呼倫貝爾山金礦業有限公司急傾斜極薄礦體采礦方法研究

李永新，王慶磊，呂軍恩

(呼倫貝爾山金礦業有限公司)

引 言

呼倫貝爾山金礦業有限公司主采鉛鋅礦，設計采選能力為3 000 t/d。在長期的采礦活動中，礦區井下形成了大量的采空區，不僅容易造成采空區地表塌陷影響周邊環境，而且對當前乃至今后的井下安全生產存在一定的威脅[1]。三河鉛鋅礦區是呼倫貝爾山金礦業有限公司的主采礦區，其位于內蒙古自治區呼倫貝爾市根河市得耳布爾鎮南西18 km，爾布爾林場北西9 km處，行政區劃隸屬內蒙古自治區呼倫貝爾市根河市得耳布爾鎮。該礦區內不論是鉛鋅工業礦體還是鉛鋅礦化體，均嚴格受北西西向蝕變構造破碎帶、裂隙帶控制，常成群出現，礦帶總體產狀與賦礦構造產狀基本一致。隨著礦山的發展，原有淺孔留礦采礦法已不滿足礦山的要求，不符合礦山長遠發展目標，不利于綠色礦山建設，存在諸多問題。

為此，亟需結合礦區地質特點，尋找適用的采礦方法，實現急傾斜極薄礦體[2-4]的安全、高效開采。為滿足不破壞當地地表生態環境的要求，且滿足地表選礦廠及配套設施按3 000 t/d建設，所選用的采礦方法應盡可能滿足采礦效率高、生產能力大、安全可靠、工藝簡單、生產成本低，且能盡量降低采礦損失貧化等原則的要求。

1 開采技術條件

該礦區位于林區，礦脈多，分布面積大，由于地處高寒地區，冰凍期約210 d，生態環境相對脆弱，一旦遭到破壞，很難恢復。且該礦床不具備露天開采條件，而應采用地下開采方式。1號礦體累計長度1 549 m，傾向延伸65～560 m。礦體走向285°，傾向南西，傾角一般71°～85°。礦體厚度0.55～7.43 m，平均厚2.41 m。礦體、圍巖均較穩固。賦礦標高927～376 m。從屬礦體11條。

2 脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法

根據礦體開采技術條件，提出將脈內上向分層[5-6]及削壁充填[7-8]工藝聯合，形成聯合采礦法，以實現急傾斜極薄礦體的安全、高效回采。采礦方法具體布置見圖1。該采礦方法分段高度為40 m，分層回采高度為2 m，爆破崩落下來的圍巖用來充填采空區，依據作業空間要求靈活進行圍巖爆破。崩落的礦石通過溜井溜放至采場底部沿脈巷內并人工裝車運走。平場撬頂工作完成后，在崩落圍巖體上部通過充填天井，人工鋪設一層厚度為20 cm的尾砂，并在尾砂上鋪設膠皮帶。采場中央的充填井在回采作業前已經施工完畢，兩側的溜井順路架設，并架設板墻來保護已經形成的溜井。待采場礦石回采結束后，回收底部3 m厚的底板。

采場沿礦體走向布置，礦房長度為63 m，垂直高度為38 m，最小采幅1.2 m。采場回采方式是從底板3 m高位置進行拉底并形成自由面。從拉底空間采用7655型氣腿式鑿巖機鉆孔，依次上向分層爆破回采，分層回采高度2 m。

圖1 脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法

2.1 采準工程布置

由脈內巷道向礦脈下盤方向每隔30 m掘進出礦聯絡巷道，由出礦聯絡巷道向礦脈掘進放礦溜井，預留底柱，進行切割拉底，依次在礦房兩側掘進人行通風天井，天井的斷面規格均為1.5 m×1.8 m，角度約為65°；脈內巷中部位置先上向掘進斷面規格為1.5 m×1.8 m，角度為58°，有底部出礦結構的充填井。然后施工另外2個具有出礦結構傾角約為62° 的放礦溜井，該溜井隨回采作業的進行順路架設，并用板墻保護。采準切割工程量見表1。

表1 采準切割工程量

2.2 回采工藝

2.2.1 鑿巖爆破

掘進工程采用淺孔爆破法，鑿巖工具使用7655型氣腿式鑿巖機鑿巖，釬桿長2.5 m，釬頭為φ38 mm的一字型釬頭。采用光面爆破技術，頂板半孔率≥50 %，控爆孔孔間距為0.5 m，控爆層厚度控制在0.6 m，要求控爆孔采用間隔裝藥方式，每孔裝藥量0.6 kg，所有控爆孔采用同段導爆管。

礦房鑿巖爆破采用7655型氣腿式鑿巖機鑿巖施工與礦體傾向平行的上向扇形孔，孔徑38 mm，孔深2.2 m，排距0.8 m，孔底距0.8 m。爆破采用微差逐孔爆破技術，孔內延時，起爆藥包置于孔內中部，導爆管采用毫秒延遲塑料導爆管，裝藥采用人工不耦合裝藥，2號巖石乳化炸藥。

2.2.2 出 礦

1)切采出礦：脈內巷、兩側的通風人行天井及采場中部的2條溜井、充填井使用輕型鐵軌及礦車，人工將礦石推運至罐籠井位置處，并通過罐籠井將礦石提升至地表。

2)采場出礦：礦房內爆落的礦石經出礦溜井，下放至出礦水平，然后同樣采用輕型鐵軌及礦車，人工將礦石推運至罐籠井位置處，并通過罐籠井將礦石提升至地表。采場崩落的大塊礦石需進行二次鉆孔爆破破碎。

2.2.3 采場充填

采場出礦完畢，立即進行充填。礦房充填時，崩落下盤圍巖進行充填。平場撬頂工作完成后，在崩落圍巖體上部通過充填井，人工鋪設一層厚度為20 cm的尾砂，并在尾砂上鋪設膠皮帶。

2.3 采場支護

因礦巖穩固性較好，掘進的天井、底部溜井出礦結構及聯絡巷在一般情況下都不需要支護，局部圍巖不穩固地段在必要時可采用管縫式或漲殼式錨桿進行支護。溜井底部出礦結構、天井聯絡巷在靠近采場及天井位置處必要時可采用錨網進行加強支護。

2.4 采場通風

1)掘進通風。工作面采用局扇強制通風，通風方式為壓抽混合式通風。在下盤的沿脈巷內布置1臺局部扇風機，用壓入式通風方式，通過風筒把新鮮風流沿脈內巷引入掘進面。在掘進面附近布置1臺局部扇風機，用抽出式通風方式，將污風通過柔性風筒引入另一側的脈內巷中，通過回風天井排出采場。

2)采場通風。新鮮風流從下盤的脈內巷及通風人行天井采場，沖刷工作面后，污風經回風井、主扇風機排出地表。

3 工業試驗

采礦方法試驗地點為335 m中段35242試驗采場，試驗采場處于V1-2礦體35242礦塊,位于335 m中段,介于104北19勘探線—102勘探線。

3.1 采場構成要素

分層回采高度2 m，爆破崩落下的圍巖用來充填采空區，依據作業空間要求靈活進行圍巖爆破。崩落的礦石通過溜井溜放至采場底部沿脈巷內并人工裝車運走。平場撬頂工作完成后，在崩落圍巖體上部通過充填井，人工鋪設一層厚度為20 cm的尾砂，并在尾砂上鋪設膠皮帶。采場中央的充填井在回采作業前已經施工完畢，兩側的溜井順路架設，并架設板墻來保護已經形成的溜井。待采場礦石回采結束后，回收底部3 m厚的底板。采場沿走向布置，礦房長93.2 m，高38 m(去除2 m厚的頂板)，最大采幅1.0 m。

3.2 主要技術經濟指標

采用脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法回采，取得的主要技術經濟指標見表2。

表2 主要技術經濟指標

根據現場工業試驗，急傾斜薄礦體的安全高效開采取得了良好的效果，脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法各項技術經濟指標符合礦山要求。

4 結 語

脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法大部分采準工程布置在脈內，不設間柱回采，減少了采礦損失率。且用尾砂進行部分充填，有利于地壓控制，綜合考慮各采礦方法的采礦損失貧化指標及生產能力，采用脈內上向分層及削壁充填聯合采礦法開采急傾斜極薄礦體是最佳方案，可供同類型礦山參考借鑒。