缓倾斜厚矿体采矿方法改进

许艳秋;黄毅

【摘 要】所研究矿体为缓倾斜不稳固厚矿体,采用柔性假顶有底柱分段崩落法对P42～ P46线矿体进行回采,在一定程度上解决了安全性差、矿石回收率低、贫化率高等问题.但要求多分段平行放矿,放矿管理难度大,且放矿高度下降到一定程度后,柔性假顶将破裂,会有部分红泥层混入矿石;需要采用切顶铺设钢筋柔性假顶,工艺复杂,采切工程量大,周期长,采矿成本高.针对这些问题,进行了工业试验.试验了分段空场法、崩落联合采矿方法在该矿体回采中的采场结构、矿块布置、回采工艺等参数.试验结果表明,该采矿方法能有效地解决放矿管理难度大、采矿成本高等问题.%The orebody studied is a gently inclined unstable thick orebody.The method of sill pillar sublevel caving with flexible artificial roof was utilized to extract P42 ～ P46 lines orebody,which has,in some degree,solved the problems of poor safety,low recovery rate,high dilution rate and other issues.But this method requires multi-segment parallel drawing,which is difficult to manage,and as the height of drawing decreased to a certain degree,the flexible artificial roof will crack,so there will be some red mud layer mixed with the ore.It is then necessary to lay a reinforced flexible artificial roof for cutting the top.So this method has the drawback of complex in mining technology,huge in cutting and mining quantities,long production period,and high cost.In order to solve these problems,through industrial test,the method of sublevel open stoping combined with caving mining was used to extract the orebody with optimized stope structure,oreblock arrangement,mining technology and other

parameters,the experimental results show that this combined method can effectively solve the probem in drawing management and reduce mining cost.

【期刊名称】《矿冶》 【年(卷),期】2017(026)002 【总页数】4页(P23-25,36)

【关键词】缓倾斜中厚矿体;分段空场崩落法;稳定性 【作 者】许艳秋;黄毅

【作者单位】攀枝花学院资源与环境工程学院,四川攀枝花617000;攀枝花学院资源与环境工程学院,四川攀枝花617000 【正文语种】中 文 【中图分类】TD853.3

某铅锌矿段2 340 m以上矿体P42～P46线缓倾斜、倾斜矿体，平均倾角约40°，平均铅垂厚度20 m左右。铅锌品位都不高，含铅4.80%，含锌1.63%。矿体中等稳固，矿体的顶、底板均不稳固，且不含品位。因此要控制矿石贫化，尤其是顶板含泥岩石的混入。依据此类矿体开采技术条件，矿体倾角较缓，厚度不是很大，不适合采用阶段出矿的采矿方法，宜采用分段出矿的采矿方法，选择传统采矿方法较困难，此类矿体常用的开采方法有分段矿房法、有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法〔1-2〕和充填采矿法。目前国内外类似地质条件下的矿山在采矿方法上已有大量研究和工业试验。用分段矿房法回采矿房难度大，且顶板管理和维护较困难；使用崩落法回采时，该矿体倾角不大矿石溜放困难，矿石贫化损失率增大；充填法

适用于矿石价值高的矿山。

针对存在的问题，在分析分段空场法和崩落法的优缺点基础上结合前期的工业试验提出了分段空场崩落采矿法〔3-5〕。该法实现了空场下放矿；工人能在巷道中作业，安全性好，采用空崩结合方法，避免了废石进入回采工作面，改善了矿石贫化损失指标，也有利于顶板管理。分段空场崩落法〔4〕的主要采矿工艺是：将阶段划分为分段回采。本次试验矿段矿岩物理力学参数见表1。 1.1 分段空场崩落法

留护顶矿层的有底部结构爆力运搬分段空场崩落法〔6-7〕，如图1所示。将阶段划分为分段，按分段自上而下逐个进行回采，分段划分为矿房和矿柱。分段间留临时间柱6 m，布置人行、回风上山。为解决顶板岩石软弱破碎，冒落后造成矿石贫化大的问题，分段间留3 m斜顶柱，设5～6 m矿石顶柱，先采矿房，后采间柱和顶柱，采用电耙道堑沟底部结构采准形式，中深孔落矿。 1.2 矿块布置及结构参数

阶段高度40 m，分4个分段，分段高度10 m，分段底柱6～7 m。矿块沿走向布置，每个矿块有三个凿岩天井，以电耙道为单元进行划分，矿块长48 m(耙运距离以30 m为宜)，电耙巷道间距12 m，规格2 m×2 m，支护形式锚喷混凝土。漏斗间距5～7 m，斗穿规格2 m×2 m，漏斗颈规格2 m×2 m。 1.3 采准切割 1.3.1 采准工作

采准工程都布置于下盘脉外。阶段运输为穿脉装车的环形运输系统。分段运输巷道布置在下盘角砾岩中。电耙道布置于下盘脉外，单侧堑沟漏斗，在矿体下盘开掘，顶板为矿体。分段采用独立垂直放矿溜井。每个矿块设置一套行人、通风和运送材料设备的上山，用联络巷道与各分段的电耙巷道贯通。考虑下盘围岩不稳固，尽量将采准工程布置在较稳固的角砾岩和矿体中。

1.3.2 切割工作

每个分段矿房，采用“丁”字形拉槽法或浅眼拉槽法形成垂直走向的切割立槽，形成补偿空间的自由面。采用中深孔爆破的方法在靠近矿体下盘开掘堑沟巷道，下盘的边孔角约60°。采场采切工程量如表2所示。 1.3.3 矿柱尺寸的确定 1)间柱

考虑矿柱宽度大于2倍的最小抵抗线(65×30×2=3 900 mm)，不小于1/4矿柱高度15.86/4=3.965 m，6 m矿柱满足要求。 2)顶柱

通过计算得出采空区跨度、岩体强度与顶柱厚度关系以及采空区跨度与顶柱厚度关系，如表3，表4所示。

从计算结果可以看出，随矿体强度的变化，20～50 MPa，顶柱厚度从3.2～6.5 m，P42线以北，矿体稳固性较好，可取较小值3.5 m，P42线以南宜取较大值4.5～6.5 m，综合考虑取5.5 m。 1.4 回采

采用扇形中深孔凿岩落矿，将矿石沿矿体倾向抛掷到底部堑沟漏斗，从切割槽一侧向另一侧进行回采。崩下的矿石通过堑沟漏斗耙运到溜矿井。 1.5 采场通风

新鲜风流自人行通风井进入到分段，经分段耙运平巷和回风井进入阶段回风巷道。 1.6 地压管理

由于矿石中等稳固，矿体上盘围岩不稳固，因此分段斜顶柱和护顶矿层将在放矿过程中或放矿结束后冒落。临时间柱利用人行斜井与采场一起回采。 1.7 主要技术经济指标 主要经济技术指标见表5。

工业试验的效果：

1)采用有底部结构爆力运搬分段空场崩落法，由于分段低，上下分段可同时回采，提高了工作效率和矿块生产能力，同柔性假顶有底柱分段崩落法相比生产能力提高了36 t/d，采矿工效提高了8.5 t/工班。

2)矿房在分段斜顶柱和护顶层矿石的保护下放出纯矿石，分段斜顶柱和护顶层矿石随着矿房回采完成，采用诱导冒落，而一次大量崩矿，在覆岩下放矿。大幅地降低了矿石的损失率和贫化率，分别降低了7个和6个百分点。

3)相比柔性假顶有底柱分段崩落法，分段空场崩落法不需要进行专门的护顶工作，不需要假设柔性假顶，节约了大量的费用，工时利用率提高，从而降低采矿成本，提高了矿山企业的综合经济效益。

4)分段空场崩落法对矿体倾角要求可以降低，分段回采有利于放矿。分段回采速度快，矿柱回采工艺简单，空区得到及时处理，有利于地压管理。

采用有底部结构爆力运搬分段空场崩落法进行回采时存在问题有：由于矿体平均倾角40°，爆力运搬效果不好时，大量矿石损失在底板上；由于分段出矿，增加了分段底部结构，造成采切工程量增大。针对这些问题，矿山在今后的生产中应采用低分段崩矿、高分段出矿，以降低采切工程量。耙运底部结构向装(铲)运底部结构发展，寻求高效率的出矿设备。根据矿段矿床的赋存条件和特点，采用更高效的采矿工艺及优化采场结构参数。

试验结果表明，分段空场崩落法完全适用于该矿段P42～P46线矿体的开采，成功解决了柔性假顶有底柱分段崩落法中存在的多分段平行放矿、放矿管理难度大、以及柔性假顶将破裂后红泥层混入矿石造成矿石损失和贫化高等问题；使用分段空场崩落法后不需要切顶铺设钢筋柔性假顶，工艺简单，采切工程量减小，采矿成本降低。同时试验出了采用有底部结构爆力运搬分段空场崩落法时该矿块采场结构、矿块布置、回采工艺等参数。对本文研究矿段以及整个矿山企业安全生产和经济效

益具有重要的意义，也为同类矿山的开采和生产提供一定的参考。

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