某锡矿山残矿资源开采方案选择研究

刘振廷

（湖南新龙矿业有限责任公司，湖南 邵阳 422000）

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某锡矿山残矿资源开采方案选择研究

刘振廷

（湖南新龙矿业有限责任公司，湖南 邵阳 422000）

某锡矿山前期采用有底柱分段空场法回采矿体，留下大量底柱资源未开采。为了安全、高效地回收资源，通过优选比较“有底柱中深孔崩落法”和“无底柱中深孔崩落法”两种采矿方案，最终选取“有底柱中深孔崩落法”回采上中段留下的底柱及下部矿体。“有底柱中深孔崩落法”能够安全回收该区域内的残矿资源，创造了良好的经济效益。

底部结构；存窿矿；崩落法

某矿段矿体以缓倾斜似层状氧化矿体为主，T2g16地层是主要的含矿层位，T2g15地层是次要的含矿层位，缓倾斜似层状矿体占总储量的80%以上，矿体形态简单，分布标高在+1 830～+1 300 m，矿体厚度为1～5 m，部分可达6～20 m。矿体呈平行多层叠瓦状产出，倾角在0°～25°之间。矿段内岩体为三叠系中统个旧组碳酸盐类岩石，由白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩及灰岩组成。岩石抗压强度为34.5～66 MPa，属坚硬-半坚硬岩组，稳固性较好。巷道及硐室除局部风化破碎的泥质灰岩外，一般不需支护。

残矿资源的开采范围为10-9＃矿体1540～1570中段的34～40剖部分。10-9＃矿体及其赋存于上部的10-15＃、10-10＃、10-10-1＃、10-12＃、10-15＃等矿体，1570中段以上采用“有底柱分段崩落法”回采之后，西至43剖，东到28剖形成连续崩落法采空区，采空区面积达16 600 m2。顶板围岩部分冒落后，采空区垂高近100 m（1570中段至1660中段）。上部资源回采后期，1570中段运输平巷及底部漏斗变形严重，34、35采场无法正常出矿，不仅留下大量漏斗底部结构，而且残留矿石被冒落的大量岩层覆盖。预估可回采残矿量48 000 t左右，矿石锡品位可达0.7%左右，如果能安全回收这部分资源，将产生很大的经济价值。

1 采矿方法选择

该区域内的空区内存有大量的存窿矿，未及时运出即被垮落的顶板岩石覆盖，同时由于矿石和废石的重力及冲击作用，造成原有出矿系统破坏。存窿矿一般积存于各采场空区的底板中央，形成一个锥形矿堆。此类矿石出矿的最大难题是为保证出矿人员的人身安全，人员不能进入采场空区内进行作业来回收矿石。

根据开采现状、开采技术条件，针对采空区存有大量残矿、1570中段部分巷道垮落无法出矿等问题，以安全高效为指导原则，从回采工艺、生产能力、作业人员安全等方面进行比较后，初选两种回收方案“有底柱中深孔崩落法”与“无底柱中深孔崩落法”。

1.1 有底柱中深孔崩落法

有底柱中深孔崩落法是在原有空区底部的较稳固的大理岩中重做底部结构、上向中深孔崩落空区底部的残矿资源、铲运机出矿的一种高效回收资源的方法，放弃了传统的小底部结构，采用大底部结构，提高了出矿效率。有底柱中深孔崩落法如图1所示。

1.1.1 采切工程布置

为了加快施工进度，首先在1540中段的平巷中施工人行、出矿井至主斜坡道、形成各分段的人行、出矿系统，然后施工出矿巷道和通风联络道，与西边10-80＃矿体主开拓斜坡道连接，形成完整的开拓、通风系统。

图1 有底柱中深孔崩落法

1.1.2 凿岩爆破

采用Boomer K41X中深孔凿岩台车凿岩，爆破参数为：孔径为Φ76mm，孔深为6～20 m，最小抵抗线2.2 m，排间距2.0 m，孔底距2.5～2.9 m；采用芬兰NORMET装药车装药，非电毫秒微差起爆管一次起爆落矿。

1.1.3 通 风

新鲜的风流由1540中段沿主开拓斜坡道进入通风联道，然后由出矿巷道进入工作面，工作面的炮烟、粉尘最终随着回风联道由中段运输巷道排出。

1.1.4 矿石出矿运输

崩落矿石由漏斗落入出矿进路中，采用阿特拉斯ST-2D 2 m3铲运机将矿石铲装，沿着出矿巷道行至采场溜井，矿石由溜井下放至1540中段运输巷道，采用10 t电机车配1.6 m3矿车运输，通过1540中段溜井下放1360中段运输至选厂。

1.2 无底柱中深孔崩落法

无底柱中深孔崩落法同样是在矿体下面的稳固大理岩中开掘各种开拓、凿岩巷道、在凿岩巷道中向上打中深孔崩落残矿资源、铲运机出矿的一种回收资源的采矿方法。由于考虑到氧化矿石的稳定性相对较差，故将各种巷道布置在矿体下面的大理岩中。无底柱中深孔崩落法如图2所示。

1.2.1 采切工程布置

同时在1540中段的平巷中垂直矿体施工凿岩出矿巷道，并且与西边10-80＃矿体主开拓斜坡道连接，形成完整的开拓、通风系统。

凿岩出矿巷道间距10 m，在回采巷道末端掘进切割平巷，每隔一段距离从切割平巷开掘切割天井，为最初回采崩落矿的自由面和补偿空间。

图2 无底柱中深孔崩落法

1.2.2 凿岩爆破

采用Boomer K41X中深孔凿岩台车凿岩，爆破参数为：孔径为Φ76mm，孔深为6～20 m，最小抵抗线2.2 m，排间距2.0 m，孔底距2.5～2.9 m；采用芬兰NORMET装药车装药，非电毫秒微差起爆管一次起爆落矿。

1.2.3 通 风

回采工作面为独头掘进巷道，无法形成贯通风流，通风管理较为困难。新鲜的风流由1540中段沿主开拓斜坡道进入出矿巷道，回采工作面采用局扇通风，清洗工作面后，污风由铺设在回采巷道及回风天井中的风筒引至回风巷道排出。

1.2.4 矿石出矿运输

崩落矿石连同以前未运出的存窿矿一并落入回采巷道中，采用阿特拉斯ST-2D 2 m3铲运机将矿石铲装，沿着回采巷道和出矿巷道行至采场溜井，矿石由溜井下放至1540中段运输巷道，采用10 t电机车配1.6 m3矿车运输，通过1540中段溜井下放1360中段运输至选厂。

1.3 方案对比

由于上部存窿矿及空区冒落的岩体，采矿方法在选取时不仅要考虑资源回收效率，更加要考虑上部空区岩体垮塌带来的安全问题。

第一种方法，为了适应矿山无轨回采机械化，提高资源回采效率，采用大底部结构一次落矿，年生产能力大；机械化程度高，设备简单，使用维修方便，适用国内设备生产供应条件；通风条件好，有贯通风流；考虑到上覆岩石、废石较多，在主要巷道中采用钢筋混凝土浇筑，安全性很高。这种方法的缺点是采准切割工程量大，底部结构复杂，工程量大；矿石损失贫化较大；主要巷道采用钢筋混凝土浇筑，成本较高。

第二种方法，采矿方法结构简单，回采工艺简单；适用高效的大型无轨设备，机械化程度高，崩矿和出矿以每个步距为最小单元，当地质条件合适时，可以剔除夹石和进行分级出矿。这种方法的缺点是，由于矿体上部覆盖很厚的存窿矿和废石，矿体较破碎，地压较大，回采巷道安全性相对较差；回采为独头掘进，无法形成贯通风流，通风困难；矿石损失贫化较大。

综合考虑两种方案，虽然都实现机械化回采矿体，但矿石损失贫化都相对较大，但有底柱深孔崩落法在生产能力、安全性和通风条件上都优于无底柱中深孔崩落法。最终选取“有底柱中深孔崩落法”回收矿体。

2 结 论

1.针对10-9＃矿体的开采技术条件，在安全高效的原则下，从回采工艺、生产能力、作业人员安全等方面进行比较后，初选出两种回收方案“有底柱分段崩落法”与“无底柱中深孔崩落法”。

2.从生产能力、工人安全性和通风质量等方面综合考虑两种采矿方案，最终选取“有底柱中深孔崩落法”回采矿体。

［1］北京有色冶金设计研究总院.采矿设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1989.

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［3］逄铭璋.某金矿深部开采采矿方法的研究与改进［J］.有色金属（矿山部分），2013，（6）：9-11.

［4］李彦龙.不稳固倾斜中厚矿体开采方法探讨［J］.采矿技术，2011，（2）：6-8.

［5］周罗中，张永林，鲁洪军，等.中等稳固低品位厚大矿体采矿方法的优选［J］.采矿技术，2009，（5）：1-3.

［6］尹升华，吴爱祥.缓倾斜中厚矿体采矿方法现状及发展趋势［J］.金属矿山，2007，（12）：10-13.

Mining Scheme Selection Research of the Recovery of Residual Ore Resources in a Tin Mine

LIU Zhen-ting
（Xinlong Mining Limited Liability Company，Shaoyang 422000，China）

A mine used sublevel open stoping method to exploit orebody，which is leaving a large number of bottom pillar.By comparing“deep hole caving method with bottom column”and“deep hole caving method”two mining methods，it finally selects“deep hole caving method with pillar”to stope bottom column in the abutment and the lower part of ore body.“deep hole caving method with bottom column”is useful to explored this kind of ore，which creats a good economic benefit.

bottom structure；save longs ore；caving method

TD853.391

A

1003-5540（2015）06-0001-03

2015-07-26

刘振庭（1983-），男，助理工程师，主要从事采矿工艺方面的研究工作。