点柱式分层充填采矿法在大红山Ⅰ号铜矿带中的应用

倪跃辉（铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司）

点柱式分层充填采矿法在大红山Ⅰ号铜矿带中的应用

倪跃辉（铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司）

根据云南大红山Ⅰ号铜矿带的矿体产状、结构等工程地质条件因素，经过比较研究，决定选用点柱式分层充填采矿法进行采矿作业，此法灵活高效的同时，降低了矿石贫化率和损失率，达到了无废开采，同时也保护了矿山的开采环境。

云南大红山；铜矿带；点柱式分层充填采矿法；工艺流程；尾砂充填

1 矿床开采技术条件

1.1 矿床开采地质条件

云南大红山Ⅰ号铜矿带的矿体赋存于中生代大红山群曼刚河组地层中上部的石榴黑云角闪片岩夹变钠质凝灰岩段(Pt⁃dm3)中，属火山喷发～沉积变质成矿的大型铁铜矿床，走向近东西向，倾向南，倾角 32°～47°。碳质板岩夹层发育，质软，岩性稳固性一般。

1.2 采场布置及结构尺寸

阶段高度100m，分段高度20m，分层高度4m，矿块长度50m，矿块宽度为矿体水平厚度（多层矿体时为多层矿体加夹石厚度），矿块高度按一个分段高度划分，相邻矿块间留4m宽间距，矿块内按设计留4×4m点柱，在各采场回采联道内最顶层矿体上盘布置回风上山，与上中段回采联道相通，规格2.0m×2.0m。采场溜井按300m左右间距设置，进回风上山按600m左右间距设置。

2 点柱式分层充填采矿法

2.1 采矿方法及工艺流程

采场平面结构示意图

采用下盘脉外斜坡道、脉外分段巷的采准方式。由分段采准干线掘进至采场回采联道，每个分段回采5个分层，分层高度为4m。第一分层联络道按≤15%下坡掘进，后四个分层联络道以挑顶、垫底方式进行，最大爬坡(最上层)不大于10°。在第一分段巷掘进坡度≤15%的下山到达矿体后，在采场中央沿矿体走向掘进切割巷道至矿房边界矿柱，矿体厚的按11m左右间距平行施工多条切割横巷,分回采单元的沿回采单元全宽拉开，即完成矿体切割工作。

回采工作由分段回采联道进入采场挑顶开始，挑至设计分层顶板标高后向两帮拉开工作面，采用由采场中间向两侧前进式回采的方式进行推进，形成宽7m，高5m的回采进路工作面，相邻回采工作面先保留4m宽条柱。采场内回采顺序遵循由采联向两翼留条柱、由两翼向中间剔出点柱，先上盘后下盘的回采顺序，直至采至采场设计边界，回采工作完成。本方法留条形间柱、规则点柱，这些矿柱作为永久损失。分层采场结束前可以考虑将条柱变为点柱，减少矿柱永久损失。

2.2 工艺流程

凿岩→爆破→顶帮板支护→矿石铲装运输→充填及养护→进入第二分层循环......

2.2.1 凿岩

以Bomer281凿岩台车为主YT28型气腿式凿岩机为辅进行凿岩，炮孔在矿柱间呈拱形布置，拱形落矿，孔深3.5m，孔径φ 43mm～45mm。正常落矿层超前光爆层1个循环进行施工，采用大孔距小抗线的穿爆方式，抵抗线高度自下向上分别为0.5m、0.6m、0.65m，炮孔密集系数为2.15～2.8。

2.2.2 爆破

选用2#岩石炸药，采用人工装药。正常落矿孔单炮头密集装药，装药系数≤0.8，采用非电毫秒导爆管，激发器激发磁电雷管，同时引发爆破导爆管。光爆孔同段间隔装药，装药系数≤0.4，单孔装药量≤0.9kg，采用导爆索起爆，光爆层采用齐发起爆。

2.2.3 顶帮板管理

为确保凿岩和出矿的安全，爆破后要进行通风工作，确保通风良好后再进行顶板检查和撬毛作业，由撬毛车进行清理。之后，采用山特维特的锚杆台车进行锚杆支护，对于稳固性较差矿段，可根据具体情况采用其他支护形式。

2.2.4 矿石的铲装运输

在采场内由选用3m3地下内燃铲运机进行铲装工作，装入卡车运出采场,直接倒入分段溜井。

2.2.5 采场充填及养护

采场第一分层回采结束后，先按设计要进行钢筋网铺设，采用∮12螺纹钢筋@200mm网度，首层充填高度3.5m，为尾砂胶结充填，灰砂比为1：6。其他分层回采结束后采用尾砂混合充填，尾砂充填高度3.5m，每分层最后0.5m都要进行尾砂胶结充填，灰砂比为1：6，且每分层充填时要预留1.5m以上空间不充。在充填养护期（7d）满后可进行下一分层的回采工作。

3 结语

点柱式分层充填采矿法在实际的作业过程中，优势明显：①作业灵活。由于矿体呈缓倾斜，在各分段的矿柱预留上，除了主要的矿柱无法更改以外，其他矿柱一般结合废石区域而设定，减少了矿石的损失与贫化。②充填废石调节使用率高。由于作业迎头较多，采切与回采同步进行，废石一般通过无轨运输直接倒入需要充填的采场，减少了不必要成本的损失，且有利于采场的顺利衔接。③有利于地压控制，采准工程布置脉外，有利于提高采场的生产能力，采切工程能避开坚韧角岩，降低成本。存在的主要问题是受点柱影响，铲运机的出矿效率低于正常水平。各采场开采必须在高度和顺序是加以控制，生产管理难度增加。因此，必须加强矿山科学管理。2011年至今，该采矿方法在云南大红山Ⅰ号铜矿带的生产中安全高效的已达到年产200万吨的骄人成果。

倪跃辉(1978-)，男，助理工程师，244000安徽省铜陵市铜官山区