分層充填采礦法在中厚以上礦體開采中的運用

李 杰

（云金集團香格里拉市云礦紅牛礦業有限公司，云南 香格里拉 674400）

礦體厚度4m～10m在礦山具有很大的占據比，要想對采礦方法進行正確選擇，減少礦石的損耗，貧化損失率是衡量礦石損耗重要指標之一。向上水平分層充填采礦法能適應復雜多變的礦體形態，同時能有效降低礦石貧化與損失率，同時，作為。所以，對云南黃金集團紅牛銅礦中層厚度以上的礦體開采中使用分層充填采礦法，不僅能減少礦石資源的浪費率，還能提升紅牛銅礦的經濟收益。

1 工程概況與地質開采條件分析

（1）工程概況。紅牛銅礦礦區構造較簡單，以斷裂構造為主，可分為兩組（北西向斷裂，北東向斷裂）。礦區賦礦層位為晚三疊系曲嘎寺組笫二段第二亞段（T3q2-2）地層，銅礦體主要分布在大理巖夾層頂、底接觸部位之矽卡巖化帶內，其次分布在靠近大理巖的角巖化變砂巖中，與矽卡巖化蝕變關系十分密切[1]。礦石類型為矽卡巖，上下盤圍巖主要為變質石英砂巖和大理巖，礦巖硬度為中等堅硬至堅硬。

（2）地質開采條件。紅牛銅礦的礦石種類矽卡巖，上雄安的圍巖具體為大理巖與變質石英砂巖，礦巖的硬度為中等堅硬到堅硬。主礦體的傾斜角為60°～90°，厚度約為0.5m～19m，礦體具有良好的穩定性。

2 采礦方法的使用

以往采礦方法都在使用淺孔留礦法，此種采礦方法難以滿足礦體多變性需求，采場內夾石無法剔除，存在著很大的貧化現象，適用在礦體較獨立，厚度為小于4米的薄小礦體開采運用；所以，必須積極改變采礦工藝，并對上向水平分層充填采礦法、中深孔分段空場采礦法充分運用，其中以上向水平分層充填采礦法的應用為主，具體可見通過以下內容進行闡述。

（1）上向水平分層充填開采法。上向水平分層充填采礦法（見圖1），礦山主要采用的上向水平分層充填采礦法（部分膠結尾砂+全尾砂充填）回采多條平行的礦體（如KT4、KT4-1、KT4-2、KT7、KT5-1等），礦體沿走向、垂直方向上品位及厚度變化較大，礦體間間距較近，頂、底板圍巖均為角巖化變砂巖，為降低多條礦體同時回采安全風險，提高礦石利用率，降低損失與貧化，采用上向水平分層充填采礦法，對上向水平分層充填盤區內礦體進行回采利用，同時局部利用廢石進行充填，減少廢石排放，節省部分充填成本。該采礦方法不僅能適用于回采盤區內薄小及中厚礦體，對中厚以上經濟價值較高礦體同樣適用，可有效剔除礦體內夾石，有效降低貧化，提高出礦品位，提高經濟效益。

圖1 上向水平分層充填采礦法

（2）分段空場嗣后充填采礦法。此種采礦法的原理為對相對獨立的厚大礦體進行開采，也就是礦體的水平厚度超過10m。此種開采方法適用于非常厚的礦體開采作業中。根據礦體厚度，采場沿走向或者垂直礦體走向布置，在鑿巖進路中鑿上向扇形孔，炸藥采用乳化炸藥，爆破采用非電導爆系統起爆。爆落的礦石采用電動鏟運機鏟運至采場溜井。采空區形成后及時進行全尾砂充填。相鄰采場分步開采，其中一步采采場采用膠結充填，二步采采場采用膠結+尾砂充填。針對圍巖穩固性較好的礦體，設計采用分段鑿巖、階段出礦；針對圍巖穩固性稍差的礦體，設計采用分段鑿巖、分段出礦。此類開采方法的優勢為作業中具有較高的安全性，采場的生產力很大，且能夠給礦山的生產提供足夠的礦石保障。

（3）超前切頂垂直深孔階段落礦嗣后膠結充填法。結合已施工分段工程情況，減少采準工程量，采用超前切頂垂直深孔階段落礦嗣后膠結充填法（如圖2所示）回采厚大礦體KT2-1，礦體頂、底板圍巖均為角巖化變砂巖，礦體平均厚度＞35m，礦體與圍巖均中等以上穩固。KT2-1品位較低，采用更高效，更安全、成本更低的采礦方法。垂直礦體走向布置采場，對礦房礦柱實施劃分，礦房的寬度12m左右，礦柱的寬度13m左右（在空區暴露面積允許情況下布置）。

圖2 厚大礦體采礦法

3 分層充填法的發展

（1）水平分層充填法。在促進國內礦產采礦機械程度的有效提升，在對采礦與無軌設施進行充分運用的條件下，進行了機械化水平分層充填法的開發。在我國冶金、金礦、有色金屬等，開始廣泛用于化學礦山的研究之中，開采方式具體為在較厚的礦體采集中使用[2]。采場出礦、頂板管理、采場鑿巖皆需對全液壓式無軌機械操作方式進行運用，通常采場充填使用水力管道進行輸送（膠結或全尾砂充填）或廢石充填。采場的綜合生產率大致為200t/d左右，礦石資源的損失率約為7%左右，貧化率通常為7%左右。

（2）上向水平分層充填法的發展態勢。①基于采場的布局方面來說，大面板中無支柱持續開采技術發展使其開采流程實現簡化，有些礦山配置了井下運送礦物的卡車、運用頂板對臺車實施管理，讓盤區的長度能夠達到數百甚至上千米。②在礦塊的采準體系方面而言，具體在發展向脈外斜坡道的采準方向。在進行采礦設備的制作過程中，通常可以服務于諸多出口，并對無軌設施靈活度的高效運用。③在采礦的機械化領域中，其正在向遙控設施與大型配套類設備的發展方向邁進。④基于巖石鉆孔開采與爆破開采領域而言，具體方向為增加炮眼長度，增加分層的高度，甚至于將中深孔巖石的爆破方向增加。⑤基于采場的安全性角度而言，每層都需增加礦石量并讓整體循環停止次數減少。且利用預支護長錨索，讓原先破碎的礦體也能對分層充填法合理運用。⑥在礦床發生傾斜時，可以對較薄大中層厚度的礦石實施輕微開采，可以使用偽傾斜順路進行礦井、脈內轉層、單純脈外側斜坡的采集等，從而促進采場的采準工程減少，降低采切比。

4 結語

總之，一個礦區要想明確與選擇相應的開采方法，是非常復雜且難度較大的一項技術工作，尤其是礦區地質條件和礦體賦存條件較復雜的礦山[3]。所以，目前對采礦中的可行性進行論證分析，即便如此也無法全面考慮其中存在的所有問題，在實踐中容易出現諸多預料未及時到達情況，只有親身進入采場，與實際狀況相結合，分析具體狀況，逐漸嘗試試驗與研究，才能實現優質開采方法的選擇，在保障分層充填采礦法在中厚以上礦體開采中有效運用的同時，保障企業社會效益與經濟效益的全面提升。