无底柱浅孔留矿嗣后充填采矿法在早子沟金矿的应用

许恒朋　刘允秋

(1.甘肃省合作早子沟金矿有限责任公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)



无底柱浅孔留矿嗣后充填采矿法在早子沟金矿的应用

许恒朋1刘允秋2，3,4

(1.甘肃省合作早子沟金矿有限责任公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

浅孔留矿法具有矿块结构、生产工艺、生产技术易于掌握，管理方便，采准布置比较简单，矿石回采贫化率低，采用常规设备易于掌握和使用等优点;充填采矿法具有回采率高，适用于矿石价值品位高的矿山。早子沟金矿采用无底柱浅孔留矿嗣后充填采矿法，结合了浅孔留矿法和充填法的优点，在矿石品位高的矿房铺设钢筋混凝土人工假底，顶柱可随采场上向回采一并回收，回采结束后利用废石、尾砂对采空区进行封闭、充填，既保证了矿山地压稳定，又最大限度地回收了矿石，具有较高的经济效益。

浅孔留矿无底柱充填采矿法嗣后充填

早子沟金矿区金矿带自东向西共有东矿段、西矿段和格娄昂3个矿段，分别赋存于1#～4#沟：东矿段位于1#～2#沟，矿化带主体展布NE向，延长大于1 000m，宽度大于300m，走向50°～70°，主矿体呈左行斜列，宽度较为稳定，蚀变矿化较强，品位高，分布有Au1、Au9和Au15 3个主矿体；西矿段位于3#沟，矿化带主体展布NW向，延长大于300m，宽度大于50m，走向300°～320°，倾角缓，厚度较稳定，蚀变矿化较强，品位较高，分布有Au14主矿体和Au27矿体；格娄昂矿段分布于早子沟4#沟和夏河县格娄昂村，矿化带主体展布近SN向，延长大于1 000m，宽度大于500m，走向350°～10°，延伸稳定，厚度、产状变化不大，蚀变矿化较东矿段弱，矿石品位较东、西矿段低，该矿段分布有Au26、Au29、Au30和Au31 4个主矿体。

根据矿床规模、矿体赋存条件等因素，早子沟金矿采选生产规模为60万t/a。矿山服务年限10a，分期开采，一期开采高品位矿石(达到工业品位的)，二期开采低品位矿石(目前未能达到工业品位的)。开采范围为采矿权平面范围内，矿山提交储量的全部矿体(工业品位矿体)。在深度上，3 000m以上为开采范围，2 650m以下为探矿范围，最低标高为2 650m。该矿于2004年开采，采用地下开采方式。

1　采矿方法选择

根据矿体的赋存条件以及矿区的地形特点，西矿段和格娄昂矿段采用平硐—溜井开拓；东矿段采用明竖井开拓，平硐、皮带运输机运输。

针对倾角大于60°，矿石及围岩中等稳固矿体，选用无底柱浅孔留矿法；对倾角30°～60°的中厚矿体，选用上向水平分层尾砂充填采矿法；缓倾斜、矿石及围岩中等稳固的矿体采用全面采矿法。考虑到地表不允许塌陷，采用尾砂或废石嗣后充填处理空区。3种采矿方法技术指标见表1。

表1　3种采矿技术指标

分析早子沟金矿矿体的地质赋存条件，本着最大限度利用矿产资源和保证采矿作业安全的原则下，确定无底柱浅孔留矿嗣后充填采矿法开采。

2　无底柱浅孔留矿采矿法

2.1适用条件及矿块构成要素

本采矿方法适用于倾角大于60°、矿石及围岩中等稳固矿体。矿块长50～60m，宽为矿体厚度，高为中段高度(40m)，间柱宽8m，顶柱厚3m，不留底柱。采矿方法见图1。

2.2采准切割工作

自中段沿脉巷每隔5～6m掘进出矿川，沿脉巷道距矿体底板6m左右，在矿房两端掘进通风天井，然后掘进2m×2m拉底巷道，在矿房底部沿着拉底巷道做拉底空间，即可进行正常回采作业。对品位较高的矿体，为了尽可能回采下中段矿房矿量，回采之前在切割巷的底板上胶结C20钢筋混凝土假底，厚500mm。采用φ12mm钢筋网，钢筋网度为250mm×250mm。采准切割工程主要有：阶段运输巷道、通风天井、回风川、回风巷道。采场采切工程量见表2。

图1　无底柱浅孔留矿法采矿(单位：m)

表2　采切工程量

注：采矿采切比为11.6m/kt。

2.3回采工作

矿石从拉底空间逐层向上回采，分层高度2.0～2.5m。选用7655型风动凿岩机打水平眼或微倾斜炮孔，单面单机打眼，孔深1.8m，孔间距0.8～1.0m。爆破采用铵油炸药，人工装药，电雷管引爆。局部放矿后，安全人员及时平场、撬顶。局部出矿为落矿量的1/3，其余2/3矿石作为下一作业循环的工作平台，保证回采工作面有2.0～2.5m工作空间。矿房回采结束时，最终放矿。

2.4采场通风

阶段运输巷道、井底车场、石门巷采用通风系统通风，地下采场作业环境相对较差，需增加局部通风，新鲜风流进入采场，工作面风速不得低于0.15m/s，污风回到上中段回风巷道，最后由风井排出地表。

2.5采场出矿

采场出矿在川内进行，分局部出矿和大量出矿，局部出矿为落矿量的1/3，其余2/3矿石作为下一作业循环的工作平台，暂时留在采场内，待整个矿房回采结束后，装岩机或铲运机出矿。

2.6矿柱回采

高品位的矿柱回收，低品位矿体留永久矿柱不回收。由于采场回采前铺设了钢筋混凝土假底，顶柱可随采场上向回采一并回收。间柱回采时利用间柱中的天井和联络道打浅眼，一次崩落，崩落的矿石由矿房底部出矿。由于矿柱回采条件较差，一次性崩矿，回收率为60%。

3　嗣后充填采空区

采场回采结束再回采矿柱，大量放矿,之后对采空区进行充填，充填料为井下掘进废石和尾砂。在采空区充填之前，首先封闭采空区，密闭墙砌筑质量要符合标准；自上中段出矿川向矿房内每隔10～15m掘进充填小井，规格2m×1.5m，在充填小井上部架设充填平台进行充填。充填采空区见图2。

图2　嗣后充填采空区(单位：m)

4　结　论

浅孔留矿采矿法基建投资少，生产管理简单，矿块生产能力大；充填采矿法回收率高，及时充填采场空区，有效控制地压，采矿安全性高。经过技术分析，结合早子沟金矿矿体的地质赋存情况，本着最大限度利用矿产资源和保证采矿作业安全的原则，最终确定了无底柱浅孔留矿嗣后充填采矿法开采，在矿石品位高的矿房构筑人工假底，最大限度地提高回收率，并很好地对采空区进行处理，有效地控制住了地压，为该矿创造了更大的经济效益。

2016-03-22)

许恒朋(1989—)，男，助理工程师，747000 甘肃省甘南藏族自治州合作市那吾乡。