丰山铜矿北缘安全回采的探讨

杨 坤,张纯锋

(大冶有色金属公司丰山铜矿, 湖北阳新县 435232)

丰山铜矿北缘安全回采的探讨

杨 坤,张纯锋

(大冶有色金属公司丰山铜矿, 湖北阳新县 435232)

根据丰山铜矿北缘-200m中段-13线至-12线矿块的现状,对该块段采矿方法进行优化,并对采场出现的问题提出了解决措施与建议,以确保该块段能安全、经济的回采,减少资源的浪费。

采矿方法;尾砂充填法;顶板管理;安全回采

1 概 况

丰山铜矿北缘-200m中段-13线至-12线矿块为大理岩型矿石,矿石矿物共生组合为黄铁矿-黄铜矿,黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿等。大理岩硬度系数f=6～8,平均体重2.86t/m3,在矿体中占25%。从北缘-200m中段-13线,-194m底部结构现场的岩石情况看,该矿块大理岩石有蚀变(绿泥石化,蛇纹石化等),质地较松软,极不稳固。

丰山北缘-200m中段西部矿块采用壁条柱上向分层尾砂充填采矿法,其底部结构是在2004年至2005年形成的,该盘区从-16线拉底到-13线时,从-13线运输沿脉的揭露情况看,该地段为大理岩型矿体,岩石极为破碎,采场内片帮冒顶时有发生,如-13线材料井上掘15m左右就垮塌无法施工、-13线滤水井的整个联道发生冒顶垮塌、-13线下盘沿脉多处边帮有较大裂隙,回采作业安全较差,因此在2005年底此处底部就被搁置,没有再进行采切工程施工。

2 采矿方案的优化

丰山北缘-200m中段-16线至+14线矿块原采用壁条柱上向分层尾砂充填采矿法,矿块垂直走向布置,矿房宽度6m,矿柱宽度3m,只回采矿房,矿柱不考虑回采,分层回采高度2.0～2.5m,采用铲运机出矿,分层尾砂充填。此采矿方法的缺点就是矿房暴露面积过大,矿柱得不到回收,矿石损失过大,如图1所示。

图1 壁柱式上向分层尾砂充填采矿方法

综合考虑到北缘-200m中段-13矿块地质条件及安全现状,在原采矿方法上进行优化,减少采场的暴露面积,以便安全、经济、灵活的回采该地段的矿石。决定采用上向分层点条柱进路尾砂充填采矿法。

2.1 矿块布置及构成要素

矿块垂直走向布置,矿块长度为矿体厚度,矿房、矿柱间隔布置,矿房宽3m,矿柱宽3m,在岩石情况好的情况下将矿柱布置成点柱,点柱为3m×3 m,点柱中心间距4～5m,底柱高6m,不留顶柱。50m划分1个矿块,矿块共8个矿房、8个矿柱,形成独立的采、出、充回采循环,见图2。

2.2 采准、切割工作

在中段运输水平布置脉内运输平巷,在-13～-12线矿块内布置一条充填通风天井、1条斜坡道、2条溜井(原-13线溜矿井可以利用)、2条滤水井(其中斜坡道可以改为作滤水井用),在矿体较稳固地段沿走向掘铲运机出矿联络道。

图2 北缘-200m中段-13～-12线矿块采切工程布置

切割工作是在采场底柱上方沿走向掘拉底平巷(宽3m,高3m);然后在拉底平巷垂直切割矿房,形成完整的拉底层,作为回采崩矿的自由面。

2.3 回采工作

采用YT-27型凿岩机凿2～2.5m深的水平炮孔,炮孔排距(最小抵抗线)0.8～1.0m,炮孔间距0.8～0.9m。根据本矿的矿岩特点,采用炮孔交错排列。严格控制采场周边的炮孔,防止破坏上、下盘围岩与矿柱,控制采幅,以减少落矿的损失、贫化。从切割拉底层开始自下而上逐层回采,一个矿块实行一步骤回采,即将矿块内矿房及矿柱回采部分作为一个回采单元,回采工作面呈阶梯式推进,同一矿块内的矿房回采基本保持同步,每次回采高度2.0～2.5m。

采用WJD-1.5型铲运机将崩落矿石运至采区溜井。

采场通风的风速不得低于0.15m/s,新鲜风流经中段运输平巷、联络道到滤水人行井,清洗工作面后的污风经采场的充填通风天井到上中段回风巷,采用抽出式通风。为保证采场的通风效果,在采场的充填通风天井口处安设一台局扇加强通风。

2.4 充填工作

根据围岩稳固情况可采用一采一充的充填工艺,即回采一个分层充填一次,充填前应将顺路溜井和泄水井加高,在出矿联络道设立充填隔墙,准备工作就绪后开始用分级尾砂进行充填,充填高度为分层回采高度,采场内一般采用Φ(100～120)mm塑料软管作充填管。

2.5 顶板管理

在每次崩矿后,应对采场顶板要进行严格检查和撬毛工作,对局部节理裂隙较发育的地段用锚杆支护及圆木临时支护;出矿后迅速进行充填,尽量减少矿体上盘的暴露时间。在构造裂隙发育密集带及其风化带附近,矿岩完整性差,稳固性不好,个别地段发现有挤压构造破碎带,在开采过程中,要加强地压监测和观察,以防止出现冒顶、片帮等事故。

2.6 采切工程量及施工顺序

该矿块采切工程量见表1。

表1 矿块采切工程量

本次设计是在原有北缘-13线底部结构的运输沿脉的基础上进行,为了节省采切工程的投资,缩短底部结构的拉底周期,尽量利用现有的采切工程。

(1)接通-194m-13线运输沿脉底部的照明,对原有-13底部结构的巷道进行撬毛,处理巷道顶板及边帮的浮石,对-13线底部东西沿两端已经垮塌的沿脉进行封堵。进行喷砼支护,再进行锚杆条网联合支护,为了保证底部采切工程的安全,最后再进行二次喷砼支护,支护厚度要求50mm,以喷砼料全部覆盖锚杆条网方网为合格。-194m-13线溜矿井处往西9m的沿脉岩石极为破碎,由于此处要停放铲运机,为了保证人员及铲运机的安全,对此处用钢支架支护。

(2)对-200m中段-13线的运输穿脉进行二次喷砼支护,局部破碎地段进行锚杆条网支护。

(3)对-200m中段-13线的溜矿井的放矿硐室进行整改,安装5kW放矿振动电机。

(4)对-194m原有的13线底部结构巷道的碴石进行人工清理,预计清理量为225m3。

(5)测量部门对原-194m底部结构进行实测,地质部门圈定底部结构的矿体,采矿部门根据测量、地质部门的实测图布设好采场底部结构。

(6)尽量在矿体下盘岩石较好的地段向两端拉开脉内运输沿脉,并按设计进行切割工程的施工。(7)根据采场底部结构的揭露情况及岩石的安全稳固情况,合理布置充填通风天井。

3 结 论

丰山铜矿北缘-200m中段-13线至-12线矿块地质矿量170604t,平均地质品位0.71%,金属量1208.83t。通过以上优化工作,结合矿山实际生产情况,矿山生产将能取得预期技术经济指标:矿石损失率20%～25%、矿石贫化率10%、采场生产能力135t/d。

[1]杨仕教,古德生,等.丰山铜矿北缘采区矿岩稳定性分级的灰色聚类方法研究[J].矿业研究与开发,2004,24(1).

[2]鲍侠杰.丰山铜矿北缘采场稳定性研究[J].矿业研究与开发,2004,24(6).

[3]程治华,各 方.丰山铜矿开拓工程的优化[J].采矿技术,2004,4(4).

2009-09-01)

杨 坤(1971-),男,广西全州人,工程师,主要从事采矿技术与管理,Email:yingzhingyong@126.com。