某矿山开拓回采方案优化选择研究

叶自欢

（江铜集团德兴铜矿，江西 德兴 334200）

1 研究背景

某矿山属已建矿山，开采矿种为金矿、金银矿，生产规模为6万吨/年。本矿采用地下开采，开采对象虽为多条近平行的矿体，但部分矿体之间相距较近，彼此间的开采活动会互相影响，各个中段可同时布置的有效矿块数有限。文根据矿体的赋存状况、开采技术条件，兼顾矿山的生产规模、矿石价值、矿山已有的工程以及现有的技术力量等情况，拟采用浅孔留矿法及无底柱浅孔留矿法。浅孔留矿法对急倾斜薄矿脉的矿体开采是一种有效的采矿方法，具有高效低耗与工艺简单等优点[1，2]；无底柱浅孔留矿法在中小矿山开采急倾斜薄矿脉时，可降低矿石损失率，提高矿山开采安全性，提高矿山综合效益[3-5]。

2 开拓方案选择

根据矿体的赋存特点及现有探采硐的实际分布情况及拟采用的开采方式，以南侧山沟为界将整个矿山分为南北两个采场。

2.1 北采场

目前原采矿证内已采用平硐—溜井开拓，已施工有多条平硐，斜坡道最低已探矿至230m水平。采出的矿石通过溜井溜放至260m主运输平硐后再转运至选矿厂加工。拟结合本采区已有的平硐继续对矿区内已探明的金矿体进行如下开拓：①260m以上各中段继续采用平硐—溜井开拓；②南东采区260m～200m采用平硐—斜坡道；③南东采区200m以下至27m和北西采区280m以下采用盲斜井开拓方式。

2.2 南采场

采用平硐开拓，设计拟结合本采场已有的平硐继续对矿区内已探明的矿体进行平硐开拓。中段高度取45m，共设有300m（残采、回风）、255m等两个中段，井下各中段巷道布置在下盘矿体脉外，中段之间采用天井相连，以确保人行、通风安全。

3 地下开采

3.1 矿床开采顺序

沿垂直方向上将矿体划分为不同的中段，每一中段内，沿矿体走向布置采场。中段间回采顺序：中段一般自上而下进行回采，沿矿体倾斜上下相对应布置的采场，禁止同时回采，只有上部矿房回采结束后，方准回采下部矿房。中段内相邻矿体回采顺序：中段内有多条矿体，一般先采上盘矿体，后采下盘矿体。中段内回采顺序：每条矿体回采，均沿走向采用后退式开采顺序。

3.2 生产能力、工作制度及服务年限

（1）生产能力：6×104t/a。

（2）工作制度：连续工作制，即每年工作330天，每天3班，每班工作8小时。

（3）生产能力验证（按同时可采可布矿块数验证）。

按同时可采可布矿房数验证：本次设计矿山采用浅孔留矿法采矿，按矿块生产能力80t/d考虑，单个水平开采最少可布置6个矿块，地质影响因素取0.7，副产矿石率10%，则本矿的生产能力为：

式中：A——矿山的生产能力，t/d；

N——同时可采可布矿房数，个；

q——矿房生产能力，t/d；

E——地质影响因素；

K——矿块利用系数；

Z——副产矿石率，取10%。

（4）服务年限：根据矿山设计开采的金银矿储量及其生产规模，矿石回采率取85%，矿石贫化率取15%，则矿山的开采服务年限为：

式中：Q——设计利用资源储量，104t；

α——矿石回采率，取85%；

β——矿石贫化率，取15%。

经式（1）及式（2）计算，本矿的生产服务年限约14年，其中基建期1年，正常生产12年，减产、扫尾共1年。

3.3 开采技术条件和水文地质条件对采矿方法选择的影响

本矿区矿体主要呈脉状或薄脉状等赋存于构造破碎带中。矿体赋存标高在27m～515m之间，倾角在45°～88°之间，真厚度0.53m～18.07m，平均厚度0.86～3.47m。矿体顶底板岩石以碎裂岩为主，其次为碎裂岩化岩石，矿岩稳固性较好。矿体较新鲜，呈块状，矿体岩石坚硬，稳固性较好，矿区工程地质条件属中等类型。

3.4 采矿方法

根据矿体的赋存状况、开采技术条件，兼顾矿山的生产规模、矿石价值、井下运输方式和矿山的技术力量等情况。推荐矿山仍选用矿山现有的生产工艺简单，管理方便，矿石回采率高、采矿成本低的浅孔留矿法及无底柱浅孔留矿法。

3.4.1 矿块的结构参数

（1）浅孔留矿法：矿块沿走向布置，长30m～50m，宽为矿体厚度，中段高度20m～43m；间柱宽6m～8m；顶柱高3m～5m；底柱高5m～6m；联络道间距4m～5m；漏斗间距：5m～6m。在矿体内靠下盘沿脉施工运矿平巷，在矿块两端施工天井，天井布置在间柱中，规格1.5～2.0×2.0～2.2m2，每隔4m～5m凿断面为2.2×1.5m2的人行联络巷通往采场，采场两端的人行联络巷应错开布置，最后施工拉底切割平巷及漏斗。参照类似矿山，采切工程量取20m/kt。

（2）无底柱浅孔留矿法：采场结构参数矿块沿走向布置，长30m～50m，宽为矿体厚度，中段高度20m～40m；间柱宽6m～8m；顶柱高3m～5m；底柱高5m～6m；联络道间距4m～5m；出矿进路间距10m～12m。首先由中段运输平巷在划定的矿块两端掘穿脉平巷，在间柱中央掘采准天井通至上个中段的穿脉回风平巷，然后在垂直阶段高度上，每隔4m～5m凿断面为2.2×1.5m2的人行联络巷通往采场，采场两端的人行联络巷应错开布置，在矿房底部开凿崭沟和出矿进路，出矿进路间距10m～12m，随后在矿房底部施工拉底平巷，并扩大为高约2m的拉底层。

3.4.2 主要技术指标

浅孔留矿法：矿块生产能力80（t/d），矿块回采率87（%），矿块贫化率13（%），矿块回采率86（%），矿块贫化率14（%）；无底柱浅孔留矿法：矿块生产能力120（t/d），矿块回采率85（%），矿块贫化率15（%），矿块回采率86（%），矿块贫化率14（%）。