點柱式分層充填采礦法在大紅山Ⅰ號銅礦帶中的應用

倪躍輝（銅陵有色金屬集團銅冠礦山建設股份有限公司）

點柱式分層充填采礦法在大紅山Ⅰ號銅礦帶中的應用

倪躍輝（銅陵有色金屬集團銅冠礦山建設股份有限公司）

根據(jù)云南大紅山Ⅰ號銅礦帶的礦體產(chǎn)狀、結構等工程地質條件因素，經(jīng)過比較研究，決定選用點柱式分層充填采礦法進行采礦作業(yè)，此法靈活高效的同時，降低了礦石貧化率和損失率，達到了無廢開采，同時也保護了礦山的開采環(huán)境。

云南大紅山；銅礦帶；點柱式分層充填采礦法；工藝流程；尾砂充填

1 礦床開采技術條件

1.1 礦床開采地質條件

云南大紅山Ⅰ號銅礦帶的礦體賦存于中生代大紅山群曼剛河組地層中上部的石榴黑云角閃片巖夾變鈉質凝灰?guī)r段(Pt?dm3)中，屬火山噴發(fā)～沉積變質成礦的大型鐵銅礦床，走向近東西向，傾向南，傾角 32°～47°。碳質板巖夾層發(fā)育，質軟，巖性穩(wěn)固性一般。

1.2 采場布置及結構尺寸

階段高度100m，分段高度20m，分層高度4m，礦塊長度50m，礦塊寬度為礦體水平厚度（多層礦體時為多層礦體加夾石厚度），礦塊高度按一個分段高度劃分，相鄰礦塊間留4m寬間距，礦塊內(nèi)按設計留4×4m點柱，在各采場回采聯(lián)道內(nèi)最頂層礦體上盤布置回風上山，與上中段回采聯(lián)道相通，規(guī)格2.0m×2.0m。采場溜井按300m左右間距設置，進回風上山按600m左右間距設置。

2 點柱式分層充填采礦法

2.1 采礦方法及工藝流程

采場平面結構示意圖

采用下盤脈外斜坡道、脈外分段巷的采準方式。由分段采準干線掘進至采場回采聯(lián)道，每個分段回采5個分層，分層高度為4m。第一分層聯(lián)絡道按≤15%下坡掘進，后四個分層聯(lián)絡道以挑頂、墊底方式進行，最大爬坡(最上層)不大于10°。在第一分段巷掘進坡度≤15%的下山到達礦體后，在采場中央沿礦體走向掘進切割巷道至礦房邊界礦柱，礦體厚的按11m左右間距平行施工多條切割橫巷,分回采單元的沿回采單元全寬拉開，即完成礦體切割工作。

回采工作由分段回采聯(lián)道進入采場挑頂開始，挑至設計分層頂板標高后向兩幫拉開工作面，采用由采場中間向兩側前進式回采的方式進行推進，形成寬7m，高5m的回采進路工作面，相鄰回采工作面先保留4m寬條柱。采場內(nèi)回采順序遵循由采聯(lián)向兩翼留條柱、由兩翼向中間剔出點柱，先上盤后下盤的回采順序，直至采至采場設計邊界，回采工作完成。本方法留條形間柱、規(guī)則點柱，這些礦柱作為永久損失。分層采場結束前可以考慮將條柱變?yōu)辄c柱，減少礦柱永久損失。

2.2 工藝流程

鑿巖→爆破→頂幫板支護→礦石鏟裝運輸→充填及養(yǎng)護→進入第二分層循環(huán)......

2.2.1 鑿巖

以Bomer281鑿巖臺車為主YT28型氣腿式鑿巖機為輔進行鑿巖，炮孔在礦柱間呈拱形布置，拱形落礦，孔深3.5m，孔徑φ 43mm～45mm。正常落礦層超前光爆層1個循環(huán)進行施工，采用大孔距小抗線的穿爆方式，抵抗線高度自下向上分別為0.5m、0.6m、0.65m，炮孔密集系數(shù)為2.15～2.8。

2.2.2 爆破

選用2#巖石炸藥，采用人工裝藥。正常落礦孔單炮頭密集裝藥，裝藥系數(shù)≤0.8，采用非電毫秒導爆管，激發(fā)器激發(fā)磁電雷管，同時引發(fā)爆破導爆管。光爆孔同段間隔裝藥，裝藥系數(shù)≤0.4，單孔裝藥量≤0.9kg，采用導爆索起爆，光爆層采用齊發(fā)起爆。

2.2.3 頂幫板管理

為確保鑿巖和出礦的安全，爆破后要進行通風工作，確保通風良好后再進行頂板檢查和撬毛作業(yè)，由撬毛車進行清理。之后，采用山特維特的錨桿臺車進行錨桿支護，對于穩(wěn)固性較差礦段，可根據(jù)具體情況采用其他支護形式。

2.2.4 礦石的鏟裝運輸

在采場內(nèi)由選用3m3地下內(nèi)燃鏟運機進行鏟裝工作，裝入卡車運出采場,直接倒入分段溜井。

2.2.5 采場充填及養(yǎng)護

采場第一分層回采結束后，先按設計要進行鋼筋網(wǎng)鋪設，采用∮12螺紋鋼筋@200mm網(wǎng)度，首層充填高度3.5m，為尾砂膠結充填，灰砂比為1：6。其他分層回采結束后采用尾砂混合充填，尾砂充填高度3.5m，每分層最后0.5m都要進行尾砂膠結充填，灰砂比為1：6，且每分層充填時要預留1.5m以上空間不充。在充填養(yǎng)護期（7d）滿后可進行下一分層的回采工作。

3 結語

點柱式分層充填采礦法在實際的作業(yè)過程中，優(yōu)勢明顯：①作業(yè)靈活。由于礦體呈緩傾斜，在各分段的礦柱預留上，除了主要的礦柱無法更改以外，其他礦柱一般結合廢石區(qū)域而設定，減少了礦石的損失與貧化。②充填廢石調節(jié)使用率高。由于作業(yè)迎頭較多，采切與回采同步進行，廢石一般通過無軌運輸直接倒入需要充填的采場，減少了不必要成本的損失，且有利于采場的順利銜接。③有利于地壓控制，采準工程布置脈外，有利于提高采場的生產(chǎn)能力，采切工程能避開堅韌角巖，降低成本。存在的主要問題是受點柱影響，鏟運機的出礦效率低于正常水平。各采場開采必須在高度和順序是加以控制，生產(chǎn)管理難度增加。因此，必須加強礦山科學管理。2011年至今，該采礦方法在云南大紅山Ⅰ號銅礦帶的生產(chǎn)中安全高效的已達到年產(chǎn)200萬噸的驕人成果。

倪躍輝(1978-)，男，助理工程師，244000安徽省銅陵市銅官山區(qū)