内蒙古苏尼特右旗毕力赫金矿无底柱分段崩落法覆盖层形成分析

杨 佳

(长春黄金设计院，吉林 长春 130012)

采选技术

内蒙古苏尼特右旗毕力赫金矿无底柱分段崩落法覆盖层形成分析

杨 佳

(长春黄金设计院，吉林 长春 130012)

如何回收露天开采境界以外剩余的挂帮矿是目前露天转地下矿山开采的一个主要难题，针对这一难题，本文论述了内蒙古苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司毕力赫金矿区Ⅱ号矿带挂帮矿回收所采用的无底柱分段崩落法，其重点论述露天挂帮矿所采用的无底柱分段崩落法覆盖层的形成方法。该覆盖层形成方法对露天转地下矿山具有一定的参考价值。

露天转地下；挂帮矿；无底柱分段崩落法；覆盖岩

0 引 言

我国最早建设的机械化开采露天大型岩金矿是团结沟金矿，20世纪80年代后期又陆续建设了山东仓上、归来庄、辽宁排山楼等金矿，其团结沟金矿一期设计采选能力500 t/d，1991年二期扩建达到了1 200 t/d[1]。苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司毕力赫金矿区Ⅱ号矿带露天设计规模为矿石3 000 t/d，服务年限5 a[2]。经过5年左右的开采，露天境界内的矿石已基本采完，矿山现处于露天转地下开采阶段，根据苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司提供的地质资料分析，露天挂帮矿占地下开采设计储量的60%，因此，露天挂帮矿回收问题是毕力赫金矿区Ⅱ号矿带露天转地下工程的最大难题。毕力赫金矿区在露天转地下过渡期通过一系列有关露天挂帮矿回收研究，最终确定采用无底柱分段崩落法回采挂帮矿，可保证挂帮矿回采时工作人员不暴露在露天坑内，避免不稳定露天边坡对工作人员的安全隐患。

覆盖层的作用主要有以下几个方面：使地下采场和地面相隔开，延缓雨水下渗速度，错开洪峰，减小井下排水压力，对地下采场的安全起到重要的作用；形成完整的放矿椭球体，使矿柱矿量尽可能多的得到回收利用，节约国家资源，并且为以下各中段的开采准备了所必需的覆盖层；有效地改善地下采场的环境，对于防止漏风起到关键的作用。所以覆盖层的形成对于露天转地下矿山具有重要意义。

1 苏尼特毕力赫金矿区Ⅱ号矿带概况

苏尼特毕力赫金矿Ⅱ号矿带于2009年建成投产的露天黄金矿山，露天建设规模100万t，毕力赫金矿Ⅱ号矿带矿体厚大，规划为露天和地下两期开采，前期对埋藏浅的上部矿体(1 130 m标高)采用露天开采，后期对矿床中埋藏较深资源，采用地下开采，初步规划地下开采规模为500 t/d[2]。露天开采至2015年末，露天境界内的矿石已基本采完，急需转入地下开采，2015年初竖井工程已施工装备完毕，2015年主要进行井下中段巷道开拓、辅助硐室及采场采切工程，为维持矿山正常生产做准备。

根据毕力赫金矿Ⅱ号矿带露天开采过程中露天边坡发生过塌方事件，多年露天开采对露天边坡扰动较大，而且本矿区地层岩性较复杂，地质构造发育，风化作用中等，局部地段易发生坍塌，工程地质条件为中等复杂类型。为了地下采矿安全，舍弃露天边坡开平硐口方案；因挂帮矿厚度小于30 m，不适合空场采矿法；而充填法成本太高，舍弃充填法开采；最终确定采用无底柱分段崩落法回收露天挂帮矿方案，该采矿方法的阶段高度60 m，15 m一个分段，采用中深孔爆破。采用无底柱分段崩落法主要的问题是覆盖岩的形成，因此，在回收边帮矿前，必须研究如何形成覆盖岩方案[3]。

露天挂帮矿赋存特征：露天境界外资源主要分布在露天采场四周及底部，其中露天底1 130 m标高以上矿石量1 280 000 t，平均品位0.67 g/t，金属量857.6 kg。矿石品位较低，经进一步探矿后可选择品位较高地段局部回收利用。

露天底部1 130 m标高以下矿石量1 060 000 t，平均品位1.47 g/t，金属量1 558.2 kg。

2 露天挂帮矿回收期覆盖岩形成分析

毕力赫金矿Ⅱ号矿带为不规则扁豆状矿体，北东长约300 m，南西宽约300 m，最大厚度128.17 m，最小厚度10.53 m，平均厚度52.85 m[2]。矿体在4线以西，赋存在1 120 m标高以上，呈透镜状，4线以东呈宽40～80 m的柱状体，以60°的倾角向南东倾伏，露天开采结束后，露天坑边帮周围留下两处挂帮矿带(图1)。与毕力赫金矿Ⅱ号矿带的开采技术条件(如厚度、倾角等)基本相同的国内露天转地下开采的矿山浙江漓渚铁矿，该矿矿体走向长300 m，倾角55～75°，矿体埋深335 m，矿体平均厚度60 m[3]。该矿在+80 m以上采用露天开采，露天开采结束后，沿矿体走向留下了三个露天坑和顶底板三角矿带，转入地下开采后，先采用无底柱分段崩落法回采顶底盘残矿，然后采用大爆破的方式一次性将顶底板围岩崩落后形成20 m以上的废石覆盖层，作为地下开采时的上覆岩层，这样确保了地下采矿的安全。对于侧向挤压爆破且端部出矿的无底柱分段崩落法来说，目前采矿安全规程与一般教科书规定，其覆盖层的厚度不应小于20 m。目前国内应用无底柱分段崩落法的矿山，采用低贫化放矿时，覆盖层的保有厚度基本上可与分段高度取相同的值[4]。因此参考浙江漓渚铁矿、新编矿山设计书册，以及相关资料确定毕力赫金矿Ⅱ号矿带覆盖层厚度取20 m[5]。

毕力赫金矿Ⅱ号矿带1 155 m分段以上露天边帮矿量较少，并且1 155 m分段至1 170 m分段露天采坑回填量过大，1 155 m至1 170 m之间靠近边帮的挂帮矿爆破后，借助爆破能量自然崩落至露天坑内作为覆盖岩，而距离露天帮较远，赋存靠内部的矿石根据爆破自由空间需要采出部分矿石，其余矿石用作下分段覆盖岩。露天采坑与Ⅱ号矿带挂帮矿三维模型详见图2。

图1 露天坑边帮周围留下两处挂帮矿带

图2 露天采坑与Ⅱ号矿带挂帮矿三维模型

表1 20 m覆盖岩需回填露天采坑方量计算表

由表1知，挂帮矿回收初期形成20 m厚覆盖岩需要回填量为261 845 m3(为松散岩石方量，下文中的回填量都是松散岩石方量)，随着覆盖岩的下移，回填量可根据出矿过程中覆盖岩厚度检测实际情况调整，保证覆盖岩厚度大于20 m以上即可，并且地下开采过程中产生的所有废石充填到露天采坑，用于增加覆盖层厚度(覆盖岩厚度越大越好，可以更好的发挥覆盖岩的优点)。

根据地形总平面图圈定的移动带，在露天开采结束后，在移动带以外露天坑东侧、西侧的边帮稳固地段分别施工溜槽，及护栏，通过矿山现有露天运矿卡车把露天废石场废石运至露天坑溜槽口，通过溜槽溜放至露天采坑，同时地下采矿工程产生的废石也回填露天采坑。充填废石方量261 845 m3即可充填露天采坑至1 160 m标高，从而满足无底柱分段崩落法覆盖层大于20 m的要求。

对距离露天坑较远的内部矿体开采时，根据覆盖岩达标情况进行适度顶板爆破，使得覆盖层厚度符合无底柱分段崩落法放矿要求。

3 形成覆盖岩的安全措施

在覆盖岩形成过程中须要采取以下一些安全措施。

1)覆盖岩的废石回填溜槽地点必须选择岩石稳固且在地表移动界线外，溜槽口周边使用混凝土加固工程，防护栏等辅助安全工程。

2)在地下开采时采用微差爆破，及保证每次起爆的炸药量要少，避免对露天边帮造成较大破坏，确保露天坑回填废石的工作人员安全。

3)为了生产安全，在露天边界外50 m设置围栏及警示牌，避免无关人员等进入围栏内[6]。

4)将覆盖岩的废石回填溜槽地点纳入日常监测，监控，并配合六大系统的监测系统进行监测，保证废石回填工作安全进行[7]。

4 结 论

本文所采用的无底柱分段崩落法很好地解决了挂帮矿的回收难题，且重点研究了无底柱分段崩落法开采时覆盖岩的形成问题，通过对该矿山覆盖岩形成进行了计算和分析，最终确定了挂帮矿回收覆盖岩初期废石回填量及覆盖层形成的两种途径：露天废石场废石回填露天坑、崩落顶板围岩。该覆盖岩的形成方法能使覆盖层厚度符合无底柱分段崩落法放矿要求，在挂帮矿的回收过程中起到非常好的效果。

[1] 孟桂芳.国内外露天转地下开采的发展现状[J].化工矿物与加工，2009，38(4)：33-34.

[2] 潘晓光.苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司毕力赫金矿区Ⅱ号矿带开发建设工程初步设计[R].长春：长春黄金设计院设计一所，2009.

[3] 杨佳.苏尼特金曦黄金矿业有限责任公司毕力赫金矿区露天转地下450t/d新建项目初步设计[R].长春：长春黄金设计院设计一所，2013.

[4] 乔国刚.石人沟铁矿露天转地下开采覆盖层合理厚度研究[D].唐山：河北理工大学，2009.

[5] 采矿设计手册编辑部.采矿设计手册(矿床开采卷)[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[6] 国家安全生产监督管理总局.金属非金属矿山安全规程 GB16423—2006[S].2006.

[7] 长沙矿山研究院，湖南柿竹园有色金属责任有限公司.柿竹园多金属矿床开采地压监控研究[R].2003.

OverburdenformationanalysisofpillarlesssublevelcavingmethodofBilihegoldinSunidRightBannerofInnerMongolia

YANG Jia

(Changchun Gold Design Institute，Changchun130012，China)

How to recycling open-pit boundary remaining hanging wall ore is currently one main mining problem of open-pit mine into underground mine，in order to solve this problems，this paper discusses pillarless sublevel caving method for recycling of BiliheⅡ ore belt open-pit boundary remaining hanging wall ore of Sunid Jinxi Gold Mining Co.，Ltd.，it mainly discusses how to form overburden of pillarless sublevel caving method to recycling hanging wall ore.The method of forming overburden formation has some certain reference value for open-pit mine into underground mine.

open-pit mine into underground mine；hanging wall ore；pillarless sublevel caving method；overburden formation

2017-06-08责任编辑：宋菲

杨佳(1986-)，男，工程师，主要从事金属矿山采矿工程设计与研究工作,E-mail：yangjia890@126.com。

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