阶 段 空 场 嗣 后 充 填采矿法在铜山铜矿的应用.pdf

I S S N 1 6 7 I 一2 刹 C N 43 一1 3 4 7/ T D 采矿技术第7卷第3期 猫ni 昭T 忱hno 】 o gy，V o 】 . 7 ， N o . 3 2 007 年9月 S eP， 2 叨7 阶段空场嗣后充填采矿法在铜山铜矿的应用 刘仁勤 ’ ， 郑荣 祥2 1铜陵有色金 属集团公司，安微铜陵市 2 4 粼 X 幻; 2绍兴平铜集团公司， 浙江绍兴市 3 1 2 0 50 摘 要 根据地表不允 许陷落， 要达到 较大生产能力和较 低贫 化、 损失 指标， 具有较好的 社 会效益和经济 效益等因 素， 合理选择了 阶 段空场嗣 后充 填采犷法， 并对采犷方法结构参 数 进行优化确定。 通过现场工业试验， 取得良 好的 技术经济 指标和经验， 为采场结 构参数和 回采工艺、 设备的改进和完善提供了依据。 关键词 阶 段空 场嗣后充续采 矿法; 采场结 构参数; 回采工艺 铜陵 有色 金属集团 公司铜山 铜矿是一座50 年 代末建成投 产的中型矿山 。由 于历史原因， 采矿方 法多变， 先后经历了坑采一 露采一 坑采等几个回采 阶段， 其中坑采的主要采矿方法有水平分层充填法、 阶段空场法、 留矿法、 崩落法等。 20 世纪70 年代 末， 铜山 露天开采结束， 转入坑下开采， 前山采用露 天与坑下联合开采。 由 于铜山露天开采结束后产量急 剧下降， 根据 地质勘探部门提交的前山南新区地质勘探报告， 前 山 南新区 开始建设， 其采矿方法选 择必须解决以 下 几方面的问题。 1采取有效措施处理采空区。因地表有良 田、 居民 区， 地 表不允许陷落; 2 保证 较大的生产能力， 补充由于露天结束 后所消失的一部 分产量; 3 要求贫化、 损失较低， 以 取得较好的 经济效 益和社会效益。 1 采矿方法 选择及参数优化 1 . 1 开采技术条件 铜山 铜矿前山 南新区4a矿体， 产于蚀变闪长岩 与大理岩接触带中， 是前山老区4’矿体的尖灭再现 部分。位于15线至21 线的1 7 一2 5 . 钻孔之间， 呈 透镜状产出， 形态很不规则， 走向近于东西， 长度 1 5 0 Z oo m ， 厚度5 一 40 m ， 倾角变化较大， 上陡下 缓， 介于1 00 7 50之间。 顶盘为 大理岩， f二 8 一 10， 坚硬稳固; 底盘大 部分为闪长岩和内 矽卡岩， 遇水易 膨胀， 稳固性差， 不宜大量布 置工程。 矿石主要为含 铜黄 铁矿、 含铜磁 铁矿和 含铜矽卡岩， 较稳固。 1 . 2妥矿穷法选择 前山南新区地表有良田、 居民区， 且矿石具有粘 结性、 自 燃性， 顶板为大理岩， 稳固， 矿石亦稳固， 故 选用空场法中的上向中深孔分段凿岩阶段出矿的阶 段矿房 法回 采矿房和矿柱。 先采矿柱， 嗣 后混凝土 充填; 后采矿房， 嗣后尾砂充填。 该采矿法 具有效率 高， 劳动强度低， 贫化损失小， 回 采作业安全等显著 特点。 1 . 3 矿块结构参数的确定 前山南 新区 开拓中 段高度为43 5m ， 开拓方 式 为侧翼对角式， 即在矿体东侧下掘必6 m新大井， 在矿体的西南侧开掘巾4 m风井。矿体水 平厚度10 一 8 0 m ， 上厚下薄。 矿块垂直走向布置， 宽为18m ， 长为 矿体水平厚度。 一个矿块划分为矿房和矿柱， 其中 矿房宽12m ， 矿 柱宽6 m 。 考 虑到地表不允许陷落， 经专家建议， 矿体水平 厚度超 过50m时， 留s m宽纵向矿柱， 以减少采场 的暴露面积， 保证安全回采。分段高度8 一 10 m ， 底 柱高度6 一 s m ， 电耙道间距12m ， 漏斗双侧交错布 置。充填水 平设在一 1 45m中 段， 故一 Z 14m中段 不 留 顶柱， 下部中 段留3 一 6 In顶柱。 阶段空场嗣后 充 填采矿布置见图1 。 2 回 采工艺 及技术经济指标 2 . 1 采准切割工程布置 矿体底板为缓倾斜， 斜长1 00 一 1 50 m 。为缩短 耙运距 离， 在矿 体中部和南部布置了两条装矿运输 平巷， 各采场均垂直走向布 置， 沿矿体底板与 底盘交 界处下降5 一 6 m开凿电耙道、 漏斗， 在靠近矿房顶 盘和底盘分别掘 进人行回 风井、 切割 井各1 个， 溜井 1 个 为 减轻劳动强度， 提高劳动生产率， 有溜井出 万方数据 刘仁劫， 等 阶段空场嗣后充境采犷法在钥山铜犷的应用 矿的全部安 装振动 放矿机出矿 ， 自 切割水平向上， 每隔8 一 10m掘 进分段凿岩巷道， 使其与切割井和 AtoA 采场出矿结束后， 矿柱用3 一 S M P a 混凝土 后 改用尾砂胶结 充填采空区并密实接顶; 矿房用脱 泥 尾 砂 37卿 以 上 通 过 充 填管 道向 采场 水 力 输送充填。充填前， 需牢固 封闭电 耙道与采场其它 通道， 并在封闭 档墙上预先留 出滤 水孔。 2 . 4 主要技术 经济指标 采矿主要技术经济指标 总损失率为9 . 5 ， 总 贫化率为10 7 ， 万吨掘采比 为2 8 。 3 00耐万t， 采矿工效为40一 48 “ 工班， 矿块生产能力为2 50- 3 00 口d o B 一 B人 行风井 运 轴 平 巷 t 圈1 阶段空场铜后充填采矿法 人行回风井贯通 或掘进联络道与人行 回风井贯 通 ， 并在每个分段水平的凿岩巷道与切割井联接 处， 向采场两侧拉切割巷道至采场边界。 在切割巷 道内， 以 切割天井 Z mx Z m 为自 由 面， 用Y G一 90凿岩机打上向平行中深孔， 最小抵抗 线 为1 . 。 一 1 . 2 。 ， 爆破后， 形成垂直切割槽， 一般采 用小补偿空间同次分段爆破。 2 . 2 回采工作 在分段凿岩巷道中 打上向 扇形中深孔， 其最小 抵抗线为1 . 2 一 1 . s m ， 孔底距1 . 5 一 1 8m ， 采场全 部中 深孔施工完毕， 先进行切割槽和少量扇形排 线 孔 爆破， 根据采 场补偿空间大小， 分次进行采场大 爆 破， 一般上分段 超前下分段1 一 2 排孔距， 以 保证上 分 段爆破作业安全。 随 着采场回 采工作的推进二 相应超前1 一 2 个漏 斗间 距进行扩斗拉底。 爆破后， 用电耙出 矿， 经采 场 溜 井振动放矿机或电 耙装车平台 装人矿车运至中 段 溜井。 2 . 3 采场充 填 3 几点认识 1前山南新区4.矿体自1 9 86年投产以 来， 中 段平均生产能力达2 50『 d ， 个别年 份达到3 00 『 d 。 生产实践表明， 该采矿方法具有回 采强度大， 劳动生 产率高， 回采作 业安全等优点。 2 分两步骤回 采矿柱和矿房。 第一步， 矿柱 回 采后， 嗣 后混 凝土或尾砂胶结充填， 有效地回 采了 普通空场法一般作为永久损失的间 柱矿量; 第二 步， 矿 房回 采后， 嗣 后分 级粗尾砂水力充填， 不仅提高了 人工矿柱的 稳固 性， 延长了 尾矿库的服务年限， 而且 为 今后顶底住回收创造了 有利条件。因此， 该采矿 方法大大降低了 贫化、 损失指标， 取得了良 好的经济 效益和 社会效益。 3 由 于采空区 得到及时有效处理， 防止 地表 发生沉 降或陷 落， 保护了地 表良田 和居民区的 安全。 矿山在空区顶板 一1 45 m中段布置了浅孔位移计、 深孔位移计和压力枕。 通过多年地压监测分析， 顶 板围 岩无明显位移， 应力变化也在正常范围内， 从而 保证了 该矿体安全高效回 采。 4 该采矿方法存在采切工程量大， 掘采比较 高， 采场 底部结 构支护工作量大等缺点。 可通过加 大采场结构参数， 适当 降低掘采比， 并在生产实践中 不断探索总结经验加以 解决。 收稿日 期 2 佣7 一 肠二 16 作者简 介 刘仁勒 1962一 ， 男， 工租师， 主 要从事朱 矿技术 工 作 。 万方数据