黄沙坪残矿回采技术探讨

周忠平，徐 勇

(1.湖南有色金属股份有限公司黄沙坪矿业分公司，湖南郴州 424421;2.湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100)

湖南有色金属股份公司黄沙坪矿业分公司1967年建矿投产，是我国重要的铅锌生产基地;其采矿方法主要选用上向水平分层干式充填法，也试用了留矿法、深孔崩落法等方法。经过46 a的开采，矿井的生产重点逐步转向中深部;而在56 m中段至346 m中段的中段，遗留下来的边角余矿、零星小矿体、开采难度较大的顶底柱矿体及民采残留矿等，其矿石品位也较高。据生产资料统计，至2012年有铅锌残矿采场还可回收的约100多个，其矿石总量100万t以上。因此，如何选用正确的回采技术、重新开发“老区”，尽最大可能回收有限的矿产资源，延续矿山服务年限，在市场经济条件下，显得尤为重要［1～5］。

1 铅锌残留矿体回采工艺简介

残留铅锌矿回采属于二次或多次开采，其回采工艺除需要适应第一次开采时采矿方法的选择外，还要适应再次回采的特点。要因地制宜，随着现场条件的变化而调整回采工艺［6，7］。目前，黄沙坪矿业分公司残留铅锌矿的回采工艺经过近十多年的实践，其采矿技术已逐步完善、成熟，其中，以下四种采矿方法使用最为频繁。

1.1 分采充填采矿法

沿着矿脉往前下方拉底，然后再扩开，利用电扒或用人工直接担，从平巷平面以下将矿依次分层转运至平巷，倒入矿车，最后将采空区用废石充满。这种回收残矿方法适合于平巷以上矿已在第一次回采时采完、而在平巷平面以下还余少许矿的采场。如165 m中段石门11 1采场残矿回采。

1.2 分段矿房空场采矿法

从矿体下盘沿矿脉往上拉槽子，同时沿途铺设半筒的敞口铁皮筒或木块形成倾斜的溜槽，放炮后落下的矿直接通过溜槽溜入矿车(底部放矿、阶段崩落);这种回收残矿方法特别适用于倾角为30°～55°的倾斜矿体、倾角大于55°的急倾斜矿体或厚度在0.8 m以下的极薄矿体、厚度在0.8～4 m之间的薄矿体;回采时不需采掘围岩，从而最大限度控制贫化率。因行人与出矿共用一个出口，在安全上要特别注意，必须加强通风，同时须用安全绳或钢丝绳沿斜坡边邦悬挂固定作扶手，利于上下行人和采出矿作业;打钻过程中，钻工和扶钢钎两人均须系安全绳，防止高空坠落。如129 m中段石门10585#采场残矿回采。

1.3 全面空场采矿法

从矿体下盘沿矿脉往上边拉槽子边扩邦，慢慢形成环形的阶梯状绕道，放炮崩落的矿，自然落往下部采空区，再用人工担或斗车倒入放置在轨道上的矿车(底部放矿、阶段崩落)。这种回收残矿方法特别适用于倾角为5°～30°的缓倾斜矿体或厚度在0.8～4 m之间的薄矿体，回采时需采掘少量围岩。在安全上要注意，用安全绳或钢丝绳沿绕道悬挂一圈固定作扶手，以利上下行人和作业;打钻过程中，钻工和扶钢钎两人均须系安全绳，防止高空坠落。如129 m中段石门23S采场残矿回采。

1.4 上下(双向)滑轮采矿法

沿着矿脉先施工拉底，再扩开，落下的矿用人工装至皮桶内。其出矿方式是:用套索和钎子将一钢丝绳(主绳)沿一定斜坡度固定在运矿路线上方，同时在一侧安装一台小卷扬，一根钢丝绳(副绳)一端连接在卷扬机卷筒里，另一端通过单向滑轮连接钩子;用双向滑轮联接主绳和副绳，同时在副绳连接卷扬机处安装一单向滑轮;将装矿用的皮桶挂在钩子上，即可操作小卷扬直接从作业面将装好的矿拖倒至矿车。此回收残采矿主要适用于往下挑底、距轨道稍远的采矿点场，灵活机动性特强(如图1)。如200 m中段石门3盲采场残矿回采。

图1 上下(双向)滑轮采矿法

由于残留矿大小不一、赋存多样、距巷道远近或回采难度风险难度相异等，因此可根据残留矿实际情况，采取灵活多变、经济实用、工效高、见效快、适用性强的出矿、运矿方式，要尽最大可能减少事故发生，降低成本，提高工效。如简易金属漏斗出矿、木漏斗放矿等。

2 残矿回采主要存在以下问题

残矿回采主要存在以下问题:

1.大多数残留铅锌矿为顶底柱矿、盲矿、零星矿等，矿体规模相对较小，且多分布在边远地区或者废弃巷道，准备工作量大。

2.残留矿体之所以得以留下，是因为在当时安全形势下不具备回采条件，这就决定了残留矿体普遍具有围岩稳定性差，矿岩破碎的特性，在回采过程中安全管理难度较大。

3.老采空区具体资料不详，或者有技术台帐的老空区，其围岩的应力分布改变导致空区发生变化，以及非法采矿留下的未知空区等，给残留矿体安全回收带来大量隐患。

4.充填采矿法留下底柱，其回采受充填假底的稳固性制约。如假底施工质量差，回采时假底易破坏，上部充填骨料垮落，致使矿石大量贫化，甚至可能全面冒顶，采场报废，并给作业人员带来伤亡。

5.部分盲矿体赋存情况未知，导致回收时不能科学安排，需采用探采结合，同时准备工作量较大，生产组织管理难度相对大。

3 解决措施

针对以上问题可以从生产组织管理以及工程安全、技术措施等方面解决。

3.1 生产组织管理

黄沙坪矿业分公司237 m中段以上的铅锌残留矿，由于历史原因，自2006年底已逐步交由集体单位综合一厂负责回采至今。200 m中段以下的铅锌残留矿则由矿业分公司本部或引进的外包队进行回采。由于铅锌残留矿回采区域分布于十几个中段，战线长、作业面广、各采点情况不一，条件千差万别，因此，这三大回收铅锌残留矿的实体，其地质找矿、回采技术指导、服务、安全管理等工作均由公司生产技术部和地质部、安环部等部门统一负责;经过实践的摸索，总结形成了一套行之有效的残留矿安全生产管理模式。

1.公司统一部署、组织协调。对于黄沙坪矿业分公司所辖区域的所有矿种开采，明确黄沙坪矿业分公司一个法人代表。对铅锌残留矿的回采管理也各有侧重，其中综合一厂自负生产经营，但所回采残矿均须买给公司;公司下属单位及与公司鉴订了劳务合同的具有井巷作业资质的外包队，由公司统一下达年度、月度生产作业计划，并分别鉴订经济责任制和劳务合同，由公司统一组织生产安排。

2.成立专门从事残采性质的采矿单位。地质找矿、采矿技术和安全管理等服务工作由公司相关部门负责，现场回采由残采单位进行。在具体的生产组织结构中，各残采单位通常设置6～7人为一个生产作业班组，开展日常残采回收工作;当初成立单独的残采单位时，作业人员最开始是由部分职工带领公司内部子弟进行回采，2008年后根据国家有关政策全部由公司职工承担，内部子弟并入外包队务工;同时部分铅锌残采业务交由外包队，其所回采的铅锌残矿单独计量、取样，以略高于公司残采单位的单价予以回购，并接受公司及残采单位的监督管理。

3.有效的激励约束机制。由于铅锌残留矿回采难度大，安全风险高，成本投入多，为此，公司从多方面对铅锌残留矿的回采给予了一定的政策扶持、激励:(1)单价优先。残留矿采场回采比正规采场的单价高，以矿石品位高低论价，0.5%上下为一个价位，度数越高，价格也就越高，同时明确8%以下不计价，以确保有效益地组织生产;(2)由于各个残采点条件不一，对部分回采确实难度比较大的采场，辅以含硫补贴、高温补贴、二次转扒费，适度准备工班、材料部分核销等政策性补贴，从而保证了高风险高回报，有利于调动基层残采单位的积极性，促进残采的稳产高产，并尽可能地回采有限的矿产资源;(3)奖罚明确。明确一个保本产量和基本单价，如产量未完成，则按事实比例进行处罚，如产量超额完成，则按超额量，以一定的比例予以奖励，从而从制度上确保残采任务超计划完成;(4)适度找矿奖励。以提高残采单位找矿积极性，超前考虑采场接替，均衡生产。

3.2 残矿回采过程中安全技术措施

残矿回采过程中主要有以下的安全技术措施:

1.统一计划、统一安排回采相关工作。要实行先上后下、由远而近的回收顺序;上部中段超前于下部中段;实行前进式支护，后退式回采出矿。

2.回采矿柱或顶底柱采场时，必须先检查空区顶、底板安全和处理好松石，要使用好顶板监控仪，及时对顶板进行监控;必要时，可架设掩护支架，要控制好回采空间暴露面积，并采取必要的安全防范措施，切实可行地遵守有关安全技术操作规程。

3.加快作业进度。出矿时应集中人力，力争在短时间内完成出矿工作，减少人员在空区下的暴露时间;同时要随时观察采空区顶板的变化，一旦有异情，人员要及时撤离，等处理并稳定后，方能进入采空区作业。

4.二次回采充填采矿法留下的顶底柱作业中，要特别注意保护假底的完整。在回采过程中，要保证上采时压矿平整，在最后一层矿体回采时采用一次性施工好钻孔，分次爆破落矿方法;通过多打钻孔，少装药，采用不耦合装药，控制单次爆破药量，尽量减少爆破对假底的影响。

5.加强采场基础台帐管理，对空区情况及时测量并存档。回采前尽量收集采场以及空区资料台帐。

6.对于未知空区，在回采过程中对可疑空区施工超前钻孔，用水平钻或者长钢钎探明对所需作业的附近区域进行探明，提前预判空区情况。

4 社会和经济效益评价

黄沙坪矿业分公司铅锌残留矿回收从2003年开始至今已取得了良好的社会和经济效果。残矿回收采场生产能力900 t/d，矿石贫化率≤6.00%，残矿回收率≥88%，矿石生产成本比回收主体矿降低23%，因此，回收残矿年利润可达2 600多万元以上。同时社会效率明显，为公司部分子弟及周边区县提供了就业机会，促进了矿区稳定、和谐。

5 结语

黄沙坪矿业分公司目前正在－16 m中段以下深部基建，宝岭工程正在进行中，铅锌资源已近枯竭，为了确保企业经济效益，上部中段铅锌残留矿回收工作显得尤为重要。而受开采技术经济条件的制约，一次开采必须会造成各种各样的矿量损失。该公司十几年残留矿回收的实践证明，采取有效的技术安全措施，在结束的中段或矿山开采结束后，利用原有系统及部分工程对在一次开采过程中残留的矿石是可以充分回收的。铅锌残留矿石回收可以实现资源的充分利用，延长矿山服务年限，解决职工和公司子弟等就业问题，而且可以创造巨大的经济效益。在资源日益稀缺的今天，其意义更加深远，对步入矿产资源枯竭的矿山具有积极的借鉴意义。

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