缓倾斜矿体小断面切顶采矿技术在金渠金矿应用

景宏祥　贠洪波

【摘 要】金渠金矿S1矿体1575水平307采场由于受断层及其派生断层的作用，矿体在倾向上变缓，厚度叠加，形成中厚缓倾斜矿体。由于以前的矿体都是倾斜矿体，矿体产状发生变化，就决定了采矿方法也要发生一定的变化。文章针对中厚近水平矿体采矿方法进行探讨，可供赋存相近的矿体开采参考。

【关键词】缓倾斜；小断面放顶；采矿技术

河南金渠黄金股份有限公司金渠金矿矿区面积10.448平方公里，采选能力1100吨/日。1987年10月，经国家黄金局和三门峡市政府批准，金渠金矿开始筹建。2002年4月11日，注册成立了河南金渠黄金股份有限公司，是一家从事黄金矿山勘探、开采、选矿、冶炼为主业，以经营超硬材料系列产品及其上游产品的研究、开发、生产、为补充的现代化股份有限公司，隶属于中金黄金股份有限公司。

1520坑口S1矿体，由于受断层及其派生断层的作用，矿体在倾向上变缓，厚度叠加，形成中厚缓倾斜矿体。由于以前的矿体都是倾斜矿体，矿体发生变化，就决定了采矿方法也要发生一定的变化。

一、矿床开采技术条件

（一）地质条件

S1脉位于矿区北部，规模中等。埋藏较深，出露标高在1650m至1200m左右，垂高450m以上，长近1500m，斜深约900m。平均走向近东西，北倾，倾角30°～40°。矿脉厚0.5～1.3m，局部地段厚达1.8～2.5m。矿脉连续性好，呈较稳定层状，中等稳固，体重2.74t/m3，节理发育，凿爆性好。

（二）矿床开采岩石力学条件

矿层底板为闪长玢岩，呈中厚层状产出，致密较坚硬，普氏系数f=7～10。矿体沿节理面有泥质充填，易冒落，不稳固，f=6～9。矿层的直接顶板为大理岩，中等稳固。

矿体顶、底板围岩主要有混合岩、伟晶岩、斜长角闪片麻岩以及这些岩石经动力变质而形成的一系列构造岩（碎裂岩、糜棱岩、碎裂—糜棱岩）。金渠金矿顶、底板含金明显比含金石英脉低的多，一般在边界品位左右，个别地段达3～5g/t。

根据矿区岩石的成因、岩性及产出形态、结构、构造，分为以下工程地质岩组。

（1）片麻岩组

主要包括斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、混合岩化黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化黑云斜长片麻岩等。粒状变晶结构，片麻状构造。发育2～3组裂隙，面裂隙率1.22～2.26%，裂隙间距一般1～2m，宽度一般小于0.2mm，延伸不远，多呈闭合型。岩芯长度在0.15～0.3m。岩石质量指标（RQD）91～99%，岩石一般致密、坚硬，饱水极限抗压强度65.8～128.7Mpa。岩体呈块状结构，岩体稳固。

（2）石英岩组

由石英岩组成，它形粒状变晶结构，块状构造。发育有3组裂隙，面裂隙率4.28%，裂隙间距0.05～0.25m，延伸不远，裂面有钙质充填，岩芯长0.05～0.1m，岩石质量指标（RQD）在40～52%以下。岩体呈层状碎裂结构，岩体稳固性中等。

（3）构造岩组

主要由糜棱岩、含金石英脉、碎裂岩等组成。岩石一般致密、坚硬，角砾不明显，硅质胶结好。发育3～4组裂隙，面裂隙率1.02～1.7%。裂隙间距一般在0.8～1.5m，局部在0.2～0.3m，闭合型，延伸不远。岩芯长度在0.2～0.4m，局部裂面上有铁质或泥质充填，岩石质量指标（RQD）80～90%，饱水极限抗压强度79.4～124.8Mpa。岩石彼此咬合，岩体呈破裂镶嵌结构，岩体稳固。

综上所述，矿体受控矿断裂带控制，地质构造简单，风化作用弱，矿体及顶底板岩石一般致密、坚硬，力学强度较高，岩石完整稳固性强，工程地质条件属简单类型。在软弱结构面发育部位，应加强防范措施，确保施工安全。

二、原有采矿方法

由于在金渠金矿二十年的采矿史上，遇到的矿体一直都是倾斜矿体，且矿体厚度不大，遇到中厚缓倾斜矿体还是第一次，在采矿方法上还是采用全面法，在采矿过程中出现了如下问题：（1）由于只沿顶板掘进了一条采准巷道，切割过长，达50～80m，影响矿房的形成时间；（2）回采形成的空场大，对人员作业和设备出矿形成较大的安全隐患；（3）由于矿体厚度增加，留设矿柱造成矿石损失，回收率没有相应的提高；（4）形成单一的采场，矿石生产力低，每班只有30～50t，没有很好地发挥设备应有的效率；（5）由于底板矿石没有很好地进行回收，也造成了矿石的损失。

针对以上问题，成立了课题组进行了采矿方法的探讨。采矿方法选择时要遵循以下原则：（1）确保人员和设备的安全，这是任何矿山企业生产的主题，有了安全才有效益；（2）采矿技术简单，开采工艺易于掌握，采矿方法适应性强，生产机动灵活，能为相同或相近条件下的矿体引用；（3）采场生产能力大，效率高，能满足矿山生产扩建的需要，作业安全，成本低、矿山经济效益好；（4）资源是不可再生的，要尽量多回收资源，矿石回收率有提高；（5）充分利用矿山现有设备与设施，尽量不增添新的设备，不改变原有系统与开采方式。

三、在用的采矿方法

矿区经过方案优选和现场实际，对采矿方法做了一定的修改，采用切顶进路房柱空场法：在开拓巷道掘到矿体后，沿矿体倾向先掘一条切割沿脉巷道，再沿倾向上每隔20m沿走向布置采准电耙道（布置2条），采准施工到位后，沿走向每隔10m布置切割（切顶进路）把各条采准巷道联通。

（一）工程布置

根据矿体赋存，开拓巷道矿体下盘处，开拓巷道掘到矿体后沿矿体倾向先掘一巷道到达边界，沿倾向上每隔20m向东西掘进采准巷道，采准巷道掘进到位后，沿采准巷道在走向上每隔10m巷倾向上拉切割。通过以上采准和切割工程的实施，就把整个矿体分成了若干小矿块，使采空区变小，且能形成多个矿房同时进行回采，提高了采场生产能力。

（二）采准及切割断面形状

根据矿体赋存采准及切割都设计成上宽下窄的梯形，上宽5.5m，下宽2.8m。

（三）采准及切割支护

为了保证作业人员和设备的安全，根据安全管理规定：作业人员必须在有支护的顶板条件下进行施工，禁止在无支护顶板条件下作业。采准及切割采用锚杆挂金属网支护，局部地段采用钢筋网。锚杆支护间排距为0.8～1.0m×1.0～1.2m。比较破碎地段采用还加打锚索进行支护。临时支护空顶距不能大于2m。

所用的锚杆种类有：管缝式锚杆、砂浆锚杆和树脂锚杆三种，管缝式锚杆长度有1.5m、1.8m两种，砂浆锚杆和树脂锚杆长度为2～3m。采用1.8m的开缝式锚杆。 金属网采用8#的铁丝，钢筋网为直径6mm的钢筋。网格为100mm×100mm，钢筋每张网大小为2000mm×2000mm。

砂浆锚杆和树脂锚杆杆体采用￠18的螺纹钢。

（四）回采顺序

1.对切割进行起底。

2.切割起底到位后，施工人工砼矿柱对顶板进行支护。

3.砼矿柱保养期到后，回收小矿块时先回收上部，对顶板进行支护，回收下部，起底回收底部。

（五）回采工艺

1.采场凿岩。采准切割工作完成后即可开始采场凿岩。采用浅孔进行落矿，浅孔凿眼设备采用7655机进行，钎杆长5m，孔径38mm，炮眼排距1000mm，间距70mm。采用浅孔落矿，既对顶板很好地进行了支护，由使采场能力得到了提高。

2.采场爆破。采用2号乳化炸药，以切割作为自由面，沿采场全断面拉开，第一次切采爆破时，切割前端2.5～3m的矿石与切采同时爆破。采场全断面拉开后即可进行分次爆破，每次爆破3～4排，后退式回采。

采用非电毫秒导爆管，同排同段，各排分段加导爆索并联网络一次起爆。非电毫秒导爆管药包，装在距孔口2.5～3m处，再将起爆索与专用起爆器的电源线进行连接，用专用起爆器进行起爆。

3.采场出矿。采用ST40电耙出矿，倒入出矿溜井然后运送至地表。

4.顶板管理。采准和切割采用锚杆加金属网（钢筋网）进行支护，局部地段还加打5.3m长的锚索进行支护，永久支护采用人工砼矿柱进行支护。

（六）采场通风

新鲜风流由下中段平巷经脉外出矿平巷，经分段出矿平巷至联合出矿巷道，经电耙道进入采场。

采场污风由通风井排入分段采准平巷排入上部中段回风巷道，由自然通风排出地表。

（七）采矿主要技术经济指标

四、结语

经过现场实践可知切顶进路点柱采矿法的优点为：（1）安全；（2）形成多各矿房进行回采，生产能力大；（3）矿石回收率高；（4）可用废石施工人工砼矿柱，减少了废石的排放量和运输废用。

参考文献：

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