红透山矿深部矿柱回收实践与认识.pdf

采 矿 ； 红 透 山 矿 深 部 矿 柱 回 收 实 践 与 认 识 ‘ 红 透山 铜 矿 三 盟 红透山矿床 1 3 3 m以上至地 表 4 5 0 m 部 分的顶、底 间柱从1 9 6 3 年 底开始 至1 9 7 3 年 已全部用深孔崩落，地表形 成1 7 0 万m 。 的 凹陷空区。这 些 矿 柱 崩 落 总 量约3 0 ～ 4 0 万m ， ，崩落顺序由上而下，先间柱后 顶， 底柱 。考虑 明空区 逢 地丧对坑 内可 能带 来的危害，在 7 3 m ～ 1 3 3 m高度内空区全 部用尾砂、废石、水泥胶结充填，形 成6 O m ‘ 高的胶结充填隔离层， 强度2 MP a j隔离层形 成后 ，为保证其稳定性 ，加之考虑 随开 采深 度增加可能引发的地压活动，不采用深孔崩 落方法面代之以充填法 少量有 浅 孔 留 矿 法 回收矿柱 。 1 深部间柱 回收 本矿房问矿柱矿量 占保有储 量 约5 ％， 其中窄脉部分多垂直走向布置永 久矿 柱 3 m 宽 。宽脉部 分为减少 矿量 损失多划为 临时 柱将来回收。其回收方法有浅孔留矿法和分 层充填法两种 ，回收顺序在顶、底柱之前并 两翼相邻空区尾砂 部分胶结充填，养生 对 问一个月后，充填体单向抗压 强 度 平 均 1 MP a 问拄宽度8 ～l O m，长度 等 于 矿 体 厚 ，一 般1 0 N 3 0 m，高度 4 0 m。 】 ． 1 留矿 法 回收 问柱 其方法 与矿 房 回采类 同。设顶、底柱 ， 底柱 中布置 上水平脉 内粑道 ，耙遘两侧 设高 斗 ，有 正规 人行遭 、溜 矿井 ，通风 等设 施。 标准情况下设两条天井，井中布 置 联 络 道 如一 2 8 7 m 中段1 号壁，也可以设一 条 天 井 ，做人 行和 回风用 。另 一条构筑顺路井 傲 入风 人 用， 采、 出矿 工艺 ，通风方 式与矿 房回采相同，唯不同处上采过程随时揭露两 侧充填体。充填体强度不高，质量较差，平 均l ～ 1 ． 6 MP a ，在 采矿过程 中揭露高 度2 m， 面积每侧不足l O O m ， 充填体并无片落现象。 但放矿过程中随矿堆面下降，侧面暴露面积 逐渐增大，最终每侧达l O O O m 。 ，高度4 0 m， 充填体有坍塌、片落现象，导致出矿品位降 低l 0 ％左右 与采矿品位 比，故 很 少 应 用 。 1 ． 2 充填 法 回收间柱 充填 法 回收间柱始 于1 9 7 2 年的 7 3 m 中 段6 号 壁， 以后大面 积推广使用 。 该壁 位于 7 3 m 中段 1 号脉 与3 0 号 脉 矿 体分合处，平面呈不规则六边形，其中三面 与已采完放空后进行了尾砂、块石的胶结充 填体相接，周边长4 5 m，其余三面与围岩相 接，厨 边 长5 5 m。矿 石致 密 ， 1 2 ，矿 体 稳固，局部有涪洞，围岩为闪云 片 麻 岩， f 1 4 ，矿岩 界线 明显 ，地质矿量 l 0 万t a 回采结构及主 要采准工程 留顶柱 8 m， 红 遗 山矿 深部矿柱 回 嘘实践 与认 识 主志 方 噶 冀尼 脯 时 踯 顶 缱 闻 璧 维普资讯 】 2．分 l 为上、 下运稚水平 3下 井 d 充填 、 脱水 、 行井 5．谜矿 井 8 ．腔结忙 6屯埴l萃 9底拄 Y 皂洲 】 。 日罐 圉l 同柱 回采实倒 底柱7 m 含运输水平 。 切割层高 度2 m，采 高 4 3 m，平面 平均 面积5 0 0 m 。 主要采准工程 见图1 ，在采场 中 央 设一回风下料天井 破碎井，由切割水平 开始至上中段运输水平。在底柱 中靠壁两端 各开凿一条行人兼脱水井，该井以后随采随 掘 ，用方术 落成，外包金属 阿，麻 袋片 。此 外 ，在底柱 中还 开凿两个溜矿井 ，位置在 两 端 ， 以后 随采随掘，用混凝土砌筑 。 主要工 艺过 程 t按采～ 出一 充 顺 序 进 行。采矿分层高度3 ～4 m，由中 央 天 井 开 始，向两端后退。一个分层采矿 分 两 步 进 行，第一步用Y s P 一4 5 凿岩机打 上 向 倾 斜 孔，崩矿高度2 m， 第二步在矿捧上 用7 6 5 5 凿 岩机打水平孔，崩矿厚度为l ～1 ． 5 m。凿岩 爆破特点是分区分段进行的， 即前面进行封 第二步 ，后 面进行第 一步，这样的 安排 可 以 补偿崩矿 空间高度不足 和提高采矿 效率 。炮 孔按梅花式 布置 ， 抵 抗线0 ． 8 m， 眼距1 ． 2 m， 大块率2 5 单向尺 寸 大 于0 ． 8 m者 为 大 块}装矿用z Y Q 一1 4 装运机 装 边 角，中 间用 5 5 k W 电耙向溜矿井内卸矿J装矿完毕 后 即进行充填前准备工作，主要包括长溜矿 井 ，长人 道脱水井 ，嗣后 即行充填 工作 。第 一 ， 二分层胶 结充填 3 0 0 号水泥 加入尾 砂 2 0 0 k g ／ m。 ， 以后 分层 均 为 分 级 3 7 u 以上 占5 0 尾砂充填 ，无 胶结层 面，整 个 分层采、出、充供矿能力为6 o o o q月。主要 技术经济指标见表1 。 侧翼充 填体揭露 对采矿 的影 响 t每分层 表l 主 要技术经济 指标 凿 岩 效 率 装 雩 嘉 效 率 I 采 场 孝 葺 能 力l 舌 采 堆 比 【 损 失 率 l 贫 亿 率 I ／ 台 班 m ／ k t 嘶 l 睁 f I 9 7 ． 6 1 2 T { 6 ． o o 0 l 2 1 ． 3 o ． 8 4 【 。 l 3 ． 6 I l 2一 有 色矿 山 1 9 9 4 ． 2 F ． 一 ● ， __] ] ● 一 一 ～ 维普资讯 采矿后侧翼充填体揭露高度3 ～4 m，侧翼 暴 露 面积1 4 O m ，尾砂充 填体形 成 时 间2 年 ， 分层次赋存 薄 层十 几厘米，厚 层 1 ． 5 m， 水 混分布及强度不均，有的层面无水泥，强度 小，大部分在13 ． 6 7 ～4 ． 6 MP a 之间，受 爆 破 震动时大部稳定，局部几平米有 小 面 积 塌 落 。 以后的充填法回收闻柱方式、方法上与 上例类同，唯不同者现均改用 电耙出矿 因 设备来源问题不采用装 运 机，如 一3 4 7 m 中段5 N6 号壁亦是，效果较佳。 2 保安矿柱 回收 2 ． 1 主井保安 矿柱 红透山 主 井 8 1 6 m，圆 形，净 直 径 5 ． 5 m，始 建 于1 9 6 4 年 。当 时 固 执 行 “ 三 边 政策，深部矿休不清，主井一部分形成 后，发现该井位于3 O 号脉矿体上盘西翼，于 是设计部门提出按7 0 。 后改为7 5 。 错动角 留保安矿柱，至l 9 8 2 年核实该柱压矿量见表 2 、 图2 。 l ． 覆 盖岩 电 f 簇鬻叼 ’ ＼、 意体 ／ ⋯ ／ 7 0 l ＼ ＼ 、 ＼ ’ ㈠ 1 w 【 。 l 、 ＼ 一 ／7 下盘 圈2 主井保安矿柱压矿 2 ． 2 保安矿柱回收方式、方法 该柱压矿比例很大，经矿山做大量工作 后，决定用部分胶结充填法回 收。表2 所 示 之各 中段压矿量 自7 O 年代束开始回收至今 已 基本回收完，综合贫化率 含充填料混入 1 8 ，损失率 1 O ～2 0 含柱 ，经 多年 观 测结果主井未见移动，符台我国规定的三级 保护标准中的一类保护对象的允许变形移动 范 围 保 安矿柱 回收方法基本 与回采矿房 的尾 砂充填法 相同 。中段商6 O m，开采顺序 自上 而下，矿块划分原则是相邻矿块中 间 留3 m 红遗山矿深舒矿柱面 收 践与认识王恚方 维普资讯 宽永久损失壁， 顶柱8 m， 底柱7 m， 房高4 0 m， 切割层 高5 m，假如上部 矿块先 采 完 、 充完 ， 下部矿房 采完后 可连续上采其对应顶底柱， 直 至与上部充填体留2 m矿石隔子 止 。矿 房 面积 l O O O m ， 视具体情况 留点柱支 撑顶 板， 矿房 内始 终保有两条脉 内下盘直 溜矿井，并 随采随长，有脱水井若干，随采随长，采场 两端各设一回风井，井 内部分设有联络道， 随 采随破碎J脉外 距矿体下 盘1 5 m处设 坡度 i t 5 的折返式斜坡道和通向采场的进路，一 条进路服务两个分层，供入风和出矿设备出 入 采场 ，出矿用 国产wJ 一 1 型2 m。 柴 油 铲 运 机 ，分层高度 3 m，2 ． 5 m充填 全尾砂 ，0 ． 5 m 厚充 胶结地 面，灰砂比i t 5 ，分层 月供 矿能 力平均 3 0 0 0 t 。 2 ． 3 保 安矿柱 回收对 主井稳定性 的影 响 保安矿柱回收，我们也是借鉴了许多矿 山的成功实例，如煤炭系统抚顺矿务局 ，有 色系统的锡矿山矿务局， 广东 官 坑钨矿等。 锡矿 山南矿 白1 9 7 3 年至1 9 8 0 年对河床 ，尾砂 库 下的保安矿柱 回收共 采 出9 9 ． 8 万t 矿 石 ， 用的是脏结充填法、尾砂充填法、房柱法， 按 矿块数计算比例分别为3 8 t 4 3{ 1 9 ，采后 地表下沉情况符合国家三级保护标 准 允 许 值。瑁坑钨矿8 0 年代对1 号竖井保安柱内1 号 脉进行回收，到距井中心仅8 m处，共 收 矿 量5 9 ． 3 4 7 t ，总 回收率6 5 ，用的 是浅 孔 留 矿法。红透山也 曾经在1 9 8 5 年对系统空区中 1 3 m厚的矿 石 顶 底 柱 P 1 7 0 矿 柱 面 积 4 3 0 0 m ，矿石量2 0 余万 t 用充 填法进行 了 回 收 ，效果甚 佳。 保 安矿柱 的 回收并不 意味着原来设计 的 矿柱尺寸没有意 义， 也不是 空区边界不会按 一 定角度 向外 发展 ，应该 承认 ，诸 上原理都 是对的，问题是岩移角取值极有可能偏缓或 充 填采矿法的应用改变 了岩 移 角，使 之 变 琏 ，结果圈 入的柱 内矿量 相对 增大，另一方 面 ，保 安柱 内的矿岩 强度较 高情况下 ，将 矿 拄 间隔式 回收， 留了些原岩 隔子 ，或 空场及 时有效地进 行 了充填 ，在某 些条件 下是允 许 的 ，没有导致 原保安柱 范围岩体 总体失 稳， 被保 护物不会受 影响，过就 是保 安柱能成功 回收的实质 。 进 一步 讲 ，无论被保 护对象 是在地表还 是 井下，如果 把保安柱 范围内矿 岩 全 部 采 掉 ，及 时换 上高强度胶 结充 填体，那么被保 护物仍会失 稳，园为胶 结充填体 强 度 仅 为 5 7 MP a ，较原岩差几十倍，实质上还是靠 柱内未被替换部分的原岩来抵抗地压，保护 被保护对象，所 以有的矿山敢用空场法间隔 式收柱。当然，这种情况一般发生在矿岩坚 硬、稳固的条件下，而充填体无非是填充空 场 ，使围岩 失 去崩 落所 需要的 空间 。并 包围 空场围岩 ，限制其崩塌，相对说提高未采部 分 围岩强度 ，从而 有可能抵 制住固岩岩 移 的 发生 或延 缓了围岩 发生岩移的 时间 ，所 以， 根据具体情况采用空场法 要强调房柱比例 不 可过大 ，充填法 要 强调充填 及时和 充 填体 强度和 空场法 与充填法 的结台 这种 形式更好 是可行的 。 、 当然 ，在 实施某种方 案前， 1冽取地应力 值，估算一下所要采取方案的可能性，这些 都是不 可少的 。 3 顶底柱的 回收 顶底柱在矿山储量中所 占比侧较大，囤 内有色矿山宏观看 占4 0 左 右。红 透 山 占 3 5 ，年顶底柱 开采量 占采矿量2 5 。红 透 山收顶底柱 以前上部 中段 皆用深 孔崩 落，近 二 十年全 改为充 填法。 方 式 t顶底柱 厚度 1 3 ～2 1 m，从 采场 最 后一层充填面开始上采顶柱并连续上采对应 底柱，直至上部充填体下1 ～2 m处，局部 揭 露 充填体 。见 图3 。 方 法 t平 面上首先划分采 区，采区范 围 基本 以原房采界线为轮廓，原有永久间柱亦 保 留，并在 矿体厚大部分 之下盘处 留点柱若 干，继续上采后随着矿休的倾斜这些点柱 _-__-_-_---l～⋯ 一 __一～一 ’ 有色矿 山 f 9 9 4 ． 2 维普资讯 圈8顼底 柱回采示 意 图 起 到有力 的支撑 顶板作 用，栗区面积 一般在 8 O O ～1 O O O m 。 以下，上下方向剐为若干回 采 分 层，分层 高度 2 ． 5 ～3 ． O m，分 层 充 填 采 用结顶 方式 ， 落矿 后悬顶高度不大 于3 ． O m， 以利于对 顶板的观 察和处理’分层 回采用前 进式进路 ，后退 式开 帮的回采方法 。值得说 聪的是，分条和进路的布置并不是严格地在 每一分条中设一进路，也不是垂直矿体划为 若 干平 行灼 分条，而 是沿下盘开 一沿 脉进路 后再 垂直走 向开掘若 干进路 ，掘至矿体 边缘 后 ，后退 式开帮 回采 。当然 ，不是 整个 采区 1 ．运输水平 2．滴矿井 脱水井 4．通风井 5点桂 e．进睹 ．斜坡酋 范 围全 面积 一次进行的 ，而 是 分 片 、分 块 地，先 边远部分 ，不稳 固部 分 ，后 近 的 帮 分，安全的部分’主要采准工程设施 如通 风，出矿，脱水等 皆借用原矿房的工程， 唯不 同处 需要 在运 输水平 中开 一下 向斜 坡道 至充填体表面，供做采原顶柱部分的铲运机 和人员通路，并借用原运输水平工程继续上 采顶柱，下采一定高度后再从运输水平顶板 开出一条上向通路，即上向斜坡遭，直到采 至预定高度 。其 主要 技术经济 指标见表3 。 裘3回收顶 底拄技术经济巷 标 注 1 ． 出矿 甩2 吐 柴 { 由铲 运机 2 ． 均系 l 口 g s 年平 均 水平 ． 4 结 语 充填法回收残柱能控制围岩边帮冒落的 发展 ，有利于被保 护暂 的稳定性 ，由于收柱 工作分层进行，侧翼暴露高度，面积不大， 充填体塌落不 明显 ， 出矿 品位 降 低 幅 度 不 大，所以用在深部间柱、顶底柱、保安扩 中的回收是可行的。 下转第3 8 页 缸透山矿深都矿柱回嫂实践与认识一王志方 维普资讯 一 次精选富集时间偏短。粗选作业回收率提 高后，其作业时间就更显短了。对此采取了 增加一次精选槽数的措施，把原来的 2槽增 为 3槽 。 通过 改进 ，精矿 品位 及 回收率 都有明显 提 高，改造前后 浮选指标 见表 4。 表4 改进前 后铜指标对 比 3 效果分析 3 ． 1 改造后的铜浮选指标有所提高。 由表4 可以看出， 改造后的锕精矿品位和 回收率分别比改造前提高0 ． 2 4 6 和1 ． o 8 按年处理矿石 l O 0 7 j t 计， 每年可多产锕1 0 6 t ， 增利选百万元。 3 ． 2 节 电效果明显。 改造前每吨矿石 的 选 矿 电耗 平 均 为 2 9 ． 9 k W ． h ，改造 后每吨矿石 的选矿 电 耗 平 均为2 8 ． 4 k W h ，这样每吨矿石平 均可 节 电 1 ． 5 k W h ，按 年处 理矿石 1 0 0 万t 计，每 年 可 节 电1 5 0 万k M h ，节约3 0 万元 。 3 ． 3 降低 了材料 消耗 。实 践证明 改造 后 浮 选机的叶轮、定子等易磨件寿命可延长两倍 多 。 3 ． 4 KYF 型 浮选 机性能优予A型 浮选机 KYF 型 浮选机是强搅拌 型充 气 式 浮 选 机 ，且结构简单 ，与吸气式的A型浮选 机 相 比具有维修方便，便予操作的特点，特别有 利于回收率 的提高 3 ． 5占地少 改造 后大大缩小 了浮选系统 的 占 地 面 积 ，可节省用 地1 4 4 ． 8 m 。详见 表6 。 表5 改造 前后设备 占地面积 比较 篦子沟铜矿选厂从实际出发，走 内涵发 效，同时也为浮选设备大型化奠定了基础。 展 生产 的蹄 子，使锕浮选改造取 得 了初步成 责任编 辑李 怀先 { 拜 知 羝l_糸 珞 象簿 鲰_粜赫 } 始 } 妊妊 } 擗 - ≥} 扫 ≈、 { 商{ 球鞋 拇 并 { 辞 操薄 上接第 页 ‘ 对于保安矿柱的回收，除用充填法外还 撑体的刚度 应留些原岩矿柱支撑，以保证保护范 围内支 责任编辑 肖泽铬 一 3 8 ～ 维普资讯