貓場鋁礦分層護頂房柱法應用與實踐

舒 龍

（中國鋁業貴州分公司礦業公司，貴州 清鎮 551400）

貓場鋁礦生產以來根據長沙有色冶金設計研究院初步設計，采礦方法定為普通房柱法、切頂房柱法、護頂房柱法、留礦壁護頂房柱法、壁式法。經過幾年的生產實踐始終未達到設計生產能力及經濟指標。一方面原設計未對超過7m厚度以上的礦體回采進行設計說明，結合貓場鋁礦所采用設備條件及設備運行條件下，7m以上厚礦體設備鑿巖高度不足，造成礦石回收困難、回采率低。另一方面鏟運設備受爬坡角度限制，部分地段礦體底板起伏，鏟運設備無法鏟運礦石后運行至采場溜井[1]。

導致損失率、單采場生產能力低于設計值。結合上述前提下，經過公司技術與一線生產操作人員反復討論及論證，大家一致認為分層護頂采礦法具有解決當前采場生產能力不足、回采率低的優勢。與原有生產系統相互無影響，并且結合礦部目前已購置使用的設備匹配度高，無需再購置新的設備。最后確定了在貓場鋁礦南部將軍巖礦段S2采場對分層護頂房柱法進行應用實踐。采礦方法適用條件下表1。

表1 采礦方式的適用條件

實踐采場選擇地段為貓場鋁礦將軍巖礦段：南西至北東長1500m～2800m，寬1200m～2100m，面積2.82平方公里，礦體外部形態曲折，局部呈港灣狀，呈似層狀單斜產出，傾角7°～22°，厚度1.20m～16.32m，平均4.61m。5線～10線為高鐵鋁土礦集中分布區，厚度1.50m～16.32m，平均6.07m。目前貓場鋁礦鑿巖設備手動超控情況下的額外覆蓋高度為4.4m，鏟運設備爬坡角最大縱度為15°。結合設備的應用條件與礦體賦存條件，在S2采場應用本次實驗礦體厚度超過7m，傾角大于12°條件下，經討論研究確定采用分層護頂房柱法對該礦體進行施工回采，該方法應用與該采場較符合目前實驗要求[2]。

1 實驗采場地質概況

S2#采場位于1140m中段南部，由7#勘探線與8#勘探線之間，S2#采場為高鐵型鋁土礦，Al2O3：52.28%，SiO2：5.22%，Fe2O3：20.03%，A/S：10.01，地質儲量：6.7萬t。采場礦體平均傾角9°，平均鉛垂礦厚7.2m，礦體屬于傾斜中厚礦體。頂板為鋁土巖和鋁土頁巖，穩固性較差，松散性系數在1.2～1.3左右。高鐵致密狀鋁土礦，f系數6～8。

2 采礦方法實驗

2.1 采礦方法選擇

根據所選擇礦塊地質賦存情況及技術條件，結合礦體厚度超過4.4m。經過分析討論對該礦房采用上下布置采切巷道分層護頂采礦法，根據礦塊品位分布情況，可在品位較差處留設礦房點柱支撐頂板[3]。

2.2 礦房結構參數

根據S2采場礦體賦存特點，設計礦房沿礦體走向布置，沿礦體傾斜方向回采，回采過程中依照設計留設點柱。先回采礦體上層礦石采，采至礦體頂板。再對下層礦石進行回采。

該采場設計沿走向長60m，傾向方向長60m。礦房回采時設計2條回采上山，下層設計3條回采切割巷，上層設計兩條回采切割巷。采切上山尺寸為3.5m×3.267m。礦柱間距8m～12m。采礦方法示意圖見下圖1。

圖1 分層護頂采礦法示意圖

淡黃色-上層礦體；淡紅色-下層礦體；黃色-上層采切巷；紅色-下層采切巷

2.3 采礦工藝

采準切割巷道。切割工程根據礦體賦存，下層采切巷道（紅色）沿礦體底板施工，上層巷道（黃色）由上山施工上坡至礦體頂部。溜井設置在采場下部S2溜井。由于礦體傾角較緩，回采過程中兩條上山可作為采場上部安全出口。

回采工藝。實驗礦塊的回采在落礦順序上沿傾斜方向分層循環進行，先回采上部礦體，待上部1#橫切巷回采完畢在由下部采切巷道回采下層礦體。直至分層回采完畢。采下礦石由鏟運機運至S2溜井，經中段運輸至皮帶后運至地表堆場。

3 礦房回采管理

根據礦房礦體賦存采用分層護頂房柱法的生產工藝流程，在礦塊的回采過程中可根據礦體走向上的變化適當調整回采進路的坡度，在礦體傾角變小時可降低巷道傾角。施工上層采切巷道時，遇礦體傾角增大時可加大巷道傾角。

施工過程中遇頂部礦體變薄擊穿頂板護頂礦層時可按照技術要求對頂板井下錨網支護，為采下層礦體時提供良好的頂板條件。同時控制圍巖混入。待礦房回采完畢后對采場入口進行封閉管理。

4 經濟技術指標分析

分層護頂房柱法與護頂房柱法經濟技術指標對比見下表2。

表2 兩種護頂采礦法指標對比

通過分層護頂房柱法的應用，該采場回采率較護頂房柱法提升21%。同時該采礦法較原方法生產能力得到提升53%。為礦山增加了經濟效益，資源得到了合理的利用。

隨著貓場鋁礦的生產逐步推進，勢必任然會遇到更多形態復雜及厚度大的礦體，通過本次的回采工藝的改進，提高了礦石回收率和生產能力。為礦山的后續采礦方法改進提供了實踐經驗。