赋存于破碎带的矿柱回收实践

胡海波，廖九波

(1.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南长沙 410012;2.金属矿山安全技术国家重点实验室， 湖南长沙 410012)

0 引言

某铜矿主要有 CuⅠ、CuⅡ、CuⅤ、CuⅥ四个铜矿体，其中CuⅥ矿体为本次研究对象，该矿体呈透镜状产出，矿体走向80°，倾向南，倾角 65°～75°，走向长约 400 m。平均厚度 15.23 m。平均品位1.03%。该矿体上盘存在破碎带、次生构造、夹石等，破碎带与片理、矿体大致平行，多数存在于矿体的接触带。破碎带的岩石十分破碎，绿泥石化强烈，局部出现泥化现象，岩石松软，遇水膨胀，强度低。由于该破碎带的影响，致使该矿体部分采场上盘出现塌落，并且塌落废石在放矿过程中下降速度快，致使采场内存留矿石无法放出。为了回收采场存窿矿石及顶间柱，进行了该采场的三柱回收方案研究。根据开采技术条件，选择了典型的213采场作为试验采场。

1 213采场开采技术条件

该铜矿采用浅孔留矿法采矿，电耙出矿。该矿213采场位于1750中段13～14线之间，采场人行天井已报废，人员不能上下。

213采场上部为1810中段的111采场，111采场为覆盖围岩。213采场下盘为CuⅤ矿体的212采场，212采场回采至1780 m标高左右后，上部矿体尖灭，采场上盘没垮塌;213采场西面为CuⅤ矿体的211采场，211采场顶柱、12线间柱已回收，目前正准备采用留矿法回收211与212采场之间的间柱;213采场东面为CuⅥ矿体的219采场，219采场目前已采至1802水平，上盘没有垮塌，顶柱还在，对应上部1810水平120采场。213采场现状纵投影见图1。

图1 213采场现状纵投影图

213采场上盘为一条破碎带，破碎带为东西走西，平行于 CuⅥ矿体，厚度 8～16 m，倾角 55°～70°;同时213采场有一条南北走向的断层穿过。受破碎带与断层的影响，213采场上盘垮塌十分严重，大量上盘破碎带细颗粒混入采场，采场矿石无法放出。目前，213采场回采至1798 m水平，采场充满了矿石以及上盘废石，采场上盘垮塌高度达1820 m水平左右。1810中段111采场上盘沿脉巷受破碎带影响已垮塌，13线、14线穿脉局部出现垮塌，经修复能使用。1810中段111采场目前采用无底柱形式回收底柱。

2 采场三柱资源状况

213采场回采至1798 m水平标高，顶柱受上盘破碎带与断层影响，局部出现垮塌，顶柱厚度为11 m左右。13线、14线间柱厚度为8 m，在回采过程中，间柱没有超采。13线间柱以西16～20 m，CuⅥ矿体尖灭。213采场大量放矿时，上盘破碎带细颗粒不断的进入放矿漏斗，而矿石静止不动，从漏斗放出的基本为上盘废石，出矿品位低于0.5%，采下的矿石剩余87252 t左右留在采场内。

213采场地质品位1.49%，顶柱矿量16223 t;13线间柱矿量25920 t;14线间柱矿量28800 t;13线间柱以西矿量51840 t。

3 三柱回收方案

根据213采场三柱赋存情况及开采技术条件，结合目前矿山生产现状，选择采用上盘注浆浅孔留矿法。该方案不仅能回收213采场三柱，还能回收采场中存窿矿石以及13线间柱以西CuⅥ矿体，回收率高;而且上盘破碎带注浆治理后，松散细颗粒不再进入采场，矿石贫化率小。

上盘注浆浅孔留矿法为先注浆治理上盘破碎带，然后采用浅孔留矿法回收顶、间柱。即先在破碎带上盘布置沿脉注浆巷道，在巷道内采用地质钻，往破碎带方向钻凿下向注浆孔;注浆孔形成后，注浆泵将砂浆与水玻璃通过注浆孔注入松散层，使松散体和破碎带胶结形成整体，破碎带松散体不再混入213采场，同时切断1810中段上部破碎带通往213采场的通道，使213采场能正常放矿;然后在矿体下盘1750中段13线，14线穿脉布置人行天井，在人行天井内布置联络巷与213采场连通，采用浅孔方式，回收顶、间柱，崩落矿石由213下部底部结构放出。方案见图2、图3。

3.1 注 浆

在1810中段先清理14线穿脉垮塌废石，在破碎地段采用木棚子支护，恢复14线穿脉。注浆巷道布置在1822 m水平，破碎带上盘往南10 m处，注浆巷道与1810中段14线穿脉之间用天井连通。在1750中段，由13线穿脉内破碎带以南5 m处往上掘人行井至1795 m水平，然后在1795 m水平布置注浆巷道。

在注浆巷道内每隔15～20 m布置凿岩硐室，凿岩硐室规格按钻机要求确定。在凿岩硐室内采用地质钻布置下向束状孔，孔底距6～7 m，孔径应注浆管匹配，孔深15～30 m，要求钻孔穿透松散层，距矿石层之间的距离1～2 m。钻孔内全部下套管，套管前端10 m每隔15 cm开凿砂浆孔，形成注浆孔。

注浆孔形成后，进行注浆。采用BW－250型或BW－150型注浆泵将C15#砂浆与水玻璃通过注浆孔注入松散层，使松散体和破碎带胶结形成整体，终凝后即可着手进行回收矿柱，水泥∶水玻璃为1∶0.1。注浆过程，应先根据钻孔在松散层的长度估算松散体的体积，松散体的砂浆与水玻璃的量为0.03 m3。当松散体注入的砂浆量超过0.03 m3时，应停止注浆。

图2 1795分段工程平面布置图

图3 13－1线剖面图

3.2 矿柱回收

电耙道布置在1754.5 m水平，断面2.2 m×2 m，电耙道内每隔6 m布置斗穿、斗井。在1750中段13线、14线穿脉内矿体下盘布置人行天井至1810中段，天井断面为2.0 m×2.0 m，天井内每隔6 m布置联络道连通采场。

13线间柱及13线间柱以西矿体回采，先在1770 m水平进行拉底，然后采用浅孔分层留矿采矿的形式往上采矿。213采场顶柱亦采用浅孔留矿法进行回收，崩落矿石由1754 m水平电耙道放出。

3.3 技术经济指标

经过213采场回采试验，成功的回收了存窿矿石和三柱矿量，最终统计的技术经济指标见表1。

表1 213采场三柱回收主要技术经济指标表

4 结论

通过213采场的生产实践，采用该方案成功的回收了存窿矿石及三柱矿量，并且贫化损失率低，为该矿其他类似采场或后续采矿出现的类似问题，提供了很好的解决方案，并且取得了可观的经济效益。该方案也大大提高了难采矿体的回收率，可供其他类似矿山开采参考，具有较高的社会效益。

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