毛 勇,楊 坤

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435232)

豐山銅礦零星小礦體回采實(shí)踐

毛 勇,楊 坤

(大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435232)

根據(jù)豐山銅礦的開(kāi)采現(xiàn)狀，針對(duì)零星小礦體的賦存條件，分別采用巷道式淺孔擴(kuò)壓采礦法、無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法、淺孔留礦與中深孔聯(lián)合采礦法、中深孔分段嗣后充填采礦法等多種采礦方法進(jìn)行回采，實(shí)踐應(yīng)用表明，2014年共回收零星小礦體10.77萬(wàn)t，采礦綜合損失率下降9.9%，貧化率下降6.9%，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

零星礦體；無(wú)底柱淺孔留礦；嗣后充填；貧損指標(biāo)

0 前 言

豐山銅礦是一座開(kāi)采40余年的中型老礦山，井下開(kāi)采分南、北緣礦帶兩個(gè)部分，生產(chǎn)規(guī)模為年采選礦石80余萬(wàn)t，主要產(chǎn)品為銅精礦、鉬精礦。

經(jīng)過(guò)多年連續(xù)開(kāi)采，露天生產(chǎn)的消失，礦山淺部可采資源已消耗殆盡。井下南緣礦體隨著開(kāi)采深度的延深礦體在逐漸變小、原礦品位也在逐漸下降。截止到2013年7月，南緣-320 m中段以上保有地質(zhì)礦量?jī)H為131萬(wàn)t，其中，南緣主礦體僅為60萬(wàn)t，主要剩余的是邊端部及下盤零星小礦體，南緣保有礦量不足已成為制約礦山持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此，急需探明并合理回收南緣零星小礦體的資源儲(chǔ)量，以彌補(bǔ)南緣產(chǎn)量不足，確保南、北緣礦帶產(chǎn)量均衡，滿足礦山近期生產(chǎn)的需要。

1 零星小礦體地質(zhì)概況

豐山銅礦礦床圍繞著花崗閃長(zhǎng)斑巖體呈環(huán)帶狀分布，礦體主要分布于巖體南緣、北緣與大冶組灰?guī)r接觸帶中，因而分為南緣礦帶和北緣礦帶。南緣+10線以東，北緣6線以東均為引爆角礫區(qū)，區(qū)內(nèi)巖性復(fù)雜，大理巖、矽卡巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖都大量存在，接觸交代形成的礦體經(jīng)爆破作用破壞后，形成了很多零星小礦體。地勘時(shí)期的勘探工程網(wǎng)度稀，很多小礦體未能控制。礦體走向大多與主礦體或主接觸帶方向一致，厚度由幾米到十幾米不等；礦體形態(tài)多以小扁豆?fàn)?，小礦囊、小礦巢及小礦脈產(chǎn)出。礦體分布零亂，有的賦存于主礦體上、下盤的接觸帶附近；或賦存于倒貫巖枝與主巖體交會(huì)部位；有的賦存于從下向上侵入巖枝與主巖體交會(huì)形成的半封閉構(gòu)造處；有的賦存于遠(yuǎn)離主礦體的大理巖與火成巖接觸帶附近，以及破碎角礫巖中。礦石類型主要為含銅矽卡巖、含銅大理巖、含銅角礫巖和含銅火成巖等。地勘時(shí)期探獲的編號(hào)小礦體的銅金屬量為24355 t，平均品位0.846%；鉬金屬量為174.4 t,平均品位0.016%。未編號(hào)小礦體的銅金屬量為3408 t，平均品位1.24%。所見(jiàn)礦體多為一孔之見(jiàn)，大部分小礦體的延長(zhǎng)延深都沒(méi)有控制。

2 采礦方法的選擇

2.1 巷道式淺孔擴(kuò)壓采礦法

巷道式淺孔擴(kuò)壓采礦法(見(jiàn)圖1)主要應(yīng)用于南緣10線以東-50 m標(biāo)高以上較薄的脈狀小礦體的開(kāi)采，礦體厚度一般在2～4 m，延伸高度一般在6 m左右。在礦體中沿礦體走向探采結(jié)合布置回采巷道，巷道斷面2 m×2 m,同時(shí)在巷道兩側(cè)間隔布置探礦巷道，探明礦體邊界，最后后退式刷幫、挑頂進(jìn)行回采，采場(chǎng)寬度一般在4.0 m左右。若礦體較為厚大，則垂直礦體走向間隔3 m左右布置多條回采巷道，后退式回采時(shí)，相鄰回采巷道留2 m×2 m點(diǎn)柱，巖石穩(wěn)固性差的地段可留條柱；若礦體延伸高度大于6 m,可預(yù)留5 m左右頂?shù)字贾酶街卸危然夭筛街卸?，再回收頂?shù)字街卸闻c分段分別布置人行井、礦溜井、斜坡道連接，確保兩個(gè)安全出口，采用耙渣機(jī)配合0.7 m3礦車或無(wú)軌設(shè)備出礦。經(jīng)測(cè)算，該采礦方法年回收零星小礦體2.31萬(wàn)余t，采礦損失率、貧化率均在5%左右，綜合出礦銅品位為0.78%。

2.2 無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法

該采礦方法(見(jiàn)圖2)主要應(yīng)用于埋藏深度超過(guò)分段高度的零星小礦體，當(dāng)?shù)V體厚度≤6 m時(shí)，礦塊沿走向布置，礦塊長(zhǎng)度為礦體走向長(zhǎng)度，一般50 m為一個(gè)礦塊，寬度為礦脈水平寬度，階段高度12 m，不設(shè)頂?shù)字划?dāng)?shù)V體厚度>6 m時(shí)，礦塊垂直走向布置，礦塊劃分為礦房和礦柱，礦房寬度4～6 m，長(zhǎng)為礦脈水平寬度，階段高度12 m，間柱寬度2～4 m，巖石穩(wěn)固地段可留2 m×2 m點(diǎn)柱，不設(shè)頂?shù)字?/p>

圖1 巷道式淺孔擴(kuò)壓采礦法

(1) 采準(zhǔn)切割。采準(zhǔn)切割工程主要有沿脈平巷、采準(zhǔn)天井、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、出礦聯(lián)絡(luò)道，階段運(yùn)輸平巷一般沿礦體下盤脈外布置，離礦體距離為4～6 m。為了節(jié)省采切工程量，盡可能利用已有的探礦巷道作為采切巷道實(shí)施探采結(jié)合工程，補(bǔ)充采切巷道。采場(chǎng)布置兩個(gè)采準(zhǔn)天井，用于行人通風(fēng)等，規(guī)格為1.5 m×1.5 m,傾角一般與礦體傾角一致，每隔垂高5 m開(kāi)鑿斷面為2 m×2 m的人行聯(lián)絡(luò)巷道通往采場(chǎng)。切割工作主要包括掘進(jìn)拉底巷道，形成拉底空間，同時(shí)形成放礦通道，為回采工作開(kāi)辟自由面。首先從運(yùn)輸平巷每隔6 m垂直礦體走向掘進(jìn)出礦進(jìn)路，到達(dá)礦體內(nèi)后，在靠近礦體的下盤脈內(nèi)，沿礦體走向掘進(jìn)2 m×2 m的切割拉底平巷，然后向上盤擴(kuò)大到礦體界線，形成拉底高度為2 m的拉底空間，為回采創(chuàng)造基本的條件。

(2) 回采工作。包括鑿巖、爆破、通風(fēng)、局部放礦、撬頂及平場(chǎng)、最終放礦等?；夭晒ぷ髯韵露戏謱舆M(jìn)行，分層高度為2 m。作業(yè)人員在漏斗井內(nèi)崩落礦石堆上鑿巖，上向炮孔深度一般為1.3～1.5 m，炮孔間距0.8～1 m。炮孔排列形式根據(jù)礦脈厚度和礦巖分離的難易程度確定，控制好鑿巖爆破參數(shù)。嚴(yán)格控制采場(chǎng)周邊的炮孔，防止破壞上、下盤圍巖與礦柱。認(rèn)真控制采幅，減少落礦的損失、貧化。每次爆破后的局部放礦量大約為爆破礦量的三分之一。工人在眉線口處采用耙渣機(jī)出礦，礦房?jī)?nèi)暫留礦石，使回采工作面保持2～2.5 m空高。

(3) 充填。利用上分段探礦坑道作為充填巷道，根據(jù)采空區(qū)形態(tài)適當(dāng)布置充填聯(lián)道，將預(yù)先堆存的采切工程廢石倒入采空區(qū)干式充填，做到廢石不出坑，節(jié)約了廢石提升、運(yùn)輸成本。

(4) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)測(cè)算，該采礦方法年回收零星小礦體3.46萬(wàn)余t，采礦損失率為10%左右，貧化率為8%左右，綜合出礦銅品位為0.75%。

2.3 淺孔留礦與中深孔聯(lián)合采礦法

該采礦方法主要應(yīng)用于端部的零星小礦體回采。因端部零星小礦體相對(duì)孤立，上下分段一般沒(méi)有對(duì)應(yīng)采準(zhǔn)工程，作業(yè)分段礦體平面特征探明后，可在礦體中間采用中深孔圓盤鉆機(jī)向上探礦，如果礦體向上延伸高度超過(guò)或接近分段高度，則應(yīng)在上分段適當(dāng)布置采準(zhǔn)工程，采準(zhǔn)工程兼顧探礦、充填需要。此外，在礦體下部分段附近布置水平鉆進(jìn)行探礦，如果礦體向下延伸超過(guò)或接近分段高度，則應(yīng)在下分段適當(dāng)布置采準(zhǔn)工程。

南緣-200 m分段-10線礦體是在探采結(jié)合工程中揭露的零星小礦體，該礦體下部?jī)A角較緩，前期探礦井揭露礦體向上延伸高度僅有4～5 m,擴(kuò)壓采礦過(guò)程中揭露礦體在東西方向出現(xiàn)延伸，于是暫停擴(kuò)壓采礦，沿礦體傾向擴(kuò)壓形成斜坡道，上部礦體逐漸厚大，在-195.5 m水平布置探礦巷道，采用中深孔圓盤鉆機(jī)垂直布置上向孔探礦，礦體在高度上也出現(xiàn)了延伸，揭露礦體走向320°左右，礦體傾向西北，礦體下部?jī)A角40°，上部?jī)A角70°，礦體厚度為18 m左右，礦體延伸高度約6～12 m。礦體形態(tài)為紡錘狀呈品字形位于距接觸帶不遠(yuǎn)的花崗閃長(zhǎng)斑巖中，礦體為矽卡巖型礦體，中等穩(wěn)固，含銅品位在1.569%左右。

(1) 采礦方法的確定。由于南緣-200 m分段-10線礦體下部礦體傾角較緩，礦體下部至中部在沿礦體傾向探礦過(guò)程中形成斜坡道將-200 m分段與-195.5 m水平采場(chǎng)連接。如上部礦體繼續(xù)采用淺孔留礦法采礦，需要新增行人通風(fēng)天井、出礦聯(lián)道等采準(zhǔn)工程，而且回采周期變長(zhǎng)，安全隱患大，出礦過(guò)程中部分采空區(qū)內(nèi)礦石無(wú)法充分回收，因此將此礦塊采用中深孔和淺眼擴(kuò)壓采礦相結(jié)合的回采方式進(jìn)行回采。即上部礦體在-195.5 m水平采場(chǎng)布置扇形中深孔與束狀中深孔進(jìn)行回采，上部礦體回采完畢后，對(duì)下部探礦巷道頂板殘留礦體、礦柱采用阿特拉斯281掘進(jìn)臺(tái)車擴(kuò)壓采礦。

(2) 采準(zhǔn)切割。采準(zhǔn)切割工程主要有沿脈平巷、采準(zhǔn)天井、采場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道、出礦聯(lián)絡(luò)道等。沿脈平巷已形成，南緣-200 m分段-10線礦塊已布置兩條沿礦體走向探采相結(jié)合的進(jìn)路，規(guī)格3.8 m×3.1 m。-200 m分段與-195.5 m水平連接斜坡道長(zhǎng)度28 m。在副中段布置切割工程、溜礦井，在-195.5 m水平采場(chǎng)、斜坡道布置扇形中深孔與束狀中深孔進(jìn)行回采。

(3) 回采工作?；夭晒ぷ靼ㄖ猩羁?、爆破、通風(fēng)、局部放礦、撬頂及平場(chǎng)、最終放礦等。在-195.5 m水平副中段開(kāi)始實(shí)施中深孔爆破，前9排中深孔爆破后，鏟運(yùn)機(jī)自斜坡道進(jìn)入副中段通過(guò)溜礦井供礦，后8排中深孔爆破后,由鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入斜坡道口供礦。-200 m分段中間礦柱回可事先布置好炮孔，副中段回采完畢后，下部礦體由阿特拉斯281掘進(jìn)臺(tái)車進(jìn)行擴(kuò)壓采礦回收。

(4) 采空區(qū)處理。由于南緣-200 m分段-10線礦體是獨(dú)立盲礦體，采空區(qū)采區(qū)封閉隔離處理。

(5) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)測(cè)算，該礦塊全年安全回收礦石1.45萬(wàn)t，采礦損失率為5%左右，貧化率為8%左右，綜合出礦銅品位為1.52%。

3 效益分析

豐山銅礦零星小礦體回采實(shí)踐以來(lái)，針對(duì)不同的礦體賦存條件及相對(duì)位置關(guān)系分別采用了巷道式淺孔擴(kuò)壓采礦法、無(wú)底柱淺孔留礦嗣后充填采礦法、淺孔留礦與中深孔聯(lián)合采礦法、中深孔分段嗣后充填采礦法等多種采礦方法進(jìn)行回采，2014年實(shí)踐應(yīng)用表明，全年共回收零星小礦體10.77萬(wàn)t，綜合出礦銅品位為0.998%。采礦綜合損失率和貧化率均為7.6%，采礦綜合損失率比原采礦方法計(jì)劃核定指標(biāo)下降了9.9%，貧化率比計(jì)劃核定指標(biāo)下降了6.9%，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。礦塊技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 零星小礦體回采技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

[1]谷中元.分段空?qǐng)龇ㄔ谌罍翔F礦中的應(yīng)用[J].有色金屬(礦山部分)，2012,64(3)：26-29.

[2]劉 軻，張明武，王 鵬.無(wú)底柱空?qǐng)龇ǖ难芯颗c應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2009,7(1)：20-22.

[3]程站明.銅山礦業(yè)公司殘礦回收實(shí)踐[J].有色礦冶，2009(10):56-57.

[4]周玉貞，朱 徹.前常銅鐵礦淺部賦存小礦體開(kāi)采方法[J].礦業(yè)快報(bào)，2008(4)：79-80.

[5]路增祥.零星礦體的斜井探采方案[J].有色礦山，1997(1)：14-16.

2017-03-17)

毛 勇(1977-)，男，湖北羅田人，工程師，主要從事工程測(cè)量及采礦技術(shù)管理工作，Email：844682162@qq.com。