吉林省桦甸市老牛沟金矿107-1号矿体开采设计

于志鹏

吉林省有色金属地质勘查局六〇四队，吉林 吉林市 132000

0 引言

吉林省桦甸市老牛沟金矿经过多年的地质勘查工作，取得了较好的地质效果。矿区周围具备交通方便，水源充足，电力充沛等外部条件。在矿山建设中做好环保等配套设施，力求将其不利影响降至最低，符合国家有关规定，建成后会得到当地居民支持。投产后能够多创利税，创造就业机会，促进地区经济的发展，提高当地人民生活水平。

1 概况

老牛沟金矿共探获了9条矿体，其中主矿体107-1具有矿体规模较大、系统稳定、品位较高的特点，且矿体集中，易采、选，水文地质条件简单。107-1号主矿体分布在119—85号勘探线之间，为中型规模矿体。矿体形态呈脉状、透镜状，赋存于新太古界夹皮沟岩群老牛沟岩组花岗质片麻岩的层间破碎带之中，斜列式分布，走向290°～320°，倾向北东，倾角52°～84°，产状与地层基本一致，埋藏深度167 ～554 m，赋存标高312～-73 m，为隐伏矿体，平面及剖面上具有舒缓波状、收缩膨大、分支复合现象。

矿体平均厚度2.28 m，矿体平均品位7.33×10-6，品位变化系数90.18%，属均匀型。

2 开采方式

107-1号主矿体为陡倾斜矿体，且埋藏较深，如采用露天开采，其剥采比很大，不具备可行性。矿区附近地表为林地，征地费用很高，征地难度很大进度推进困难，大面积征地不具备可行性。矿山目前存在一条探矿竖井和三层坑道可以利旧。从剥采比，征地费用、可利旧工程三个方面考虑，该矿山不宜采用露天开采，设计采用地下开采方式。

3 采矿方法

3.1 采矿方法选择

设计开采矿体赋存条件具体如下：

①矿体倾角：52～84°，集中在75°上下；

②矿体厚度：0.8～5.63，集中在2 m上下；

③矿体间距：5～10 m；

④矿石性质：含金黄铁矿石英脉型，稳固性好；

⑤围岩性质：以角闪斜长质片麻岩为主，稳固性好；

⑥矿体夹石：只有两处，厚度0.5～3.3 m，为蚀变花岗质片麻岩，蚀变较强；

⑦矿石价值：品位较高，价值较高；

⑧其他：矿石无结块性、自燃性，地表允许陷落。

矿体属陡倾斜薄矿体，产状变化不大，矿石品位及价值均较高，不宜采用损失贫化较大的崩落法开采。矿岩总体较稳固，但在接触面上存在绿泥石化和绢云母化的蚀变带，稳固性有所降低。空场法回收率低，不适用于稳固性差的矿体开采。采用充填法开采，加强空帮的临时支护，减小上盘及顶板的暴露面积，缩短暴露时间，从而降低采矿损失率和矿石贫化率。

综上，设计推荐采用干式充填法开采。

3.2 回采工艺及设备选型

（1）矿块布置及结构参数见表1。

表 1 矿块结构参数表Table 1 Parameter table of ore block structure

（2）采切系统

采准工程包括：穿脉巷道、顺路通风井、装矿巷道、（顺路）溜井、充填进路、充填井。

在矿体下盘5～8 m外，掘进脉外运输巷道（净断面=5.49 m2），一般不支护，不稳固区段采用锚杆、锚网或锚网喷支护。在脉外运输巷道内，每隔40～50 m，垂直矿体走向掘进穿脉巷道（净断面积=5 m2）控制矿体，穿脉巷道穿过矿体1 m左右为宜，一般不支护，不稳固区段采用锚杆或锚网支护。在穿脉巷道内，靠近矿体下盘位置施工顺路通风井（净断面积=2.7 m2），与上中段穿脉巷道连通。另在脉外运输巷道内，每隔10 m布置1条进路与矿体连通，其中靠近矿房两侧的进路作装矿进路（断面同穿脉巷道），位于中间的进路作为充填进路（断面同穿脉巷道）。在装矿进路端部设顺路溜井，溜井底部设漏斗，用于放矿。在切割层中部施工充填井（净断面积=2.7 m2）与上中段充填进路连接，用于充填料的下放。（见图1）

切割工程包括：切割层。在矿房内底部沿矿体走向掘进拉底巷道，爆破扩大后形成切割层（净断面尺寸 =5.2 m2）。

（3）回采工艺和设备选型

矿房内总体自下而上分层回采，工作面采用1台YT-27型凿岩机钻凿上向浅孔落矿，炮孔呈“之”字型布置，炮孔深度2.0～2.5 m，孔间距0.8～1.0 m，排间距0.8 m。采用2#岩石乳化炸药爆破，人工装药，毫秒导爆管雷管起爆。为减少矿石损失和贫化，落矿前应在废石充填料上铺设废旧胶带、钢板等材料。顺路溜井底部铺设钢板并设漏斗，上部设格筛。每次放出矿量，要保证回采作业面的高度为1.8 m。当发现溜井出现悬拱、卡矿时应停止作业，妥善处理后，方准继续作业。对于块度较大的矿石（＞300 mm）在采场内，采用打孔装药的方法进行二次破碎。

（4）矿房充填

每一分层矿石出矿完毕后，即可进行采场充填。充填的厚度以保证回采时作业高度在1.8 m为宜。充填过程中要尽量采用块度较小的废石，加强检查，尽量铺平踩实，尽量保证充填料密实、平整，没有空洞。充填料可就近掘进取石巷道，采废石充填空区。

（5）采场支护

采场在下一班凿岩之前进行撬毛和支护，对不稳固地段应注意加强支护。作业空间可以满足锚杆钻机钻进要求时，应尽量采用锚杆支护、锚网支护，受作业空间狭小无法采用锚杆支护时可采用木支护，以确保采场稳定与安全。

（6）矿柱回采与空区处理

图1 干式充填法设计图Fig.1 Design drawing of dry filling method

表 2 采矿综合技术指标表Table 2 Comprehensive technical index of mining

矿块顶底柱均不回收，矿房回采完毕后空区被废石充填无需处理。对于局部品位较高的矿段可采用混凝土假底柱置换底柱矿柱以提高回收率。钢筋混凝土假底采用双层网布置，网度200 mm×200 mm，主筋采用φ16钢筋，副筋采用φ12钢筋。垂直两帮布置锚杆，锚杆必须锚固到稳固的岩体中， 锚杆间距1.0 m，锚杆直径40 mm，长1.4～2.0 m， 外露长度不小于200 mm，与钢筋网焊接。采用 C20混凝土浇筑，混凝土厚度 400～500 mm。

4 采矿综合技术指标

根据本次设计，得出老牛沟金矿采用干式充填法的采矿综合技术指标，见表2。

5 评价

采用干式充填法具有以下优点：（1）矿石损失、贫化小并能够比较有效的维护围岩，减少围岩的移动和防止大量冒落，对地表破坏程度小；（2）矿山只在基建期产生废石，投产后废石全部充填进入井下，矿山最终产品为含金银矿石，矿石全部外售，对本地环境影响甚微，环境恢复快，符合绿色开采的方针。