脈外上向進路充填采礦法在柴胡欄子金礦的應用

徐東，范文濤

摘要：柴胡欄子金礦溫家地礦區(qū)高品位5#脈位于區(qū)域成礦構造破碎帶內，采用淺孔留礦采礦法開采存在采礦損失貧化高、安全性差、生產效率低等問題。基于確保采場作業(yè)安全，控制地壓穩(wěn)定，降低采礦損失貧化及保證采場生產能力等方面考慮，提出了采用脈外上向進路充填采礦法回采深部急傾斜中厚破碎礦體，并詳細論述了采場結構參數(shù)、采準工程布置、回采工藝等。工業(yè)試驗結果表明：采用脈外上向進路充填采礦法開采，主要技術經(jīng)濟指標達到了預期，采礦損失率5.5 %，礦石貧化率5.4 %，采場綜合生產能力達到96.3 t/d，實現(xiàn)了安全、高效、簡單、節(jié)約、高回收、低貧損的目標。

關鍵詞：脈外;上向進路;充填采礦法;構造破碎帶;急傾斜中厚礦體

中圖分類號：TD853.34 文章編號：1001-1277（2022）03-0033-03

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20220307

引 言

赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司（下稱“柴胡欄子金礦”）位于內蒙古自治區(qū)赤峰市松山區(qū)初頭朗鎮(zhèn)，于1983年開始開采。2008年11月由山東黃金集團有限公司收購經(jīng)營，采用豎井-平硐聯(lián)合開拓的方式，淺孔留礦采礦法開采，生產能力達500 t/d。柴胡欄子金礦由溫家地礦區(qū)、石板溝礦區(qū)等組成。溫家地礦區(qū)5#脈27勘探線—28勘探線礦體品位高，平均傾角大于70°，平均厚度約14 m，屬于典型的急傾斜中厚礦體。隨著開采深度的增加，溫家地礦區(qū)高品位5#脈礦體和圍巖穩(wěn)固性變差，仍沿用淺孔留礦采礦法進行開采，存在采礦損失貧化高、安全性差及井下生產效率低等嚴峻問題[1-2]。因此，亟需一種安全、高效、簡單、節(jié)約、高回收、低貧損的采礦方法進行深部急傾斜中厚礦體的開采[2-4]。

目前，急傾斜中厚礦體的開采已經(jīng)逐漸由空場采礦法向充填采礦法轉變[5-7]，尤其是上向水平分層充填采礦法和上向進路充填采礦法。由于各種采掘設備的進步，充填采礦法的采礦效率和工藝也在提高[8-9]。柴胡欄子金礦溫家地礦區(qū)采用脈外上向進路充填采礦法對5#脈采場進行開采，取得了較好的應用效果。

1 工程概況

柴胡欄子金礦溫家地礦區(qū)位于七老圖山北麓，區(qū)內主要地質構造為NEE 向倒轉的復式背斜構造與2條北西向的斷裂構造。礦區(qū)巖石以角閃石巖、閃長巖和花崗巖為主，區(qū)內礦石密度2.84 t/m3，巖石密度2.75 t/m3，濕度2.6 %～3.0 %，硬度8.10，礦石結塊性和可黏性弱，松散系數(shù)1.6，未發(fā)現(xiàn)較大溶洞。

本文選擇在溫家地礦區(qū)14中段5#脈140528采場進行現(xiàn)場工業(yè)試驗，試驗采場位于27勘探線—28勘探線。采場走向長度約80 m，平均厚度約14 m，礦體走向109°，傾向100°，傾角約75°，平均品位3 g/t，屬急傾斜中厚礦體。礦體本身穩(wěn)固性較好，礦體上盤為玢巖，且有破碎帶，采場暴露面積及暴露時間受到限制;下盤為大理巖，有F1斷層，穩(wěn)固性較差。

2 采礦方法選擇

溫家地礦區(qū)5#脈140528采場礦體屬急傾斜中厚礦體，該類礦體具有礦體傾角大，礦體厚度變化較大，礦巖穩(wěn)固性較差等特點。根據(jù)礦體的開采技術條件，以及已有急傾斜中厚礦體的采礦方法經(jīng)驗，提出淺孔留礦采礦法、脈內上向水平分層充填采礦法和脈外上向進路充填采礦法等采礦方法，其優(yōu)缺點對比見表1。

由表1可知：脈外上向進路充填采礦法適用于礦巖不穩(wěn)固、品位較高礦體的開采，具有回采安全、高效等優(yōu)點，因此選擇該方法作為140528采場礦體的開采方法。其標準方案見圖1。

3 脈外上向進路充填采礦法

3.1 采場結構參數(shù)

該方案將礦體劃分為采場，從下往上分層連續(xù)開采，進路寬4 m，進路長度為采場走向長度。采場沿礦體走向布置，采場長60 m，寬為礦體厚度，沿礦體走向在采場內布置3～4條進路;階段高度40 m，進路分層高度3.5 m，不留設底柱，頂柱3～5 m。

3.2 采準工程布置

采場采用下盤脈外分段平巷分段出礦和溜井集中出礦的脈外無軌采準方式。平行礦體下盤邊界布置分段運輸平巷，各分段運輸平巷通過聯(lián)絡道與主斜坡道相通。采場分層聯(lián)絡道將分段運輸平巷與采場相連，溜井聯(lián)絡巷與中段集中出礦溜井相連，從而構成盤區(qū)下盤脈外無軌采準系統(tǒng)。為便于出礦，重車上坡的坡度不超過15 %，空車上坡坡度不超過21 %，以此為依據(jù)進行分段平巷設計和采準工程量優(yōu)化。

由圖1可知，采場下部不留底柱，從中段底板開始回采，回采后在底板上構筑鋼筋混凝土假底，上部留3～5 m的頂柱，待中段回采結束后統(tǒng)一回采。采準切割工程量見表2。

3.3 回采工藝

在回采時，從下往上分層連續(xù)開采，采場內每分層以進路形式間隔回采，采場內各進路回采并接頂充填后轉入下分層回采，直至回采至頂柱進行接頂充填。頂柱待整個中段內所有采場回采充填養(yǎng)護后進行回采。

1）鑿巖爆破。采用液壓鑿巖臺車進行機械化鑿巖，以增加鑿巖效率。進路回采屬于掘進式回采，炮孔布置與平巷掘進布孔方式基本相同，采用楔形掏槽方式首先形成爆破自由面。掏槽孔炮孔排距0.5 m，炮孔與工作面夾角為85°，孔底保持0.1～0.2 m的距離;輔助孔間距取0.6～0.9 m;周邊孔間距取0.7 m，周邊孔距進路輪廓線0.2 m;掏槽孔深3.2 m，底孔深3.2 m，其余孔深3.0 m。

2）采場通風。新鮮風流由斜坡道進入中段或分段平巷，再從中段或分段平巷通過分層聯(lián)絡道進入采場，清洗工作面后的污風經(jīng)充填回風井排到中段運輸巷，最后經(jīng)回風井排至地表。由于進路回采為獨頭掘進工作面，當進路施工時必須加裝局部通風扇進行通風，風機和啟動裝置安設在離掘進巷道進口10 m以外的進風側巷道中。每次爆破后，必須經(jīng)過30 min通風之后，人員才可進入采場繼續(xù)作業(yè)。

3）采場支護。采場爆破并經(jīng)過充分通風排除炮煙后，需要進行浮石檢查和撬毛作業(yè)。檢撬作業(yè)從采場口開始，由外向里，最后進行工作面的檢撬、撬毛，撬毛工作結束后才可進入采場檢查頂?shù)装灏踩闆r及落礦情況，并進行采場支護。采場支護以管縫式錨桿為主。支護網(wǎng)度視采場穩(wěn)定性具體而定，采場穩(wěn)定時可適當增加錨桿網(wǎng)度。

4）采場出礦。礦房內的出礦主要在采場聯(lián)絡巷和分段平巷中進行。落下礦石堆積于采場的水平底板上，采用柴油鏟運機等無軌設備在采場內將崩落礦石鏟出，經(jīng)采場聯(lián)絡巷、分段運輸平巷與溜井聯(lián)絡道運至各分段溜井口，并將其倒入溜井內，經(jīng)過下盤階段運輸巷，統(tǒng)一提升至地表。

5）采場充填。

每條進路回采完畢后，立即進行充填準備，充填準備主要是砌筑充填擋墻，并留好泄水檢查孔，鋪設充填管線等。待所有準備工作完成后，即可對已采進路進行充填。充填分為一步采充填和二步采充填：一步采充填采用膠結充填，二步采充填采用非膠結充填。為確保礦石頂柱的回收，第一分層所有進路均用膠結充填料充填。

3.4 主要技術經(jīng)濟指標

由試驗采場主要技術經(jīng)濟指標（見表3）可知，脈外上向進路充填采礦法采礦回采率高、礦石貧化率低，回采充填作業(yè)強度大，但采用高效的鑿巖臺車和鏟運機出礦提高了采場綜合生產能力，達到了預期效果。

4 結 論

1）溫家地礦區(qū)14中段5#脈礦體屬急傾斜中厚礦體，其上盤存在破碎帶，暴露面積受限，下盤存在斷層，穩(wěn)固性較差，礦體開采難度大，較適于采用脈外上向進路充填采礦法開采。

2）脈外上向進路充填采礦法的采場暴露面積小，進路隨回采進行接頂充填，降低了礦體開采時的風險;鑿巖機、鏟運機等機械化裝備的使用，提高了工作效率，節(jié)約了勞動成本，實現(xiàn)了安全高效生產的目標。

3）經(jīng)現(xiàn)場工業(yè)應用，脈外上向進路充填采礦法的主要技術經(jīng)濟指標達到預期，采礦損失率5.5 %，礦石貧化率5.4 %，采場綜合生產能力達到96.3 t/d，有效完成了生產任務。

[參 考 文 獻]

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Application of out-of-vein upward approach filling mining method in Chaihulanzi Gold Mine

Xu Dong1，F(xiàn)an Wentao2

（1.Chifeng Chaihulanzi Gold Mining Co.，Ltd.; 2.Xilin Gol League Shanjin Baiyin Hubu Mining Co.，Ltd.）

Abstract：The high-grade 5# vein in Wenjiadi mining area of Chaihulanzi Gold Mine is located in the fracture zone of regional ore-forming structure.The short-hole shrinkage mining method is faced with the problems of high mining loss and dilution，poor safety，low production efficiency.Based on the considerations to ensure the safety of stope operation，control the stability of ground pressure，reduce mining loss and dilution and ensure stope production capacity，the out-of-vein upward approach filling mining method is put forward to extract the steeply inclined medium-thick broken ore body in the deep part.The stope structure parameters，mining preparation engineering layout，and mining technology are discussed in detail.The industrial test results show that by using the out-of-vein upward filling mining method，the main technical and economic indicators live up to the expectations，the mining loss rate is 5.5 %，the ore dilution rate is 5.4 %，and the comprehensive production capacity of the stope reaches 96.3 t/d，achieving the goals of safety，high efficiency，simplicity，economy，high recovery and low dilution.

Keywords：out-of-vein;upward approach;filling mining method;tectonic fracture zone;steeply inclined medium-thick ore body