倾斜极薄矿脉的采矿方法.pdf

霹 体 [ ； ／ 第Z 7 卷第 1 期 中南工业大学学报 1 9 9 6年 2月 J ，CENT．S OUTH UNI V，TECHNOL Vo 】 2 7 N o 1 Fe b 1 9 9 6 乃 倾斜极薄矿脉的采矿方法t 一 弓口 要 谢 国 华 陈 正 阳 一 ，一 中南S - 业大 学资源环 境与建筑 I程 学院 ， 长沙 ， 4 1 0 0 8 3 针对 石 嶂钨矿 北 组倾 斜扭 薄矿 昧 顶板 不稳 固 的开 采技 术 条件 ， 提 出采 用上 向分采 胜结 底板 充填 采矿 法 ， 进 一 步完善 了削壁 充填 法 回采工 艺， 有 救地 降低 回采插 失 与 盲 r 化 ， 充 分 回收 了 矿 山资源 ， 明显提 高 了经济 效 益． 关 键词削壁 充填 ；胶结 鹿板 ；上 向句 ＼采 顺路 置井 中圉法分类号TD 8 5 3 ． 3 石人嶂矿 区共分北 、 中、 南 3组矿脉． 其中 ， 中组 南 组 为急倾斜矿脉 ， 嗣岩稳 固， 采用普通 留矿 法 开 采 深 度 已至 4 1 0 I T I ； 而北 组 倾 斜 极 薄 矿 脉 ， 矿 石储 量 为 1 3 ， 8 6万 c ， 地 质 品位 为 0 ． 6 7 ， WO 金属 储量达 8 5 1 ． j t ． 由于开采技术条件复 杂 ， 在过 去采 用普 通 留矿法 、 振动放矿 留矿法 、 点柱或人 工矿柱 留矿法 ， 都 因采场 顶板 片帮无法 上采和 矿石放不 出而失败 ， 使北组矿 脉开采标高 尚停 留在 6 3 8 ～6 7 8 n l ， 与 中、 南组矿脉回采高差达 2 0 0多 n l ， 严 重影响到矿 区各组 矿 脉之问 采矿 顺 序的协调 及 生产管 理． 因此 ， 寻求能 有效 开采 此类矿 脉的 采矿 方法 与回采 工 艺 ， 对石人蟑或其它矿 山的开采均具有 一定的实际 意义． 1 试验矿块 地质 与采矿技术条件 北 组矿 脉 6 3 8 r f i 中段 V 号脉的 5 0 6试验矿脉 倾角为 j 5 。 ～6 3 。 ， 局部倾角 小于 j 0 。 ． 矿 脉平 均厚 0 ． 5 9 r tl ， 东翼厚度较 稳定 ， 而西 翼厚度变化较大 ， 薄的 仅 1 0 c m， 并有 分枝复合现象． 脉石 因受 构造 影响 ， 坚 固性系 数 一8 ， 中等稳 固， 其爆破性较好 ， WO 平均 品位 为 0 ． 7 6 ． 围岩为砂 质板 岩 ， 岩 性较 坚硬 ， ，为 8 ～1 2 ． 因顶板 受构 进 影响 ， 小断层 及裂隙节理 发育 ， 破坏 了顶板 整体 稳定性． 若 采空 区面积增大 ， 或者顶板管理 不及时 ， 常发生大块 片落 ， 沿走 向片 帮范围长达 1 0 r n， 对 回采工作面安全作业有一定影响． 北组矿脉上部地表所 在位置 陡急 ， 山下有工业建筑物要保 护 ， 在 回采过程 中不允许山体产 生岩移 ， 避免 滑坡 、 滚 石、 泥石流等对地表的危害． 2 采 矿方 法 的 选择 在北组矿脉 曾使用过的几种采矿方法． 实践表 明， 对此类型矿咏的采矿方缢必须要解决 以 收 搞 目期1 0 g j 一 1 0 0 0 第 1作者i 9 } 国 华 ， 男 ． 5 9岁 ． 副 教授 中国有色盍属] 业总 司科研基金资助珂 日 维普资讯 中南工业大学学报 第2 7 卷 下技 术难题 ； 1 采后能及 时有效地阻止采空 区不 稳 固顶板岩体 的 位移或 冒落 ， 确保 回采 作业安全及 地 表 山体 稳 定 ； 2 当矿体 顶板 不稳固而且有大块 冒落时 ， 应 能保证采 下矿石顺 利放 出． 3 极薄矿脉 回采 ， 必须能有效控制 采矿 贫化 率 ， 提高 出矿品位 ， 减少选矿处理量 ． 保 证能 获取一定的经济效益． 针对上述问题 ， 作者通过技 术经 济论 证分析 比较 ， 在 试验矿块 时 ， 确定采 用上 向分采 胶结 底板充填采矿法． 3 回采 工艺 上 向分采胶结底板 充填 采矿法 回采工艺包括 分 采矿 石一 出矿一充填准备 加高溜矿井及 顺路天 井隔墙 一分 采 围岩充填一平场一胶 结充填底 板一 下一个循环． 3 ． 1 矿岩分采 方式 根 据北组矿岩性质 ， 分 采方式有 2种“ ] 1 先 采底板 围岩进行 充填 ， 后采 矿脉 ； 2 先 采矿脉 ， 后采底板 围岩进 行充填． 实 践表 明 ， 采 用前者 方式 ， 可为后分采 脉石 创造 良好的 自由 面 ， 崩矿效果好． 但是 ， 对于呈脆性的石英矿脉 ， 受构造影 响裂 隙发 育 ， 在超前 分采 围岩 的过程 中， 因爆破振 动作 用 ， 易 引起 矿脉大量片落而 增大 损失， 而且 也给分 采 矿脉 、 出矿造成较 大暴露面 ， 增加作业不安全隐患及顶板管理 的困 难 ． 此 外 ， 矿石贫 化也 会增 加． 所 以 ， 试 验 中采 取 后一 种方式 进行 分 采 ． 图 1表示 垂高 为 2 r n的分 层 ， 因采 幅小 O ． 5 ～0 ． 6 m ， 先 采矿 脉 ， 分 3次爆 破 0 ． 9 ， 0 ． 6 ， 0 ． 5 m 能 有效 地控 制 回采 贫化 ． 分 次 回 采 ， 留部分矿石作工作 台以继续上采到分层高度 ， 最后大量 出矿． 3 2 凿岩爆破 当回采 作业采幅 最小时 ， 对倾斜极薄矿脉采取矿岩分 采 ， 完全能 避 免矿石贫化的加大 ， 但分采矿脉的贫化损失的大小 ， 关键取决 于采 幅的控制． 因此 ， 必须 合理 地确定凿岩爆破参数与炮眼排列． 图 1 矿 岩 分幕方 式图 1 ， 2 ， 3为分 层矿眯 一 般采用 YS P一 4 5型钻 机向上打倾斜炮 眼．当矿脉倾 角局部变 回采顺序 缓 时 ，则用 平 钻打 眼．炮 眼 布置 根据 矿 脉厚 度而 定 当脉厚 小 于 5 为底扳目岩丹采顺序 0 ． 6 m 时 ， 炮 眼呈 一” 字 型排列 { 当脉厚大 于 0 ． 6 m 时 ， 采取“ 之 字形排列． 炮 眼间距 为 0 ． j ～ 0 8m． 为保护顶板 一 炮眼 底应距顶板 0 ． 2 r n ． 以 中央 天井为 自由面 ， 采用非 电毫秒导爆管 及火 雷 管起爆D J ． 试验表 明 ， 为了有效 地控制 回采贫化率及顶板保 护 ， 对极薄矿脉应采 用浅 眼、 少装 药爆破 为宜． 3 ． 3 出矿 试验时 ， 用人工斗车 出矿 ． 井对粉矿 品位进行检测． 与矿脉地质品位 相比， 胶结底板的粉矿 品位为 1 2 6 ， 而 围岩 底板 的粉矿品位为 1 0 6 ． 因此 ， 出矿后必 须用高压水冲 洗底 板 ， 尽 量将 高品位粉矿回收 ． 这对减少 回采过程中金属 损失具有积极 意义． 维普资讯 第 1期 谢 国华等 倾斜 辊薄 矿 盹的采 矿方法 3 ． 4 充填准备 充填准备工 作主要包 括加高溜矿 井及顺路天井 隔墙 ． 髓着 回采工 作面的推进 ， 在分采 围岩 充填之 前 ． 用砂浆块石砌 筑溜 矿井隔墙 ， 墙厚 为 0 ． 4 ～O ． r f 1 ． 为减 步人工运矿 距离 ， 提高 出矿 效 率 ， 在两端顺路 人行 井 内分成 0 ． 8 m 宽 的小 溜矿 井 ， 一侧 用砂浆块石砌 筑 ， 另一侧 用竹 夹板 与人行梯子 隔开 ． 实 践表明 ． 利 用采 下的块石 砌筑溜 矿井 ， 施工 简便 ， 成本低廉 ， 使用可靠 ． 对控 制顶板具有 可靠效果． 3 ． 5 充填作业 充填作业是该采矿方法 回采 工艺的重要组成 部分 ， 它包 括分 采底板 围岩 充填 和底板胶结 充填 2个部 分． 3 ． 5 ． 1 分 采 底板 围岩 充填 当分层矿石出完并冲洗底 板 粉矿后 ， 采底板 围岩进 行充填． 由于分 采 围岩 作业 条件 好 ， 爆 破 自由面多 ， 爆破块度无严格要 求 ， 故分采 充填效率高 ， 凿岩效率 可达 1 5 0 ～2 0 0 t ／ 台班 ． 台 理地 确定采幅宽度是 该法 的关 键采幅过宽 ， 多余废 石外运量 大 ， 效 果不好 反之 ， 采幅 过 小 ， 削壁 不够 ， 则不能 充满 采空 区和保持一定的 作业高度 ． 所 以， 要 根据矿体 的倾 角 、 厚度及 围岩稳固性 来确定合理 的采幅宽度 ， 在保证 基本作 业空 间及 充满采空 区的前提 下． 尽量缩 小采 幅 ， 减少削壁 工作量． 试 验矿 块矿脉 平均厚度为 0 ． 5 9 m， 用人工 斗车 出矿 ， 一般 采幅宽度 控制 在 1 ． 2 0 r f l ， 分层采 空高 3 ． 5 0 ～4 ． 5 0 m， 则分采 围岩 宽度可达到 0 ． 7 ～O ． 9 r f 1 ． 爆 破 下的岩石 量 能满足充填要求． 3 ． 5 ． 2胶 结 底板 充填 胶结底板的作用在 于减少 回采 矿石及高 品位 粉矿损失． 当采用人工 出矿 时 ， 胶结 层厚为 5 c r f l ； 采 用电耙 出矿时 ， 胶结 层厚为 1 0 c m ， 灰砂 比 质 量 比 为 14 ， 速 凝剂用 量为水 泥用量 的 2 ． 5 ． 以上厚度 的胶结层 ， 一般 养护 1 d后即可进 行凿岩爆 破和 出矿 作业 ， 不会发生损坏现 象 ． 3 6 顶板 管理 试验矿块 5号脉顶 板为变质板岩 、 砂质板岩 ， 因受构造破坏 影响 ， 裂 隙节理发 育 ， 顶板不稳 固． 当采空高达 2 m 以上时受爆破 震动影响 ， 常发 生顶板局部 片帮 冒落． 为 了保证 回采作业顺 利进 行及 人 员安全 ， 针对顶板岩 体破坏特 征 ， 在 回采过 程 中采 取 了几 种顶 板管理措旃 混凝土 柱护顶 ． 砂浆块 石墩支护 ， 垒砌块石墙护顶 ， 术横撑 临时支护等． 4 结 论 1 石人嶂 矿区北组倾斜 极薄 矿脉应 用上向分 采胶结 底板充 填采 矿法 ， 试验矿 块采 出矿 量达 5 9 9 0 t ． 具 有较 高的回收率 和较 低的 贫化率 ， 采 出矿 石品位 高 ， 获得了较好 的综 合经 济效 益 ． 2 在顶板围岩不稳 固的条件 F， 同采时 ， 所采取 的分 采充填工 艺及顶 板管理技 术是成功 的 ， 有效地保证 了顺利 I 二 采及安全 作业． 3 解 决了该矿 区北组矿 脉多 年来未解决 的采矿 方法应 用问题 ， 加快 了北组 矿脉下 降速 维普资讯 中南工业大学学报 第2 7 卷 度 ， 协调 了该矿 区中、 南组矿脉采矿顺序 ， 改善了生产管理． ’ 4 该 法能 及时有效 地处理 空区 ， 还 有利 于阻 止该 矿区莲 花山陡峻 山设 地表 的岩体位 移 ， 避 免因开采矿体而产生的滑坡 、 滚石 、 泥石流 ， 以维护山下地表 的安全． 参考文献 解世控主编． 采矿手册 第 4 卷 ． 北京 冶金工业出版杜， 1 9 9 0 ． 2 3 4 2 5 1 周撼诚主编． 垒属矿床地下开采 长沙 中南工业大学出版社， 1 9 8 6 ． 1 6 6 ～】 7 4 陶颂霹主编． 爆破工程． 北京 冶金工业出版社， 】 9 7 9 2 2 6 9 3 7 杂健． 倾斜极薄矿眯分采充填法的试验研究． 冶金矿山设计与建设， 1 9 9 4 5 1 5 ～“ MI NI NG ME THOD FOR ORE BODI E S W I TH F I NE L Y THI OKNESS AND ME DI UM SL OPE ANGLE X Gu o h u a Ch e n Zh e n g y a n g Co l l e g e o f Re ∞ u r c e ，En v i r o n me n t a n d Ci v i l En g i n e e r i n g．Ce n t r a l S ou t h Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，Ch a n g s h a，4 1 0 0 8 3，Chi n a ABSTRACT Ac c o r di n g t o t he mi n i n g c on di t i o n s i n t h e n o r t h d i s t r i c t o f S h i r e n z h a n g Tun g s t e n M i n e， a ut h o r s p r o p o s e d a s p e c i a l mi n i n g me t h o d s u i t a b l e t o t h e o r e b o d i e s wi t h t h e o b l i q u e a n g l e s 。 f 3 O 。 ～ 5 5 。 ，fi ne t h i c k n e s s a n d v e r y p o o r l y s t a b l e h a n g i n g wa l l ，t h a t i s，r e s u e me t h o d o f f l a t b a c k C u t a n d f i l l s t o p p i ng wi t h s t a b l i z e d b o t t o m f l o o r ．Th e i n s i t u e x p e r i me n t a b o u t t h i s mi n i n g me t h o d h a s s h own t h a t i t c o u l d r a i s e o b v i o u s l y t h e mi n e s e c o n o mi c g a i n a n d r e d u c e t h e l o s s o f t un g s t e n r e s o u r c e s of t h e mi n e t o a c o n s i d e r a b l e d e g r e e ． K e y wo r d s r e s u i n g f i l l ；s t a b l i z e d bo t t o m flo o r ；r e s u e ；s q u a r e s e t r a i s e 维普资讯