平底结构浅孔留矿法在乔矿西矿区的使用

张巧云

新疆富蕴乔夏哈拉金铜矿业有限公司

新疆富蕴乔夏哈拉金铜矿业有限责任公司西矿区，为铁铜矿体。前期开采方式都是井采，所用采矿方法为有底柱的浅孔留矿法，矿房结束后，对矿柱回收难度大（尤其是底柱积压很大矿量），综合回收率低（不到 70%）。为了提高综合回收率，有必要对原有的采矿方法的底部结构进行优化。

1 开采技术条件

西矿区的矿体分布在玄武安山岩或角闪玢岩的北侧，岩石为绢云母片岩、大理岩以及同矿体紧相连的矽卡岩。

含铜磁铁矿绝大多数生在蚀变闪长岩或角闪斜长玢岩的顶板上的矽卡岩内，有具规模的 8 个矿体，即 Fe1、Fe2、Fe3、Fe4、Fe5、Fe6、Fe7、Cu1 矿体。矿体多呈不稳定似层状、扁豆状、多枝状，在矿带中断续平行分布，也有互相重迭。Fe1 位于该矿区的最西端，走向长度 264m，最大倾斜延伸为 75m，呈脉状，走向 104°，倾角 68°。矿体厚度1.11－13.8m。其它矿体走向长度、最大倾斜延伸、走向、倾角、矿体厚度均不完全相等。

1.1 水文地质条件

矿床处于侵蚀基准面以上，位置高，矿区降水少，远离地表水体，属坚硬裂隙岩层中的贫水矿床，补给来源缺乏，属水文地质较简单型。

1.2 工程地质条件

矿体顶底板围岩主要为各类矽卡岩，部分地段为闪长岩、闪长玢岩、凝灰岩、岩石属坚硬岩石，岩石坚硬稳固，开采条件较好。

1.3 矿体物理力学性质

矿石平均体重 3.98t/m3,松散系数 1.57，矿岩硬度 f＝8－12，矿岩不具备自燃和结快性。

2 对现有采矿方法进行优化

从开采技术条件可知，矿体厚度在 15m 以下，矿体属于急倾斜中厚矿体，矿岩稳固性好，不具备自燃和结快性，较适合选用浅孔留矿法。在原有底柱留矿采矿法的基础上，对底部结构进行优化：采用无底柱的平底底部结构，采场运输平巷及出矿巷道布置在脉外，采用无轨运输设备运输，如图一所示。

图一 无底柱平底结构浅孔留矿法示意图

2.1 结构参数

矿块沿矿体走向布置，长度 50m 左右，阶段高 40m，宽度为矿体的厚度，矿房留间柱 6m，顶柱 3～4m。

2.2 采准切割

采准工作包括中段脉外运输巷、人行通风天井、天井联络巷、采场联络道、脉外出矿巷道，脉外运输巷道每 7－8m一条。

切割工作主要是掘进 2×2m2切割平巷，切割平巷与脉外运输巷及出矿巷道在同一水平。

沿天井垂直方向每隔 5m 向两侧掘进联络道，采场两端联络道在高程上可错开布置，随着回采工作面的逐步提高，各联络道与两边矿房依次贯通。回采作业的全过程中，必须确保采场两侧的联络道有两个与天井相通，以满足作业人员进出采场及通风需要。

主要巷道断面：中段脉外运输巷2.8×2.8m2，出矿巷道2.4×2.6m2、拉底巷道2×2m2、天井1.6×1.8m2，联络道1.6×1.8m2。

2.3 回采工艺

矿房回采分层进行，用7 655 型或 YT-28 型凿岩机凿上向或倾斜炮孔，孔径 38～42㎜，孔距 0.8×0.8m 或 1×1m，孔深 2m,梅花型面孔，人工方式装药。装药爆破后将崩落的矿石放出三分之一左右，使其凿岩工作面保持在 2m 的空间，局部放矿后检查顶板，处理浮石，平整场地，为下一循环做好准备。

2.4 矿石运搬

用 XYWJD-1 型电动铲运机，从脉外出矿巷道将矿石铲装至载重 2t 的电动自卸车中，运至斜井卸矿处，通过斜井将矿石提升至地表。

2.5 矿柱回收

顶柱可在矿房回采完前，用 YG－90 或 YGZ-90 型凿岩机向上凿中深孔，将炮眼凿完，一次性装药爆破。

对间柱回收要视情况可连续回收或间隔回收，在天井联络道用 YG－90 或 YGZ-90 型凿岩机钻凿扇形中深孔，一次性装药爆破。

2.6 大量放矿

整个矿房回采结束后，应组织力量集中放矿，避免采场围岩因暴露时间过长塌落而引起矿石贫化。

2.7 损失、贫化指标

参照类似矿山实际生产资料，并结合矿山实际情况，取矿房回采损失率 10%，贫化率 10%；矿柱回采损失率 30%，贫化率 25%。则矿块综合回收率为 86%，贫化率为 10.9%。采切比 3.5m/kt 或 17.3m3/kt。

3 平底结构留矿采矿法的应用实例

我们在本矿区 945 中段 9 号采场应用了平底结构的浅孔留矿法。9 号采场位于 3—7 线之间，矿块长约 50m，阶段高40m。矿体上盘为闪长岩，下盘为凝灰岩。矿石及围岩较稳固，倾角 53°～72°，矿体平均厚度 10.6m。原矿 TFe 品位27.1%，Cu 品位 0.32%，矿块矿量 68030.4t,其底部结构如图二所示。

图二 945中段9号矿房平底结构浅孔留矿法

由于采用了无轨运输设备，此法在采准、切割、回采、矿石运搬及对矿柱的回收诸方面都凸显其优点，提高了矿块综合回收率，也提高了该公司的综合经济效益。

[1]采矿手册编辑委员会：《采矿手册》北京 冶金工业出版社，1990年

[2]陈放：《矿山采矿手册》北京 冶金工业出版社，2006年

[3]解世俊：《金属矿床地下开采》北京 冶金工业出版社，1986年

[4]《采矿设计手册》中国建筑工业出版社，1989年

[5]《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006