海南山金公司薄矿脉削壁充填采矿法的应用

张英磊，李 阳，孙长胜

（海南山金矿业有限公司，海南 乐东 572531）

在以往金矿开采工作当中，对于急倾斜薄矿脉矿山，通常情况下采用的是无底柱浅孔留矿法来进行开采，这种开采工的方法，在结构和生产工艺流程上比较简单，管理工作更加方便，可以使用矿石自动进行放矿工作，采场工程量小，采矿工作成本较低。在实践工作过程中，因为矿脉厚度相对较薄，为了有效满足后续的作业工作要求，需要回采部分下盘的围岩结构，造成工作人员需要在较大的暴露面环境下来进行工作，人身安全无法得到保证，特别是在回采急倾斜破碎薄矿脉地带，这一问题表现更加明显，甚至还存在个别的回采场达到20m高度之后，经常会出现冒顶问题，对工作人员的人身安全造成巨大威胁，最终造成整个财产无法继续进行开采，形成的经济损失比较严重。与此同时，因为岩石破碎程度相对较高，采场当中普遍存在开采幅度较大，贫化率过高，通常长80%以上造成大量的废石混入到矿体当中，加大了选矿工作成本，同时也会造成部分贵金属的损失。基于此需要有效结合矿体赋存特点，包含急倾斜破碎薄矿脉，开采工作单位提出使用削壁充填采矿法来进行回采工作，并且展开了一系列工业试验。

1 抱伦金矿与开拓方式

1.1 金矿概况

抱伦金矿矿脉为含金石英脉和含金蚀变岩型中温变质热液矿床。矿体严格受矿化破碎带控制。目前，矿山探明断裂构造破碎带共13条，除Tr13破碎带不同方向外，其它12条破碎带基本上平行产出。破碎带间距一般为50m～80m，走向330°～355°，倾向240°～265°，倾角55°～82°，破碎带长400m～2070m，宽一般10m～50m，最宽120m。矿化破碎带内共圈定矿体27个，矿体长度70m～1240m，厚度0.20m～7.84m，一般1.06m～3.03m，矿体平均品位1.00g/t～29.30g/t[1]。

矿山采用平硐、盲斜井和盲竖井联合开拓方式，无底柱浅孔留矿法采矿。目前，矿山开采主要集中在Tr1构造破碎带中豪岗岭矿段，破碎带走向330°～355°，倾向240°～265°。开采对象主要为V1～V15矿体，矿体厚度较小，平均厚度为0.6m，且矿体形状变化较大，所处地层断层较多，矿体不连续，出现尖灭侧覆现象。豪岗岭矿段300m水平以上大部分矿体已开采完毕，民采空区和矿山开采空区多，并且大部分已连接贯通。

1.2 开拓方式

抱伦金矿采用平硐+盲斜井+盲竖井联合开拓方式，目前共形成14个中段，如图2所示，其中采用平硐开拓的有+400中段、+370中段、+335中段、+300中段、+248中段；采用平硐+盲斜井开拓，三号坑有+275中段、+250中段，二号坑有+215中段、+190中段、+160中段、+130中段、+75中段、+25中段，230斜井有+130中段、+75中段、+25。

图2 探矿巷的倾角及矿柱

中段；采用竖井开拓的有+215中段、+130中段、+25中段、-25中段和-75中段[2]。

2 采矿工作方法分析

该金矿之前经历过民间开采，后续展开有规划性的正规开采工作，在民采工作过程中，主要使用的是“之”字型的空场法来进行开采，在后续进行正规开采工作之后，矿山开采工作单位使用的是无底柱前孔留矿法，与中深孔分段空场法。其中因为中深孔分段空场法，在开采工作过程中形成了较大规模的采空区域，造成采空区域出现明显的塌陷问题直通道地表结构，给整个矿山的安全生产工作，以及周围的环境保护工作，形成了较大的影响。现在的矿山已经废弃使用中深孔分段矿方法，并且对削壁填充法进行深入研究和使用。

2.1 浅孔留矿法回采法分析

浅孔留矿法回采的矿房在回采过程中常常会遇到一种如下形状的矿脉。

图1 浅孔留矿法回采矿房所呈现的矿脉形状

而目前我们常常是按照如下方法回采：依然采用浅孔留矿法回采，随着矿体逐层回采的同时，超前2m～4m施工一条倾角为50°的探矿巷，探矿巷以下的矿体留作矿柱，待后期再进行设计回收[3]。

通过多年的观察总结，建议可将左半部分矿体采用浅孔留矿法回采，右半部分矿体采用削壁充填法回采，中间砌筑混凝土隔墙，右半部分超前左半部分1m～2m高，并将采下的矿石人工倒运至左半部分，这样做可以一次性将矿体回收，降低了后期回采那部分残余矿体的投入。

2.2 削壁充填采矿的几种变形工作方案

矿山在长期削壁填充采矿法的适用工作过程中，需要基于矿体赋存条件及其围岩结构构筑情况，在削壁充填采矿法的基础工作方案上，有效探索出适合企业采矿工作的一种变形工作方案，有效解决实际生产工作过程中所存在的技术难题具体如下。

第一，矿脉在整个开采厂内部的走向变化幅度相对较小，矿脉产状比较稳定的条件下，可以通过使用体积更小、质量更轻移动效率更快的7.5KW，小型电耙使用向上倾斜5°～6°的工作面，可以有效提高采矿生产工作效率和安全性，同时可以有效降低工作人员的工作强度。

第二，使用外取料干式充填采矿工作方式。当矿脉厚度超过1.0m的条件下，上下盘的围岩结构稳定性相对较低，通过使用充填采矿工作方法，在上部的中段位置去充填料进行填充处理，可以有效解决回采工作过程中，不允许存在较大暴露面积而形成的安全隐患问题。

第三，层面小硐取料填充采矿工作方法。由于矿脉变化程度相对较大，局部矿脉厚度超过1.0m，同时围岩结构不稳定的条件下，在下盘垂直矿脉走向上需要打小硐进行充填，可以有效控制局部位置采幅宽度，提高采矿工作效率和稳定性[3]。

2.3 回采工艺技术

在开采场当中使用YT-24或YSP-45型凿岩机设备，沿着矿体延伸方向设置炮孔，炮孔整体呈“一”字型或者“之”字形，排列炮孔的孔间距范围在0.6m～0.8m之间，孔洞深度在1.2m～1.5m之间，使用的是岩石炸药、火雷管起爆、先爆矿体保证崩落下来的矿石直接掉落在拉底巷道当中，然后使用小型胶轮运输车辆，将掉落下来的矿石直接输送到溜矿井当中，从运输巷道中的溜井放矿闸门，直接输送到矿车内运出坑道。因为，矿体的厚度相对较小，因此为了有效创造出必要的采矿工作空间，必须要崩落围岩结构崩落下来的围岩结构，作为其中的干式填充料，直接充填在采空区域范围之内，作为下一个分层回采工作平台，起到了支撑上下盘围岩结构的作用和效果。

2.4 矿岩分采,采场充填

因为矿体的厚度相对较薄，在开采工作过程中需要大面积的崩落围岩结构，崩落围堰结构和落矿工作之间需要同步进行，会造成矿石产生较大的贫化情况，为了全面提高矿石的开采工作质量，需要进行矿石到分部开采，根据矿体及其作为围岩结构的物理性能以及围岩结构的稳定性情况，矿岩开采工作过程中可以考虑使用以下几种方式：第一，选落矿之后爆破下盘围岩部分；第二，先落矿之后爆上盘围岩部分；第三，先爆破下盘围岩后进行落矿；第四，先爆破上盘围岩部分然后进行落矿。基于本次金矿开采工作条件情况，下盘的围岩部分规划程度相对较高，可爆破性能更好，矿脉的氧化程度相对较高，同时破碎程度和稳定性相对较差，如果先爆破围岩结构，则矿体无法直接进行保存，因此通过使用先落矿后，爆破下盘围岩结构的方式来进行开采[4]。

采场充填主要是以凿岩爆破方式为主，基于干式充填料的方法进行采场充填，崩落围岩结构的厚度大小和矿体结构厚度、岩石松散系数以及最小的采幅量之间有着直接的关联，如果矿体较薄最小采幅量大小，需要控制在1.0m左右崩落的围岩结构，由于体积膨胀会造成充填料的体积过剩，此时开采场当中需要设置废石溜井，方便放出充填料多余的部分。如果矿体的厚度上较大则充填材料也需要进一步加大，此时需要保证崩落更厚的围岩层。

2.5 矿石搬运

掉落下来的矿石需要使用钢板焊接的胶轮运矿车辆，或者是人工进行运输，将矿石直接输送到溜矿井当中。采场当中的溜矿井之间的间距大小，主要取决于运输方法和设备类型，人工搬运过程中矿井之间的间距大小需要控制在10m左右，胶轮运矿车辆搬运最大的间距大小可以扩大到15～20m之间，小型的电耙搬运溜矿井之间的间距大小设置为25m。

2.6 架设顺路溜矿井

在矿石搬运工作完成之后，可以进行崩落围岩的凿岩工作，并且可以通过使用坑木将其制作成长方形的框架结构，顺路架设溜矿井。在进行围岩爆破工作之前，可以通过使用木板或者是钢板，将顺路溜矿井盖上，防止出现废石直接掉落到溜矿井内部，并且也起到了溜矿井的防护作用和效果。通过使用木支架搭设顺路溜矿井，对木材的消耗量相对较大，为了有效控制木材的消耗量，可以通过使用铁板卷成直径大小范围，在1.0m～1.5m之间的圆形筒，并且逐节进行连接。通过这种方法操作比较简单、适用性更强，同时经济效益也更加明显，但是在耐磨性能上相对较差。

2.7 矿柱回采

采场中的间柱回采工作中，使用隔中段前孔一次爆破回填工作方法，因为填料和建筑相互之间不存在隔离层，回采工作过程中矿石的损失贫化率相对较高，如果矿石的品位较低同时矿体较薄，则可以将其作为永久损失不进行回采工作。矿体结构的顶部柱回采工作，可以使用后退式回采工作方法，通过使用矿房回采出矿工作系统上采本中段的顶柱部分，并且实现将上中段抵住同步进行回采，矿柱回采工作过程中不能破坏原有生产工作中的通风系统。矿柱回采的矿石损失贫化率相对较高，同时生产能力相对较低，其中还存在一些不稳定性因素。当矿石品位相对较高、厚度大小适中的情况下，可以在采场的抵住位置上，通过建造混凝土或者是钢盘混凝土隔离层，也可以建设人工混凝土底柱，进一步改善矿柱的回采工作条件，保证开采工作的安全稳定进行。

3 结语

现阶段，削壁充填采矿法主要适合于急倾斜极薄矿脉的回采,对极薄矿脉的开采降低矿石的损失和贫化有着非常明显的工作优势。该开采场的开采工作已经基本完成，通过使用削壁充填采矿工作方法，在急倾斜破碎矿脉当中的有效使用，在整个开采工作的效率和经济效益方面非常明显，整个开采工作现场的环境安全得到了全面改善，没有产生比较严重的冒顶问题，工作人员的人身安全得到了充分保证。