中深孔采礦方法優(yōu)化在望兒山分礦深部中段的應(yīng)用

丁明飛

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441)

中深孔采礦方法優(yōu)化在望兒山分礦深部中段的應(yīng)用

丁明飛

(山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441)

針對(duì)望兒山分礦深部礦體的賦存條件及進(jìn)路采礦生產(chǎn)效率低的特點(diǎn)和中深孔分層崩落在礦區(qū)的試驗(yàn)成果，采用了中深孔高效采礦方法。但進(jìn)入2016年，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，按照既定采準(zhǔn)方式礦房形成時(shí)間短，無(wú)法快速提供礦量。通過(guò)對(duì)深部中段進(jìn)行采礦方法優(yōu)化，保證望兒山分礦全年指標(biāo)的完成，得出降低兩率指標(biāo)的方法，充分發(fā)揮中深孔采礦的高效性。

深井采礦； 中深孔； 優(yōu)化

1 地質(zhì)概況

望兒山分礦深部區(qū)段主要賦存有Ⅰ#礦體、Ⅴ#礦體、32#礦體、35#礦體,均在開(kāi)拓探礦階段。

Ⅰ#礦體為望兒山主礦體，主要受望兒山主斷裂控制，礦體沿望兒山主斷裂在主斷裂上、下盤(pán)均有發(fā)育。礦體平均厚度14m左右。巖性為黃鐵絹英巖化碎裂巖以及黃鐵礦化石英脈。26線以北礦體走向25°～35°，傾向北西，傾角50°～65°；26線以南走向近南北，西傾，傾角45°～60°。

Ⅴ#礦體發(fā)育在Ⅰ#主礦體上盤(pán)，距Ⅰ#礦體水平距離30～120m不等，該礦體呈脈狀分布，礦脈走向整體近南北，礦脈厚度0.10～1.00m，西傾，傾角70°～90°之間近乎直立。

32#礦體發(fā)育在Ⅰ#主礦體下盤(pán)，距Ⅰ#礦體水平距離180m左右，該礦體主要受望兒山主斷裂分支斷裂構(gòu)造控制，礦體厚度約3.4m，主要為黃鐵絹英巖化花崗巖，礦體走向整體近南北，西傾，傾角在45°～65°之間。

35#礦體發(fā)育在Ⅰ#主礦體下盤(pán)，距Ⅰ#礦體水平距離300m左右，該礦體主要受望兒山主斷裂下盤(pán)次級(jí)斷裂構(gòu)造控制，礦體厚度約4.0m，礦體巖性為黃鐵礦化花崗巖，礦體走向350°～0°，傾向南西，傾角75°。

水文條件：現(xiàn)礦區(qū)主要涌水帶位于-510中段22～14線間，根據(jù)統(tǒng)計(jì)-510中段最大涌水量達(dá)950m3/h，目前正常涌水量500m3/h左右。-510中段22～14線是主要的熱水富水區(qū)，涼水區(qū)位于Ⅳ#礦體下盤(pán)構(gòu)造裂隙帶中，揭露涌水量20m3/h左右，由于上部中段礦體開(kāi)采，沿主斷裂造成礦體充水，初始揭露主斷層會(huì)出現(xiàn)涌水。推測(cè)-550、-590、-630中段在22～14線為富水區(qū)，另在-630中段開(kāi)拓時(shí)揭露石門(mén)附近富水帶，初始涌水量達(dá)300m3/h。根據(jù)深部開(kāi)拓工程揭露情況推測(cè)，-550中段開(kāi)拓施工揭露涌水量會(huì)進(jìn)一步增加，推測(cè)最大涌水量可達(dá)1 005m3/h。 -630中段推測(cè)最大涌水量可達(dá)1 215m3/h。

構(gòu)造：該區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造為望兒山主斷裂構(gòu)造以及與主斷裂產(chǎn)狀一致的規(guī)模較小的平行斷裂。望兒山主斷裂為望兒山Ⅰ#主礦體控礦構(gòu)造，并對(duì)Ⅰ#主礦體具有一定的穿插破壞作用，主斷裂面附近常出現(xiàn)5～15cm厚的斷層泥。主斷裂產(chǎn)狀變化較大，30線以北，走向30°～45°，傾向北西，傾角45°～60°；30線以南，走向0°～15°，傾向北西，傾角50°左右。此外，根據(jù)現(xiàn)有工程揭露在27～29線之間存在構(gòu)造密集發(fā)育區(qū)，該區(qū)段內(nèi)構(gòu)造節(jié)理異常發(fā)育，按產(chǎn)狀分為兩組，一組近南北走向、傾向不定，傾角不定；另一組走向110°、傾向北西、傾角不定。由于受構(gòu)造影響巖石較為破碎，施工時(shí)應(yīng)及時(shí)采取安全措施。

2 采礦方法存在問(wèn)題

望兒山分礦現(xiàn)有的采礦方法為進(jìn)路充填采礦方法為主，少部分采場(chǎng)采用高效中深孔分層崩落嗣后充填采礦方法。但是現(xiàn)有的采礦方法存在如下兩個(gè)問(wèn)題：①進(jìn)路充填采礦方法生產(chǎn)效率較低，無(wú)法大規(guī)模出礦，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，且生產(chǎn)成本較高；②單一的中深孔分層崩落采準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)、出礦慢，影響礦山的生產(chǎn)接續(xù)。

進(jìn)入2016年，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，采場(chǎng)接續(xù)困難，根據(jù)現(xiàn)有的深部中段工程揭露礦體情況來(lái)看，礦體變化較大。針對(duì)望兒山分礦生產(chǎn)接續(xù)問(wèn)題對(duì)深部中段采準(zhǔn)工程進(jìn)行采礦方法優(yōu)化，全中段采用高效分層崩落嗣后充填采礦法，對(duì)部分礦體進(jìn)行分段崩落嗣后充填采礦法施工，這樣能夠加快新采場(chǎng)形成，保證望兒山分礦全年指標(biāo)的完成。通過(guò)對(duì)兩率指標(biāo)的分析研究，得出降低兩率指標(biāo)的方法，充分發(fā)揮中深孔采礦的高效性，盡可能地降低中深孔兩率指標(biāo)，降本增效。

3 采礦方法優(yōu)化

深部19中段斜坡道已施工完畢，三分段巷聯(lián)絡(luò)巷及30線上盤(pán)探礦沿脈也已施工完畢，揭露礦體厚度29m。二分段巷聯(lián)絡(luò)巷(26線)已施工完畢，揭露礦體厚度11m。一分段巷聯(lián)絡(luò)巷(26線)已施工完畢，揭露礦體厚度6m。根據(jù)現(xiàn)有的探礦顯示，在19中段28～30線附近有較大夾石，采用中深孔崩落，需進(jìn)行上下盤(pán)二次崩落，以減少貧化。

通過(guò)前階段相關(guān)開(kāi)拓工程的布置，中深孔采場(chǎng)形成采場(chǎng)推遲，因此需要對(duì)19中段現(xiàn)有礦體的采礦方法進(jìn)行優(yōu)化。

根據(jù)生產(chǎn)需要選擇部分礦體進(jìn)行分段崩落采礦方法施工，提前出礦。即在礦體28～32線之間采用分段崩落嗣后充填采礦法，三分段優(yōu)先施工崩落，提前出礦。對(duì)于其他礦體仍然采用中深孔分層崩落采礦方法。

首先對(duì)前期探礦工程進(jìn)行重新圈定礦體，根據(jù)新圈定礦體28～30線形成3個(gè)分段崩落采場(chǎng)，其他形成中深孔崩落采礦。

3.1 28～30線采場(chǎng)應(yīng)用中深孔分段崩落嗣后充填采礦法

以現(xiàn)有工程為依托，對(duì)設(shè)計(jì)工程進(jìn)行優(yōu)化施工，將28～30線分為3個(gè)采場(chǎng)，采場(chǎng)分界線見(jiàn)圖1，采場(chǎng)長(zhǎng)度35m。三分段、二分段、一分段分別布置出礦口分段出礦，其中三分段、二分段出礦巷間隔10m，一分段出礦巷間隔4m，3個(gè)段分別出礦，最后由一分段大量出礦嗣后充填。

圖1 優(yōu)化后二三分段巷的出礦巷布置圖

3.2 28線以南及30線以北采用中深孔分層崩落采礦法

留6m底柱，6m頂柱，11m一個(gè)分層，最后一個(gè)分層為12m，沿走向35m一個(gè)采場(chǎng)，分為一步采采場(chǎng)和二步采采場(chǎng)交替布置，不留礦柱，采一步采采場(chǎng)時(shí)二步采采場(chǎng)作為礦柱，待一步采采場(chǎng)采完充填結(jié)束后再回采二步采采場(chǎng)，每隔7m打出礦口。每個(gè)采場(chǎng)布置一條切割天井和3條鑿巖巷，最后在鑿巖巷布扇形孔分層落礦，鏟運(yùn)機(jī)大量出礦，結(jié)束后進(jìn)行嗣后充填。

全中段采用高效分層崩落嗣后充填采礦法，對(duì)部分礦體進(jìn)行分段崩落嗣后充填采礦法施工。兩種方法相互協(xié)調(diào)，相互補(bǔ)充。分段崩落可以快速提供

礦量。原計(jì)劃的19中段28線采場(chǎng)由原來(lái)的2017年2月形成采場(chǎng)提前到2016年10月提供礦量。提前4個(gè)月提供礦量。保證了礦山全年出礦指標(biāo)的穩(wěn)定。

4 采準(zhǔn)工程優(yōu)化

原中深孔采礦方法改變傳統(tǒng)進(jìn)路充填采礦法，改用國(guó)際流行高效中深孔崩落采礦法，如17中段11#中深孔采場(chǎng)，如圖2所示。損失率為10%，貧化率為20%。

圖2 原采礦方法采準(zhǔn)工程布置圖

優(yōu)化后方案針對(duì)試驗(yàn)采場(chǎng)分段巷距離礦體太遠(yuǎn)、采準(zhǔn)工程較大、采準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。將分段巷設(shè)計(jì)在距離礦體10m位置上進(jìn)行出礦巷布置，優(yōu)先施工探礦聯(lián)巷確保礦體準(zhǔn)確，如圖3和圖4所示。

相比于原設(shè)計(jì)，此優(yōu)化方案節(jié)省了3個(gè)分段聯(lián)巷的長(zhǎng)度。平均每條聯(lián)巷節(jié)省20m聯(lián)巷，規(guī)格3m×3m。一個(gè)中段有10個(gè)采場(chǎng)，平均節(jié)省600m工程。降低成本約156.6萬(wàn)元。

5 降低兩率指標(biāo)的優(yōu)化

原設(shè)計(jì)采用預(yù)留斜面底柱，最后崩落充填后進(jìn)

行進(jìn)路回收底柱，如圖5和圖6所示。

該方案底柱回收難度大，優(yōu)化后采取先施工拉底鋪設(shè)假底后形成人工50°斜面后，再進(jìn)行中深孔作業(yè)，提前回收底柱，減少了損失率。

對(duì)于存窿礦量可以考慮采場(chǎng)施工結(jié)束充填后，采用進(jìn)路施工穿越膠結(jié)體，將上盤(pán)未采下礦體以及兩出礦口之間的存容礦量進(jìn)行回收，降低采場(chǎng)損失率。

充填形式：一步采采場(chǎng)結(jié)束后必須對(duì)采空區(qū)進(jìn)行嗣后充填后方可進(jìn)行二步采采場(chǎng)施工。充填管路由設(shè)計(jì)的管纜斜井進(jìn)行下放鋪設(shè)。

圖3 優(yōu)化后各分段巷及出礦巷布置圖

圖4 優(yōu)化后的采準(zhǔn)工程布置圖

圖5 底柱進(jìn)路第一層回收方案圖

圖6 底柱進(jìn)路第二層回收方案圖

采用毛石充填和膠結(jié)充填相結(jié)合，在19中段采場(chǎng)中部打一通道，進(jìn)行毛石回填，緩解毛石提升壓力，降低充填成本。毛石回填要與膠結(jié)充填相結(jié)合，毛石回填到兩幫時(shí)必須進(jìn)行1∶20灰沙比膠結(jié)體充填(二部采采場(chǎng)充全尾砂)，膠結(jié)充填3m后再進(jìn)行毛石充填，交替進(jìn)行。最后1m用1∶10膠結(jié)體接頂。新式充填工藝如圖7所示。

按照以上措施，能夠極大地降低采場(chǎng)貧化率，保證出礦質(zhì)量。損失率降低2%，貧化率降低4%。

6 結(jié)語(yǔ)

深井中深孔高效采礦方法的優(yōu)化在望兒山分礦深部中段的研究與應(yīng)用，改變了以往進(jìn)路采礦低效的現(xiàn)狀，同時(shí)通過(guò)方法優(yōu)化及技術(shù)優(yōu)化降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，解決了中深孔回收率低于其他采礦方法的劣勢(shì)，達(dá)到了降本增效的目的。

圖7 新式充填工藝圖

[1] 于金吾.現(xiàn)代礦山采礦新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書(shū)[M].北京:當(dāng)代中國(guó)音像出版社,2005.

[2] 解世俊.金屬礦床地下開(kāi)采[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1979.

[3] 劉同有.充填采礦技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001.

Application of optimized medium-length hole method in the deep mining of Wangershan branch

In view of the occurrence condition of deep orebody and low production efficiency of drift stoping, and the experimental results of slicing and caving with medium-length hole in Wangershan branch, the high efficiency medium-length hole method was used. But from 2016 with the production went on it can not form room and provide enough ore rapidly by using this method. Through optimizing the deep mining method, the yearly target was finished and the method of reducing ore dilution and loss rate was got, which gave full play to the medium-length hole mining in efficiency.

deep mining; medium-length hole; optimization

TD853.3

B

2017-- 03-- 19

丁明飛 (1988-)，男，山東萊西人，采礦工程師，從事金礦開(kāi)采工作。

1672-- 609X(2017)04-- 0020-- 04