降低階段礦房法采礦損失和貧化指標(biāo)的實(shí)踐

胡貴如

(桐柏銀礦有限責(zé)任公司, 河南南陽市 474735)

降低階段礦房法采礦損失和貧化指標(biāo)的實(shí)踐

胡貴如

(桐柏銀礦有限責(zé)任公司, 河南南陽市 474735)

針對距地表較近的厚大礦體采用中央天井水平深孔階段礦房法回采時,易造成地表塌陷、損失貧化指標(biāo)偏高的難題,通過對礦塊結(jié)構(gòu)參數(shù)和回采工藝的優(yōu)化和改進(jìn),采用預(yù)切頂、沿礦體底板布置中深孔斜井,并使用中深孔爆破回采的方法,改善采礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),取得損失率減少 16.3個百分點(diǎn)、貧化率降低 9個百分點(diǎn)的良好效果。

階段礦房法;預(yù)切頂;中深孔崩礦;損失貧化管理

桐柏銀礦有限責(zé)任公司是一個有二十多年開采歷史的以銀為主,伴生鉛鋅的大型獨(dú)立銀礦山企業(yè),早已形成處理量達(dá) 800t/d的采選綜合生產(chǎn)能力和處理量達(dá) 35t/d的濕法冶煉生產(chǎn)能力。該礦礦床工業(yè)類型屬中低溫?zé)嵋毫严冻涮罱淮傻V,礦體受巖層和層間擠壓破碎帶的雙重控制。礦體主要分布于W25～E23之間,-100m標(biāo)高之上,出露標(biāo)高為207～306m,礦體與圍巖無明顯界限,沿層間擠壓破碎帶呈不規(guī)則的似層狀、脈狀、透鏡狀產(chǎn)出,沿傾向及走向具有膨縮、分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等特征。如何對該礦現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理開采和利用、降低礦床開采中損失率和貧化率、防止浪費(fèi)和破壞、保護(hù)資源和環(huán)境、走可持續(xù)發(fā)展的道路,是目前亟待解決的問題。

1 采礦方法存在的主要問題

主要工業(yè)礦體賦存于北西向?qū)娱g擠壓破碎帶中,礦石的硬度系數(shù) f=6～13,平均 f=8,屬于中等穩(wěn)固;頂板圍巖 f=10～15,穩(wěn)固;因頂板和礦石都屬炭質(zhì)絹云石英片巖,常常隨著礦體厚度的增大炭質(zhì)絹云石英片巖中的含碳量亦增大,硬度系數(shù)及穩(wěn)固程度降低,有些地段穩(wěn)固性極差。另外距斷層近的部分礦體厚大,頂板及礦體受斷層的影響,穩(wěn)固性降低,甚至極差。底板圍巖 f=8～14,屬中等穩(wěn)固。礦體平均體重為 2.77t/m3,松散系數(shù)為 1.71,自然安息角為 34°～40°。圍巖平均體重為 2.65t/m3,松散系數(shù)為 1.7。

A1主礦體在 w10～w18勘探線,175m標(biāo)高以上的區(qū)段,礦體傾角 ＞70°,礦體厚度 ＞18m,主要采用階段礦房法回采(見圖1),深孔落礦,電耙溜井出礦。這種采礦方法具有采場生產(chǎn)能力大、回采速度快、采礦成本低、工藝易于掌握、回采作業(yè)安全等顯著特點(diǎn),在礦山生產(chǎn)初期,三級礦量不平衡、供礦不足的情況下,對生產(chǎn)起到過積極的作用。但該法也存在著一些缺點(diǎn):如礦體距地表較近(＜35m),因一次爆破藥量大,造成頂板易破壞,出礦過程中地表塌陷,廢石混入;間柱回收困難,甚至間柱兩側(cè)都有地表塌陷的廢石混入,造成不能回收,完全損失;鑿巖天井布置在礦房中央不夠合理,第一、第二層鑿巖硐室容易塌落;深孔施工質(zhì)量不理想,部分設(shè)計(jì)孔施工不到位,引起大塊率增加,特別是下盤深孔施工不到位,除本層不到位部分礦石采不下來外,還影響以上各層相應(yīng)部位的礦石回采,造成一次、特別是二次損失和貧化指標(biāo)居高不下。為了確保礦房上盤不破壞,地表不塌陷,大幅度降低損失和貧化率指標(biāo),該礦從 1996年開始,對水平深孔落礦階段礦房法的結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn),并在210m中段的 2112礦塊、175m中段的 3113、3114礦塊進(jìn)行了試驗(yàn)和推廣,到目前為止,取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),為階段礦房法在該礦的應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

圖1 原采場結(jié)構(gòu)

2 淺孔切頂扇形中深孔回采的階段礦房法

2.1 采準(zhǔn)切割

礦塊的地質(zhì)條件及實(shí)際布置與構(gòu)成要素和水平深孔落礦的階段礦房法一樣(見圖2),其差異在于礦房內(nèi)不布置中央鑿巖天井和鑿巖硐室,而是在礦房兩側(cè)沿礦體底板和底板傾角一致布置中深孔鑿巖斜井;為了降低底板礦石的損失,中深孔鑿巖斜井一半高度要布置在下盤圍巖內(nèi);為了降低中深孔的鑿巖深度,提高鑿巖效率,鑿巖斜井間距控制在 20m。在人行通風(fēng)天井內(nèi),按設(shè)計(jì)標(biāo)高向淺孔留礦法礦房內(nèi)掘聯(lián)絡(luò)巷。采準(zhǔn)切割工程規(guī)格見表1。

圖2 改進(jìn)后的采場

表1 采準(zhǔn)切割工程的規(guī)格

2.2 回采作業(yè)

(1)淺孔切頂回采。在完成切割工程后,采用7655型鉆機(jī)鑿巖,倒階梯式順序?qū)⒌V體上盤 3～4m厚,長 42m的頂部礦體按淺孔留礦法的形式全部切采下。切頂過程中要控制電耙出礦和采場空間高度的協(xié)調(diào),保持適度的采場空間高度。切頂采下來的礦石出到耙道上水平,以保護(hù)深孔爆破沖擊波對電耙道的沖擊,此出礦工作完成后,即可進(jìn)行中深孔回采。

(2)扇形中深孔回采、出礦。鑿巖使用 YGZ-90型鑿巖機(jī)配雪橇式圓盤鉆架鉆鑿垂直扇形中深孔?？讖?54～80mm,水平深孔沿礦體底板線以上0.25m向上按 3°～5°施工,垂直深孔及其它大角度深孔的孔底距切頂空區(qū)保持 0.6～0.8m的距離。鑿巖參數(shù)為:最小抵抗線 1.2m,炮孔密集系數(shù)孔底為 1.67、孔口為 0.35?；夭蓵r兩個鑿巖斜井內(nèi)的同排中深孔同段同時起爆,為了降低爆破沖擊波對耙道及頂板的破壞和為后續(xù)爆破提供補(bǔ)償空間,第一、第二次爆破每次分段爆 3～5排中深孔,以后每次分段爆破 5～10排中深孔。爆破材料采用 2#巖石炸藥。爆破網(wǎng)絡(luò)為電雷管引爆分段導(dǎo)爆管與孔內(nèi)的導(dǎo)爆索復(fù)式反向起爆網(wǎng)絡(luò)。出礦采用 2PDJ-30KW電耙,0.5m3耙頭出礦。

2.3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比

通過改進(jìn)和優(yōu)化,對回采距地表較近,頂板易于破壞的厚大礦體取得了良好的效果。在相同地質(zhì)條件下,改進(jìn)方案多項(xiàng)指標(biāo)都有較大改進(jìn),其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表2。改進(jìn)一個礦塊就可以多回收 4000 t以上礦石,在此區(qū)域 7個礦塊可以多回收礦石30000t,由此可見改進(jìn)后所獲得的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。

表2 改進(jìn)前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

3 結(jié) 論

(1)改進(jìn)后的方案在 3114礦塊的應(yīng)用表明,此方案在技術(shù)上是可行的,在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。

(2)改進(jìn)方案不但有效降低了礦房的損失和貧化指標(biāo),而且為礦柱的回采創(chuàng)造了條件,必將有效降低礦柱回采的損失和貧化指標(biāo)。

(3)因改進(jìn)方案采下礦石的大塊率低,改善了耙道的出礦條件,提高了礦塊的生產(chǎn)能力,降低了二次破碎的炸藥消耗。

(4)改進(jìn)方案切頂回采爆破震動小,保護(hù)了頂板的安全,防止了地表的塌陷,為雨季礦山生產(chǎn)安全和頂?shù)字伴g柱的回采創(chuàng)造了有利條件。

(5)改進(jìn)方案也存在著切頂速度慢,采切比高的缺陷,有待進(jìn)一步改善。

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2010-04-23)

胡貴如(1963-),男,河南南陽人,工程師,主要從事礦山技術(shù)工作,Email:hgr8763@163.com。