南矿带—80m中段西部的采矿方法.pdf

2 0 0 1年 9月 第 3 O卷第 5期 有色矿山 No n e r r o u s M i t i e s Se p． 20 0 1 Vo 1 30 No 5 南 矿带 一8 0 m 中段 西部 的采 矿方法 彭 小 刚 ， 周根 明 武 山铜 矿 ， 江 西 武 山 3 3 2 2 0 4 [ 关 键词 ]上 向进 路式 水 砂 充填 法 ；下 向分 层水 砂 充 填法 ；采矿 方 法变 更 [ 摘要 】武 山 铜 矿南 矿带 一8 0 m 中段 西 部 矿 体 ， 采 用 上 向进 路 式 水砂 充 填 法 开 采 ， 由于 矿 岩 稳 固性 较 差 ， 经 常 冒落垮 塌 ． 无法 继 续 生产 。 对此 ， 改 用 下 向分 层 水 砂 充填 法 进 行 开 采 ， 取 得 显 著效 果 。 [ 中圈 分类 号 ]T D 8 5 3． 3 文献 标 识 码 ]A[ 文章 编号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 5 0 0 0 9 0 3 M i ni n g me t ho d i n t h e we s t o f 一 8 0m s u bl e v e l o f t he s o ut h o r e z o ne PENG Xi a o ga n g， ZHO U Ge n ru i ng Wu s h a h Co pp e r Mi n e ，W u s h a n 3 3 2 2 0 4，t i n a Ke y wo r d s u p wa r d d r i f t f i l l s l o p i n g；u n d e r c u t a n d - fi L L s t o p i n g；c h a n g e o f mi n i n g me t ho d Ab s t r a c t ； Us i n g u p wa r d d r i f t 一 埘 l s t o p i n g i n t h e we s t o f 一 8 0m s u b t e v e t o f s ou t h o r e z o n e i n W u s ha n Co p p e r M i n e ，r o o f f a i l a n d c a v i n g h a p p e n e d o f t e n L y b e c a u s e o f b a d mi n e r o c k s t a b i l i t y， a n d t he p r o d u c t i o n c o u l d n t c o n t i n u e ． I n s t e a d o f t h e f o r e me t h o d，t h e u n d e r c u t a nd f i t l s t o p i n g Wa S u s e d，a n d r e ma r k a b l e S U C C E S S Wa S a c h i e v e d． 1 前言 确保全矿的正常生产和经济效益。 武 山铜 矿南 矿 带 于 1 9 8 7年 正 式开 始 建 设 ， 将 一8 0 m 中段 列为首 采 中段 ， 基建 矿块 共 8个 采 场， 其 中东 、 西 部 各 4个 采 场， 采 用 上 向进路 式 水 砂 充 填 采 矿 法 。经 过 几 年 的 建 设 ， 于 1 9 9 2年 投 入生 产 ， 东部 4个采 场 生 产 一 切正 常 ， 而 西部 4个 采场 由于 工程 地 质条 件 较差． 矿体及 上盘 围岩 较 为松散 ， 投入 生产 后顶 板经常 冒落 垮塌 ， 造成 西部 4个采 场相 继停 产， 西 部 采场 当 时 的产 量 占 南矿 带 产量 的 5 0 ％， 而 南 部 采场 还 处 于 采 准 旌工 阶段 ， 半年 内不能 投 入采 矿 生产 。 因此 ， 必须 立 即 采取 切实可 行 的 办法 解决 西 部 采场 的 问题 ， [ 收稿 日期 ]2 0 0 0 ． 0 7 0 5 [ 修订 日期 ]2 0 0 1 0 4 2 4 [ 作 者简 介 ]彭 小 刚 1 9 6 2一 ， 男 ， 高 级 工 程师 从 事矿 山 生产技 术工 作 2 地质条件 简介 南矿带矿 体 主要 产于 二迭 系一 三迭 系灰 岩与花 崩 闪长 斑 岩接 触带 ， 西 部主 矿 体 位 于 3 4至 3 5勘探 线 之 间， 展 开 长 度 约 4 9 0 m， 南 北 向直 线 长 2 9 0 m， 倾 向 WE， 倾 角 为 6 o 。 ～ 8 0 。 ， 矿 体 平 均 厚 度 8～ 1 2 m。铜 平 均 品 位 1． 86％ 。 矿体 主要 为含铜 矽 卡岩 。 该 矿 岩 自下 雨 上风 化 逐渐 变强 ， 由 一8 0 m 的坚 固岩 组 逐次 变化 为 一4 0 m 的不 坚 固岩 组 ， 且 矿 体 内穿插 有煌斑 岩和 角岩， 均 为不 坚 固岩 组 ， 稳 定性较 差 ， 矿体 下盘 为大 理 岩 ， 稳定 性 较 好 ， 属 坚 固 岩组 ， 但 其 中岩溶 较 为 发 育。 矿 体 上盘 为 花 岗闪长斑 岩 ， 该 岩 组 稳 定性 较 差 ， 极 易 风 化， 揭露后短 时 间 内即会 出 现片 邦、 冒顶 等 不 良 地 质 现象 。 维普资讯 1 0 有色矿山 2 0 0 1年 3 上向进路式水砂 充填 法的应用 3 ． 1采准工 程布置 该采 矿 方 法 采 用 下 盘 分段 巷 道 采 准 方 案， 采场 沿矿 体 走 向 布 置， 长 1 0 0 m， 中段 高 4 0 m， 分段 高 1 0 m， 分层高 3 ． 3 m， 每 个 分段 下 盘距 矿体 2 2 m 左 右布置 一条 脉 外分 段 巷道 。 在采 场 中 部 从 分 段平 巷 垂 直 于 矿 体 布 置 上 坡 、 平坡和 下 坡 分 层联 络道 上 坡 道 和 下 坡 道 的坡度 为 1 5 ％左 右， 联 络 道 断 面 为 3 ． 2 m x 3 ． 3 m。溜矿 井布置在 矿体 下 盘 围岩 中， 上 部 回风和 安装 充填管 ， 下部 溜 矿 ． 断面 为 2 m 2 、 5 m。泄水 井布置在 溜矿 井 与矿 体 之 间， 断面为 2 m 2 m。 3． 2回采工 艺 采场 开采顺 序为 自下 而上分 层进行 。沿 矿体 走 向靠下 盘布 置 切采 进 路 ， 垂 直 矿 体 走 向布 置 回采进 路 ， 进路 断 面 为 3 ． 2 mX 3 ． 3 m， 由采 场两 翼 向中央后退 式 回采 。浅孔爆 破 落 矿， 使 用 YT 2 7型凿 岩 机 凿 岩 ， 爆 破 采 用 2 岩 石 硝 铵 炸 药 ，非 电 毫 秒 导 爆 管 起 爆 ， WJ D一1 ． 5 型 电动铲运 机 出矿 ， 水砂 充填 采用 的充填料 为 睦江 江砂 ． 充填要 求接 顶 采矿 方 法 见 示 意 图 1 。 厂 A 广 C 【 一 c rB 围 1 上 向进 路 水 砂 充填 法示 意 图 1 阶段运 辕 巷道{ 2 一分段 巷道{ 3 一舟层 联 络 遭 ； 4 -泄 水 井 ； 5 一滴 矿井 3． 3存在 的主要 问题 西 部采场 于 1 9 9 3年 1月 开始 采 用 上 向 进路式 水砂 充填法采 矿 ， 开采半年 后 ， 因 多方 面因 素被迫停 产， 根据生 产统计 ， 主要 存 在下 列 问 题 。 1 垮 塌 冒顶 。采 用上 向进 路 式水 砂 充 填法采 矿的前提 条件是采 场矿 体和 围岩必须 稳固。从揭露 的情况来看， 西部采场的矿岩 稳 固性较 差 ， 揭 露 后极 易垮 塌 冒落 。西 部 各 采场在 开 采过 程 中都 发 生过 不 同 程 度 的垮 塌。其 中 W3采场 第三 分 层整 个切 采进 路均 进行 了木支 护 间距 0、 6 ～0 ． 8 m ， 且背 帮背 顶， 即使如此 ， 在 回采第一个分 条 时工 作面 出 现垮 塌 ． 并 且 范 围逐 渐 扩大 ． 最 终 导 致 5 0 m 长的切 采进路 全部 垮 塌， 无法 回采 ； W5采场 第一分 层切采遇 古铜 角岩和古铜 花 岗闪长斑 岩， 顶 板 冒落 约 3 m 多 高， 木 支 护 全 部 压垮 ， 第二分 层在 同样 地段也 发生 冒落 。 2 安全 性差 。 由于 采场垮 塌 冒顶 比较 频繁 ， 因此在 安全 上存在较 多的事 故 隐患 ． 对 作业 人员和设备 安全构 成 了较 大 的威 胁 。 3 贫化 损失率 高。 由于西 部矿 体 较为 松散和破 碎 ． 稳定性 较差 ， 在开 采过 程中不得 不采用木 支护 护顶 ． 从而造 成充填难 于接 顶， 使矿体 出现脱 层 等现 象 ， 造成 较 大 的 矿体 损 失 ； 采场垮塌 造成 的 回采 困难 ， 使矿体 回收不 彻底 ， 加大 了损失率 。另 一方 面 ． 由于 充填体 没有铺设 胶结面 层 ． 作业底板 为松散 的江砂 ， 铲 运机 出矿很 容 易使 江砂 混入 矿 石 ， 造 成 贫 化 ； 上盘松散 围岩 冒落后混入 矿石 ． 开 采过 程 中的贫化率 也很 高。 各采场贫 化损失 指标 见 表 1 。 衰 1 1 9 9 3年 1 ～5月备采场贫捆指标 ％ 塞 维普资讯 第 5期 彭 小刚 等 南 矿带 一8 0 m 中段 西部 的 采 矿 方法 1 4下 向分 层水 砂 充填 法 的应 用 为解决 西部 采场 的问 题 ， 江 西铜 业公 司 于 1 9 9 3年 4月组织专 家进行论 证 ． 决定 改变 采矿 方法 ． 采 用下 向分 层 水砂 充 填 采矿 法 进 行开 采 。 4 ． 1采准 工程布置 采用下 盘水平 联 络 道 方 案 布置 采 准 ， 并 尽量 利用 原 上 向进路 式水砂 充填 采矿法 的采 准工 程 ， 采场 沿矿 体走 向布置 ， 长 l O O m， 中段 高 4 0 m． 分 层高 2 ． 7 m。溜矿 井仍用 上 向开 采 时的溜矿 井， 下 部 溜 矿， 上 部作 为人 行 提 升 、 回风 、 充填 之 用。 每分 层 从 溜 矿井 下 降 向矿 体方 向施工 水平 联络 道 ， 联 络道 上下 错 开 布 置， 断面 为 2 ． 7 m 2 ． 7 m。泄 水 井 仍 使 用 原 上 向开 采时使 用的泄 水井 4 ． 2回采工 艺 采场 开 采顺 序为 自上而 下分 层进 行 。沿 矿体 走 向靠 下盘 布置 切 采进 路 ， 垂 直 矿体 走 向布 置 回采 进 路 ， 切 采 及 回采 进 路断 面均 为 2 ． 2 m2 ． 2 m， 由 采场 两翼 向 中 央 后 退 式 回 采 。浅孔爆 破 落 矿 ， 使 用 Y1 7型 凿 岩 机 凿 岩 ， 爆破 采用 2 岩 石硝 铵炸 药 ， 非 电毫 秒 导 爆 管 起 爆 ． 1 r 2 G 型风 动装 岩 机 出矿 ， 木 棚 支 护 ， 铺设钢 筋 混凝 土 假 底， 水 砂 充填 采 矿 方 法 见 示 意 图 2 。 A 一 圉 2 下 向 水 平 分层 进 路 式充 填 法示 意 图 l ～ 阶段 运输 巷 ； 2 一分 段 运 输 巷 ； 3 一滴 矿 井 ； 4 一 世水井； 5 一水平分层联络巷 4． 3 应 用情况 从 1 9 9 3年 7月开 始 ， 西部各 采场 陆续 由 上 向进 路 式水砂 充填采 矿法改为 下 向分 层水 砂 充填 采矿法 。 由于主要 的采准 工程 溜矿井 和泄 水井都 是 利 用原 上 向开 采 时 的 天 井 ， 因 此仅 用了一 个月 的时 间就 完成了 改变 采矿方 法 的 生产准 备工 作。投 产 后 生 产 一 切顺 利 ， 至 1 9 9 5年 8月， 一8 0 m 中段西 部矿体 全部 回 收 ， 用该采 矿法 共 回收矿 石 1 4 ． 0 3万 t ， 铜 金 属 量 2 6 1 0 t ， 确 保 了全 矿 的 正 常 生 产 和经 济 效 益 。对 于 开 采 矿 岩 稳 定 性 较 差 的 西 部 矿 体， 该采矿法具有下列优越性。 1 安 全性较好 。下 向水 砂分 层 充填 采 矿 方法 采用钢 筋混 凝土 假底作 为下分 层 的顶 板 ． 施工时再 在其下 架设 木支护 ． 支 护间距 为 0 ． 6 ～0 ． 8 m。假底 采 用 1 5 0 混 凝 土制 作 ， 钢 筋 采 用 1 4 mm 的 螺 纹 钢 ，并 按 2 0 0 mm x 2 0 0 mm 的 网 度 扎 制 。 假 底 铺 设 厚 度 为 3 0 0 r l i r l ． 其 中钢筋保 护 层厚 度为 5 0 mm， 由于 采 用了钢 筋混凝土 假底和 木支护联 合护 顶 的 工 艺， 使 顶板管 理有 了很 大 的改善 ， 采 场垮塌 基本 杜绝 ． 事故 隐患 大大 减 少， 安 全可靠 性得 到 了较大 的提高 。 2 贫 化损 失率 降 低。 下 向分 层 水砂 充 填法 由于 在 安全 上 得 到 较好 的保 障， 采 场 垮 塌次数 也较 少 ， 从 而 使 矿体 的 贫 化 和损 失均 能得到 较好的控 制， 1 9 9 4年 各采 场 的贫 化 损 失指标 见表 2 。 表 2 1 9 9 4年各采场贫化损失指标 9 6 项 目 w2 w3 w4 w5 平 均 贫 化率 7 O 5． 3 6 4 1 1 1 5 7 2 损 失率 7 ． 1 3． 2 1 1 ． 1 3 ． 5 6． 1 5 技术经济 指标 下 向分 层水砂 充填法 的贫化 率 比上 向进 路 式 水 砂 充 填 法 降 低 5 ． 6 ％， 损 失 率 降 低 1 1 ． 8 ％。上 向进路式 充填法 不须铺 设钢 筋混 下转 第 2 7页 维普资讯 第 5期 陈 双世 矿 山最 佳 经 营 品位 和最 低 可采 品 位 的确 定 2 7 中开拓 工 程 和 探 矿 费 用 约 占 采 矿 总成 本 的 4 O％左右 ， 因此公 式 1 可演 变 为 1 P 1 ． 1 1 4 xl。 ， 1 4 0％ - k 令 f 】 0则得 0 3 ． 2 0 ％， 即厂 坝 一 李家 沟 矿 的 实 际 晟 低 可 采 品 位 为 锌 大 于 2 ． 8 7 ％ 另外还 可 利用 任邦生提 出的 不同 级 差 品 位 公 式 [ F／ ∈ - 1 ] - 1 L／ F 2 进行 计算。 式 中 矿 石 品 位 ． ％ ； 一 选 矿 回收 率 ， ％ ； 一 采矿 贫化率 ， ％ ； F 采矿 总成 本 ， 元／ t ； n 产 品价 格 ， 元 ； 『 吨 矿 利 润 ， 元 ／ t ； 仍 厂 坝矿 为 例， 取 {8 8 ％ ； 。4 0 5 0 元 ／ t ； 1 5 ％ ； F 6 56 0 ％ 7 01 0 9元 。 在求最 低 可 采 品位 时 因 为 L 0 ， 财 可 得 3． 2 3 ％。即锌元 素含 量为 2． 9 0 ％。 4 当矿产品 为精 矿 时用 价格 法计 算结 果 如 下 C - d ／ [ Z 。 ￡ 0 - 1 7 。 1 0 0 ％ 【 6 5 ％ 6 57 0 ] ／ 【 4 0 5 0 8 8 ％ 11 5 ％ J 二 2． 9％ 式 中 c 一精矿品 位， ％ ； 临再 最 低可采品 位， ％ ； z 精矿 价格， 元 ； ￡ 选 矿 回收率 ， ％ n 采选 综合 成本 ． 元 ； y 采矿 贫化率 ， ％ 。 显然 上 三 种 方 法 计 算 的 结 果 非 常 接 近 ， 都为 2． 9 ％左 右。考 虑 到 在 增 大 选 矿 处 理量 的前提 下， 有些 可变 成 本并 未 增 加 以 及 矿石 中还含 璃 少量 银 、 硫 等 可综 合 回收 的 实 际情况 ， 厂坝一 李 家 淘矿 床 锌 的最 低 可 采 品 位取 2． 7 ％ ～3 ． 0 ％是 合 适 的 。 总之 确 定 最 佳经 营品位 和最低 可采品位是 一 个 与同家 经 济 资源 政 策 及 市 场 变 化 密切 相 关 的 复 杂 问 题， 只有综 合考 虑 全面 动 态 分析 才 能 得 出一 个较切 实际 的指 标 ， 晟 大 限度 的发 挥 矿 床 的 潜 在价值 。 上 接 第 1 1页 凝土假底 ， 且 坑 木 支 护 量相 对 较 小 ， 成 本 较 低 ， 为 2 9 ． 1 6元I t 采 充直接 成 本 但 由于贫 化率 损 失率较高 ， 使 回收率 较 低 ， 仅 为 8 1 ％。 下向分层 充填 法 由于工 艺 的特 点 ， 需铺 设 钢 筋混凝土 假 底和 架设 术 支 护 等， 成本 相 对 较 高， 为 3 6 ． 7 2元／ t ， 而 矿 石 贫 化 率 损 失 率 较 低 ， 回收率较 高 为 9 4 ％ 。 尽管 下 向分 层水砂 充填法 的采矿成本 较 上 向进 路式水砂 充填 法 的成 本高 7 ． 5 6元／ t ， 但 由 于 西 部 矿 体 的 含 铜 品 位 较 高， 平 均 为 1 ． 8 6 ％， 极 有开 采 价值 ， 故 回收 率 越 高 ， 效 益 就 越好 。经分 析 计算 ， 上 向进 路 式 水 砂 充填 法 的 综 台效 益 为 1 7 8 ． 6元／ t ， 下 向 分 层水 砂 充填法 为 1 9 0． 1元／ t 。抵 消 成 本 的差 额 ， 下 向分层 水砂 充填 法的综 台效益 比上 向进 路 式 水 砂 充填 法要高 3 ． 9 4元／ t 6结束 语 实践证 明， 矿 岩 稳 固 性较 差 的 一8 0 m 中 段西 部 矿体 采用上 向进路式 水砂 充填采矿 法 进 行开采 是 不适 用 的， 无 法 保 证 生 产的 正 常 进 行 。采用下 向分 层水 砂 充填 法 进 行 开 采 ， 不仅在 安全上 得 到保 障 ， 而 且 矿石 贫 化 损 失 率 也大大 降低 ， 回收率 得到较 大的提 高， 综台 效 益也是 比较好 的 因 此． 对 于 矿 岩 稳 固性 较 差 的矿体 ， 在选 择采 矿方法 时 ， 应予 慎重 考 虑 ， 南 矿 带 一8 0 m 中段西 部 采 矿法 的改 变 是 成 功的 ， 对 于类似 地质 条件的 矿床开 采， 具 有 一 定的借鉴作 用 维普资讯