無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法在早子溝金礦的應(yīng)用

許恒朋　劉允秋

(1.甘肅省合作早子溝金礦有限責(zé)任公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司)

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無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法在早子溝金礦的應(yīng)用

許恒朋1劉允秋2，3,4

(1.甘肅省合作早子溝金礦有限責(zé)任公司；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司)

淺孔留礦法具有礦塊結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)易于掌握，管理方便，采準(zhǔn)布置比較簡(jiǎn)單，礦石回采貧化率低，采用常規(guī)設(shè)備易于掌握和使用等優(yōu)點(diǎn);充填采礦法具有回采率高，適用于礦石價(jià)值品位高的礦山。早子溝金礦采用無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法，結(jié)合了淺孔留礦法和充填法的優(yōu)點(diǎn)，在礦石品位高的礦房鋪設(shè)鋼筋混凝土人工假底，頂柱可隨采場(chǎng)上向回采一并回收，回采結(jié)束后利用廢石、尾砂對(duì)采空區(qū)進(jìn)行封閉、充填，既保證了礦山地壓穩(wěn)定，又最大限度地回收了礦石，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

淺孔留礦無(wú)底柱充填采礦法嗣后充填

早子溝金礦區(qū)金礦帶自東向西共有東礦段、西礦段和格婁昂3個(gè)礦段，分別賦存于1#～4#溝：東礦段位于1#～2#溝，礦化帶主體展布NE向，延長(zhǎng)大于1 000m，寬度大于300m，走向50°～70°，主礦體呈左行斜列，寬度較為穩(wěn)定，蝕變礦化較強(qiáng)，品位高，分布有Au1、Au9和Au15 3個(gè)主礦體；西礦段位于3#溝，礦化帶主體展布NW向，延長(zhǎng)大于300m，寬度大于50m，走向300°～320°，傾角緩，厚度較穩(wěn)定，蝕變礦化較強(qiáng)，品位較高，分布有Au14主礦體和Au27礦體；格婁昂礦段分布于早子溝4#溝和夏河縣格婁昂村，礦化帶主體展布近SN向，延長(zhǎng)大于1 000m，寬度大于500m，走向350°～10°，延伸穩(wěn)定，厚度、產(chǎn)狀變化不大，蝕變礦化較東礦段弱，礦石品位較東、西礦段低，該礦段分布有Au26、Au29、Au30和Au31 4個(gè)主礦體。

根據(jù)礦床規(guī)模、礦體賦存條件等因素，早子溝金礦采選生產(chǎn)規(guī)模為60萬(wàn)t/a。礦山服務(wù)年限10a，分期開(kāi)采，一期開(kāi)采高品位礦石(達(dá)到工業(yè)品位的)，二期開(kāi)采低品位礦石(目前未能達(dá)到工業(yè)品位的)。開(kāi)采范圍為采礦權(quán)平面范圍內(nèi)，礦山提交儲(chǔ)量的全部礦體(工業(yè)品位礦體)。在深度上，3 000m以上為開(kāi)采范圍，2 650m以下為探礦范圍，最低標(biāo)高為2 650m。該礦于2004年開(kāi)采，采用地下開(kāi)采方式。

1　采礦方法選擇

根據(jù)礦體的賦存條件以及礦區(qū)的地形特點(diǎn)，西礦段和格婁昂礦段采用平硐—溜井開(kāi)拓；東礦段采用明豎井開(kāi)拓，平硐、皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。

針對(duì)傾角大于60°，礦石及圍巖中等穩(wěn)固礦體，選用無(wú)底柱淺孔留礦法；對(duì)傾角30°～60°的中厚礦體，選用上向水平分層尾砂充填采礦法；緩傾斜、礦石及圍巖中等穩(wěn)固的礦體采用全面采礦法。考慮到地表不允許塌陷，采用尾砂或廢石嗣后充填處理空區(qū)。3種采礦方法技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　3種采礦技術(shù)指標(biāo)

分析早子溝金礦礦體的地質(zhì)賦存條件，本著最大限度利用礦產(chǎn)資源和保證采礦作業(yè)安全的原則下，確定無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法開(kāi)采。

2　無(wú)底柱淺孔留礦采礦法

2.1適用條件及礦塊構(gòu)成要素

本采礦方法適用于傾角大于60°、礦石及圍巖中等穩(wěn)固礦體。礦塊長(zhǎng)50～60m，寬為礦體厚度，高為中段高度(40m)，間柱寬8m，頂柱厚3m，不留底柱。采礦方法見(jiàn)圖1。

2.2采準(zhǔn)切割工作

自中段沿脈巷每隔5～6m掘進(jìn)出礦川，沿脈巷道距礦體底板6m左右，在礦房?jī)啥司蜻M(jìn)通風(fēng)天井，然后掘進(jìn)2m×2m拉底巷道，在礦房底部沿著拉底巷道做拉底空間，即可進(jìn)行正常回采作業(yè)。對(duì)品位較高的礦體，為了盡可能回采下中段礦房礦量，回采之前在切割巷的底板上膠結(jié)C20鋼筋混凝土假底，厚500mm。采用φ12mm鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)度為250mm×250mm。采準(zhǔn)切割工程主要有：階段運(yùn)輸巷道、通風(fēng)天井、回風(fēng)川、回風(fēng)巷道。采場(chǎng)采切工程量見(jiàn)表2。

圖1　無(wú)底柱淺孔留礦法采礦(單位：m)

表2　采切工程量

注：采礦采切比為11.6m/kt。

2.3回采工作

礦石從拉底空間逐層向上回采，分層高度2.0～2.5m。選用7655型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)打水平眼或微傾斜炮孔，單面單機(jī)打眼，孔深1.8m，孔間距0.8～1.0m。爆破采用銨油炸藥，人工裝藥，電雷管引爆。局部放礦后，安全人員及時(shí)平場(chǎng)、撬頂。局部出礦為落礦量的1/3，其余2/3礦石作為下一作業(yè)循環(huán)的工作平臺(tái)，保證回采工作面有2.0～2.5m工作空間。礦房回采結(jié)束時(shí)，最終放礦。

2.4采場(chǎng)通風(fēng)

階段運(yùn)輸巷道、井底車場(chǎng)、石門(mén)巷采用通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)，地下采場(chǎng)作業(yè)環(huán)境相對(duì)較差，需增加局部通風(fēng)，新鮮風(fēng)流進(jìn)入采場(chǎng)，工作面風(fēng)速不得低于0.15m/s，污風(fēng)回到上中段回風(fēng)巷道，最后由風(fēng)井排出地表。

2.5采場(chǎng)出礦

采場(chǎng)出礦在川內(nèi)進(jìn)行，分局部出礦和大量出礦，局部出礦為落礦量的1/3，其余2/3礦石作為下一作業(yè)循環(huán)的工作平臺(tái)，暫時(shí)留在采場(chǎng)內(nèi)，待整個(gè)礦房回采結(jié)束后，裝巖機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)出礦。

2.6礦柱回采

高品位的礦柱回收，低品位礦體留永久礦柱不回收。由于采場(chǎng)回采前鋪設(shè)了鋼筋混凝土假底，頂柱可隨采場(chǎng)上向回采一并回收。間柱回采時(shí)利用間柱中的天井和聯(lián)絡(luò)道打淺眼，一次崩落，崩落的礦石由礦房底部出礦。由于礦柱回采條件較差，一次性崩礦，回收率為60%。

3　嗣后充填采空區(qū)

采場(chǎng)回采結(jié)束再回采礦柱，大量放礦,之后對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，充填料為井下掘進(jìn)廢石和尾砂。在采空區(qū)充填之前，首先封閉采空區(qū)，密閉墻砌筑質(zhì)量要符合標(biāo)準(zhǔn)；自上中段出礦川向礦房?jī)?nèi)每隔10～15m掘進(jìn)充填小井，規(guī)格2m×1.5m，在充填小井上部架設(shè)充填平臺(tái)進(jìn)行充填。充填采空區(qū)見(jiàn)圖2。

圖2　嗣后充填采空區(qū)(單位：m)

4　結(jié)　論

淺孔留礦采礦法基建投資少，生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單，礦塊生產(chǎn)能力大；充填采礦法回收率高，及時(shí)充填采場(chǎng)空區(qū)，有效控制地壓，采礦安全性高。經(jīng)過(guò)技術(shù)分析，結(jié)合早子溝金礦礦體的地質(zhì)賦存情況，本著最大限度利用礦產(chǎn)資源和保證采礦作業(yè)安全的原則，最終確定了無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法開(kāi)采，在礦石品位高的礦房構(gòu)筑人工假底，最大限度地提高回收率，并很好地對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理，有效地控制住了地壓，為該礦創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2016-03-22)

許恒朋(1989—)，男，助理工程師，747000 甘肅省甘南藏族自治州合作市那吾鄉(xiāng)。