分層充填采礦法在中厚以上礦體開采中的運用

王明文

（中國黃金集團江西金山礦業(yè)有限公司，江西 德興 334213）

對于垂直厚度為4m至10m的礦體，它們在金山礦灣家塢礦區(qū)占有相當大的比例。如何選擇合理的采礦方法，降低礦石損耗的技術(shù)指標應(yīng)該是必須解決的技術(shù)問題。向上水平分層充填采礦方法是降低礦石損耗指標的采礦方法之一。為此，在中國黃金集團公司的指導(dǎo)與支持下，長春黃金研究院與金山礦業(yè)共同進行“江西金山礦業(yè)有限公司上行水平充填采礦方法開采技術(shù)研究”為解決金山礦區(qū)緩傾斜多層礦體開采中的技術(shù)問題而努力。

1 礦山地質(zhì)

金山金礦田大地構(gòu)造位于揚子淮長江以南東南緣，位于德興金銅礦化集中區(qū)東部。該礦床位置處于滇東北韌性剪切蛇綠巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造帶中的金山韌性推覆變形帶，次級韌性變質(zhì)構(gòu)造帶控制。

（1）礦區(qū)地層。除少數(shù)第四紀以外，其余均為中元古代雙橋山群的第三個巖群（pt2shIII）。巖石群主要由板巖，千枚巖，凝灰?guī)r，變質(zhì)鞍山玄武巖等組成，以單斜序列生產(chǎn)?？傮w走向NE，傾向SE，傾角10°～35°。

（2）地質(zhì)構(gòu)造與巖漿巖。金山-西江韌性剪切帶屬于是金山金礦田最重要的控礦以及含礦構(gòu)造區(qū)域。金山礦區(qū)的剪切帶呈蛇紋狀。走向長度約為3400m，寬度約為120m～700m，伸展控制長度為1800m?？傮w走向NW，傾向NE。主剪切面傾角10°～35°。剪切帶嚴格對于該區(qū)域礦體形成以及生產(chǎn)處于控制狀態(tài)。礦區(qū)巖漿巖較弱，只有少數(shù)輝綠巖和輝石閃長巖呈巖石狀，脈狀沿斷層和剪切帶分散。

（3）圍巖蝕變。在韌性剪切帶的形成和演化過程中，采礦區(qū)內(nèi)的各種類型的巖石通常會受到不同程度的蝕變。改變的類型主要包括硅化，黃鐵礦礦化，絹云母化，綠泥石和碳酸化。

（4）礦體特征。礦體存在于剪切帶的中心部分，硅化，黃鐵礦礦化，鐵白云石化，超亞砷酸鹽和糜棱巖。其礦體形狀由主剪切面控制。總體走向NW，傾向NE，平均傾角25°。V1礦體為主要礦體，其礦石量和金屬量分別占礦床總儲量的82%和72%。礦體最大厚度26.87m，平均厚度4.16m。主礦體上下分部多條零星礦體。零星礦體中V10、V7礦體在局部厚度較大，具有開采價值。

2 不同礦體厚度采礦方法選擇

（1）膠結(jié)充填條帶開采法。膠結(jié)充填條帶開采法，它主要用于緩傾斜薄礦體的開采，即礦體真厚度小于4m（水平厚度小于12m）的這部分礦體。它主要分布在主礦體邊緣或零星的小礦體。該采礦方法，沿礦體傾向布置采場，并劃分礦房礦柱，礦房寬度10m～12m，礦柱寬度6m～8m，采場長度為礦體斜長。先采礦柱，采用礦山目前采用的淺孔落礦和電耙出礦，并進行膠結(jié)充填，形成人工礦柱；后采礦房，仍采用的淺孔落礦和電耙出礦，尾砂充填。該采礦方法的主要優(yōu)點是采場布置靈活，采準工程簡單。

（2）上向水平分層充填采礦法。上部水平分層充填采礦方法主要產(chǎn)生緩傾斜中厚礦體或緩傾斜厚礦體，即礦體厚度為4m～15m（水平厚度12m～45m）。該采礦方法的主要優(yōu)點是充分發(fā)揮無軌采掘設(shè)備靈活機動的特點，能夠適應(yīng)金山礦業(yè)形態(tài)復(fù)雜的礦體，能獲得較低的礦石貧化損失指標。

（3）中深孔分段空場開采方法。中深孔分段空場開采方法主要是開采厚礦體，即礦體真實厚度大于15m（水平厚度大于50m）。該采礦方法主要用于礦體特別厚大部分。采礦方法利用機械化面板上采礦方法，采場垂直排列，采場暴露面積控制在2000平方米以內(nèi)。在分段鑿巖平巷內(nèi)，進行中深孔鑿巖和爆破，主要在階段底部結(jié)構(gòu)集中出礦。該采礦方法的主要優(yōu)點是采場作業(yè)安全性較好，采場生產(chǎn)能力較大，并能為礦山生產(chǎn)預(yù)備一定的存窿礦量。

3 機械化面板上部水平分層填充方法

（1）機械化面板上部水平分層填充方法。在提高我國礦山機械化程度，充分利用采礦和無軌設(shè)備的基礎(chǔ)上，開發(fā)了機械化板的水平分層填充方法。而在中國的有色金屬，金礦甚至冶金，化學(xué)礦山已被廣泛推廣和應(yīng)用。采礦方法主要用于采集厚礦體，一般采用下板式斜坡道路，脈沖外段巷道和脈沖外礦的無軌采礦方式。采場鑿巖、頂板管理、采場出礦均采用全液壓無軌機械化作業(yè)，采場充填一般采用管道水力輸送(參見圖1)。采場綜合生產(chǎn)能力一般為150～250t/d，礦石損失率為5%～8%，貧化率為5%～8%。

（2）上向水平分層充填法發(fā)展趨勢。①就采場布局而言，大型面板中沒有支柱的連續(xù)采礦技術(shù)的發(fā)展將簡化采礦過程。有的礦山配合井下運礦卡車、頂板管理臺車的使用，使盤區(qū)長度達到數(shù)百米乃至上千米。②在礦塊采準系統(tǒng)方面，主要向脈外斜坡道采準方向發(fā)展。制作一套采礦設(shè)備，為多個出口提供服務(wù)，充分利用無軌設(shè)備的靈活性。③在采礦機械領(lǐng)域，它正朝著大型成套設(shè)備和遙控設(shè)備的方向發(fā)展。④在巖石鉆孔和爆破領(lǐng)域，主要方向是增加炮眼的長度，增加分層高度，甚至增加中深孔巖石爆破的方向。增加每層中的礦石量并減少整個停止的循環(huán)次數(shù)。⑤在采場安全方面，主要向長錨索預(yù)支護方面發(fā)展。并通過長錨索預(yù)支護，使原較破碎礦體也可以使用分層充填法。⑥在發(fā)生礦床時，如傾斜，輕微傾斜的薄至中厚礦石開采。可采用偽傾斜順路溜礦井、單一脈外斜坡道采準、脈內(nèi)轉(zhuǎn)層等方式，減少采場的采準工程量和采切比。

（3）上向水平分層充填法回采方案選擇。上向水平分層充填法回采方案，主要開采金山礦業(yè)灣家塢礦區(qū)緩傾斜中厚或分層礦體中，其指導(dǎo)思想與選擇原則是：①盡可能降低采場的采準工程量，縮短采場準備時間。②盡可能采用無軌設(shè)備出礦，提高出礦效率，增大采場綜合生產(chǎn)能力。③采用管道輸送分級尾砂充填和局部膠結(jié)充填，降低貧損指標。根據(jù)上述原則和金山礦業(yè)灣家塢礦區(qū)礦體賦存情況，初步選擇的上向水平分層充填法回采方案有：機械化盤區(qū)上向水平分層充填法回采方案；下盤單溜井上向水平分層充填法回采方案；脈內(nèi)順路井上向水平分層充填法回采方案；折返斜坡道上向水平分層充填法回采方案。

4 結(jié)語

當然，一個礦山要確定和選擇合適的采礦方法，是一項非常復(fù)雜和困難很多的技術(shù)工作。因此，現(xiàn)在所進行的可行性論證與分析，也無法把所有問題一一考慮周全，在試驗過程中會有很多預(yù)料不到的問題出現(xiàn)，只有深入現(xiàn)場，結(jié)合實際情況，具體情況具體分析，不斷試驗研究與嘗試，才能選擇出最優(yōu)的采礦方法，我們才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。