m，礦體走向約1 500 m，銅礦石品位約2.0%。該銅礦床采用斜坡道和豎井聯合開拓方式，設計年生產能力100萬t，設計中段高度100 m，中段底柱高度20 m，每個中段劃分為5個分段，分段高度16 m，主運輸巷道有-200 m和-300 m 2個運輸水平，中段采用有軌運輸方式。

2大斷面進路充填法應用

2.1采礦工藝選擇

為降低礦石貧化率，減小采礦對周圍環境的破壞，確保資源安全高效開采，顧及礦體厚度，礦體回采設計采用機械化進路式上向水平分層充填法。由于中段高度較高且水平運輸距離遠，礦石搬運困難，在礦體下盤分段巷道布置5個斜長溜井，礦石通過斜溜井至主運輸水平，通過有軌運輸方式運至礦石卸載站。

2.2礦體采準切割回采

礦體采準切割如圖1所示。

圖1　礦體采準布置

(1)礦塊采準。礦體主斜坡道布置于礦體下盤，斜坡道與各分段平巷或中段運輸巷道相連。設計礦塊長60 m，礦塊寬為礦體厚度，各礦塊間預留3～4 m厚永久隔離柱。采場采準施工鑿巖臺車掘進施工，巷道斷面規格4 m×3.8 m，首先施工下盤分段平巷，然后施工垂直于下盤分段平巷的長45 m水平聯絡巷道，且穿過礦體。

(2)礦石回采、搬運與充填。待采場聯絡道穿過礦體后，采用鑿巖臺車在礦體內掘進斷面規格為4 m×4 m回采進路，采用鏟運機將礦石搬運至礦體下盤主溜井，進路掘進直至礦塊永久隔離柱停掘，如此完成1個分層的回采。礦石回采完畢后，聯絡道壓頂，隨后進行采場接頂充填，在接頂充填過程中，采用三通膠管充填，確保上盤接頂，充填完畢后，掘進回采上1個分層，實現循環連續上采。

(3)采場通風。采場各分層接頂充填，采場內無法自然通風，須采用局扇強制通風，采用局扇壓入-抽出式混合通風方式。

2.3大斷面充填進路設計

進路充填法在回采礦石的過程中，原小斷面進路(圖2)回采缺點有：①技術經濟指標差，小斷面巷道貧化率高(10%～15%)，回采率低于50%，礦體上下盤貧化損較大；②生產效率低，每班每1個掘進面的生產效率約134.4 t，效率較低。可見，該類小斷面巷道須進行改進。經理論分析與現場試驗，確定了似五邊形的斷面布置方式(圖3)，該型斷面可顯著降低礦石貧化率，且礦石回收率可提高至65%以上，每班采掘效率也可提高15%以上。

圖2　原進路采礦法斷面

圖3　似五邊形進路斷面

2.4試驗結果

為確定最適宜的斷面參數，根據現場地質條件，

試驗了2種斷面布置方案：①6 m(進路寬)×4 m(進路高)；②8 m(進路寬)×4 m(進路高)。為確保試驗結果可靠，該2組試驗選在巖性中等穩固的采場進行。大斷面進路采場試驗結果表明：方案①在錨桿與4 m長錨索的輔助支護下，可實現安全高效回采，上盤巖石與頂板不垮落，下盤巖石穩定性較好；方案②盡管有錨桿與4 m長錨索的輔助支護，但上盤巖石與頂板有垮落，下盤巖石有溜幫現象，地壓難以控制。

3結語

針對采用進路充填采礦法回采緩傾斜中厚礦體時存在的問題，以某緩傾斜中厚銅礦體為例，對進路充填采場斷面進行了優化，試驗結果表明，優化后的大斷面進路(6 m(進路寬)×4 m(進路高))顯著降低了貧化率，礦石回采率提高了15個百分點以上，每班回采效率提高了15個百分點以上，成效顯著，有一定的推廣價值。

參考文獻

[1]尹升華，吳愛祥.緩傾斜中厚礦體采礦方法現狀及發展趨勢[J].金屬礦山，2007(12)：1-4.

[2]陳亦，姚華.緩傾斜中厚礦體盤區開拓系統的探索與實踐[J].現代礦業，2015(11)：34-35.

[3]張志貴，陳星明，葉青，等.大結構參數無底柱分段崩落法在緩傾斜中厚礦體中的應用[J].金屬礦山，2015(8)：1-5.

[4]高志榮，張睿.利用中深孔房柱法開采某鉛鋅礦緩傾斜厚礦體[J].現代礦業，2015(6)：49-50.

[5]熊國雄，趙雄文，盧波，等.上向水平進路充填法在銅綠山礦的應用[J].現代礦業，2012(11)：4-6.

(收稿日期2016-01-07)

王耀(1982—)，男，工程師，435000 湖北省黃石市。