机械化阶段空场崩落联合采矿法在红岭矿的应用*

倪国志 朱根鹏 许克彬 李科明 徐 东 纪晓飞

(1.赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司；2.中南大学资源与安全工程学院)

机械化阶段空场崩落联合采矿法在红岭矿的应用*

倪国志1朱根鹏1许克彬1李科明2徐 东1纪晓飞1

(1.赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司；2.中南大学资源与安全工程学院)

为解决分段空场法开采急倾斜厚大矿体时生产效率低、扇形中深孔炮孔利用率低、贫化损失大、采矿成本高、人工采准切割劳动强度大、周期长等诸多缺点，根据现代矿山发展形势，结合矿山生产实际情况，提出采用机械化阶段空场崩落联合采矿法。通过空场法回采矿房，崩落法回采矿柱，引进机械化无轨施工设备，采用无底柱平底结构、铲运机连续出矿、阶段深孔爆破、固定碎石机二次破碎等技术，解决了传统空场采矿法开采此类矿体存在的问题，使矿块生产能力达到970 t/d，炸药单耗、贫化损失率均大幅下降，效益显著。

空场崩落采矿法 阶段深孔 机械化

矿山企业根据其资源储量规模、矿体赋存条件选择适合的采矿方法，可提高生产能力、增加效益，矿山机械设备的大型化、环保化发展促进了现代采矿技术的发展[1-6]。本文对分段空场采矿法开采急倾斜厚大稳固矿体的弊端进行了深入分析，结合某矿山生产实际，提出采用机械化阶段空场崩落联合采矿法。经过1 a多的生产实践，证明该采矿方法开采急倾斜厚大稳固矿体是成功的。

1 矿体开采技术条件

某矿山为以铅、锌为主的矽卡岩型多金属矿床，多产于燕山晚期花岗岩与二迭系大石寨组地层的外接触带上，以接触交代类型为主，主要蚀变为矽卡岩化。本矿床矿体均产在矽卡岩中，呈规则、似层状，矿化均匀。矿体赋存于630～1 110 m标高，最大延深480 m，矿体总体走向北东59°，倾向北西，倾角60°～80°，平均倾角75°，走向长度1 350 m，地表允许崩落。本文讨论的开采方案主要用于矿体平均厚度在20 m以上的厚大矿体。矿体及围岩的块度较大，一般致密坚硬，稳固性较好，构造破碎带不发育。岩石力学试验表明，该矿区板岩、大理岩、矽卡岩等抗压强度为31～220 MPa，矿体顶底板岩石属坚硬半坚硬岩的非层状、工程地质条件简单、水文地质条件简单的矿区，但在构造破碎带处岩石不稳固，需进行支护。基于该矿体开采技术条件优越，企业生产规模扩大、采掘工程外包等特点，要求新方案成本低、效率高、安全可靠。

2 机械化阶段空场采矿法

将矿体沿走向划分为若干个盘区，每个盘区包含4个采场，采场沿走向布置，长度200 m，每个矿块长50 m，矿房长度32 m，宽为矿体厚度，阶段高度50 m，间柱宽度18 m，顶柱厚度10 m，回采高度40 m，采用无底柱平底结构出矿。采矿方案见图1。主要经济技术指标见表1。

2.1 采准切割工程

采准工程主要布置在采场凿岩水平和出矿水平。凿岩水平采准工程主要有顶部凿岩硐室和辅助斜坡道，出矿水平采准工程主要有穿脉出矿平巷和间柱出矿进路、下盘脉外出矿平巷和下盘出矿进路、矿石溜井。切割工程主要包括底部拉底空间及切割天井，切割天井布置在采场一侧，由出矿水平施工至凿岩水平。

2.2 回采工艺

(1)凿岩穿孔。采用T-100G型自行式环形凿岩钻机，在位于矿房顶部的凿岩硐室中钻凿下向平行深孔，在靠近上下盘位置布置部分斜孔，炮孔直径90 mm，炮孔布置网度为2.2 m×2.4 m，切割槽网度为1.5 m×1.3 m，炮孔最大深度39.5 m。

(2)爆破落矿。采用散装岩石铵油炸药，高精度毫秒导爆管雷管，孔外导爆索连接逐孔起爆网路。崩落爆破时，炮孔下口用铁丝悬吊木塞加岩屑堵孔，人工倒入炸药至炮孔中，高精度毫秒导爆管雷管加φ70 mm乳化起爆药包置于孔深中部，孔口装填1.5～2.0 m炮泥，电力起爆器起爆。

图1 机械化阶段空场崩落联合采矿方案

表1 主要经济技术指标

(3)采场出矿。在采场底部下盘和两端间柱平巷出矿，位于出矿平巷一侧的出矿进路直通采场拉底硐室，落下的矿石堆积在拉底硐室的底板上，由3 m3电动铲运机从出矿进路端口铲取后，经出矿平巷搬运至出矿溜井内，至集中运输阶段装入矿车运出。

3 结 语

机械化阶段空场崩落联合采矿方案具有如下特点：①将分段采准变为阶段采准，降低了采切工程量；②采用机械化作业代替人工作业，大大提高了生产效率，降低了人工劳动强度；③矿房矿柱顺序落矿，同步集中出矿，最后采用无底柱崩落工艺回采间柱，降低了贫化、损失率。

[1] 魏晓明,李长洪，张立新.急倾斜厚大矿体采矿方法的选择[J].金属矿山,2014(4):31-34.

[2] 王瑞星.滨海金矿床点柱式大规模开采矿岩稳定性分析[J].现代矿业，2013(1):19-20.

[3] PENG Kang. Research on safe mining technology of undersea metal Mine[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(3)：115-121.

[4] 彭 康,李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报:自然科学版，2011(8):2417-2423.

[5] 彭 康,李夕兵.海下点柱式开采的有限元动态模拟分析[J].金属矿山,2009(10):59-65.

[6] 彭 康,李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报:自然科学版，2011(11):3452-3457.

*中南大学本科生自由探索计划项目“尾矿胶结充填体稳定性及与岩体智能匹配研究”(编号：2282013bks006)。

2015-04-22)

倪国志(1968—)，男，工程师，025450 内蒙古赤峰市。