云南个旧某锡铜矿采矿方法优化及应用

吕海青 张丹丹 余 璨 王文丽 何冬梅

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司）

云南某锡铜矿是以坑下矿脉开采为主的大型采选联合矿山，开拓系统为平硐、盲斜井联合开拓为主。矿区内矿体主要赋存于岩体接触带及断裂构造旁侧，矿体及围岩稳固性较差，故矿山采场稳定性问题突出［1-3］。矿山原采矿方法为浅孔留矿法，具有采准工程量小、回采工艺简单的优势，但地压问题突出且采矿损失率大［4-8］。此外，矿区深部赋存部分倾斜—急倾斜厚矿体，在采矿过程中，急倾斜厚矿体的凿岩、爆破、支护、矿石搬运等工作多是在大面积暴露的顶板环境下实施，采场内工作环境差，作业人员安全保障较低。此外，倾斜—急倾斜厚矿体的顶底柱高度、采场宽度等参数难以控制，兼之矿体厚度较大，会造成顶板暴露面积过大，同样无法保障中段、采场等地下构筑物的安全，并造成矿石的不必要损失。因此，为保障云南某锡铜矿矿山持续稳定生产，亟需对原采矿方法进行改进。本项目根据矿体赋存条件，结合开采技术条件，进行采矿方法优化研究，以期提高矿山生产效率。

1 工程概况

云南个旧某锡铜矿位于个旧马拉格矿田北缘，矿化与岩浆活动、断裂活动及岩浆期后热液活动的赤铁矿化、褐铁矿化、铁锰矿化关系密切，发育多种矿（化）体：层间氧化矿主要赋存于中三叠统个旧组马拉格段三段~四段（T2g24~T2g23）层位接触的剥离带内；氧化锡铅矿赋存于断裂构造及旁侧的灰岩与白云岩互层部位；硫化锡铜矿主要赋存于花岗岩与碳酸盐岩接触带附近。矿体多呈似层状、透镜状及豆荚状产出，厚度变化较大（0.1~19.7 m），厚度大于15 m的厚矿体占矿区35%以上（表1）。矿体产状变化较大，走向呈近SN向、NE向、NW向，倾角多集中于45~68°。矿区内矿石为含锡氧化矿和含铜硫化矿2类，主要矿物为褐铁矿、锡石、方铅矿、水锰矿、电气石等。

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2 开采技术条件

矿区内矿体均位于当地最低侵蚀基准面（1 320 m）之上，大气降雨为地下水主要补给，水文地质条件属基岩裂隙水直接充水的简单偏中等类型，随着矿山开拓系统范围的扩大，地表沟水下渗补给面积增大，导致地表水渗补补给量增大，水文地质条件复杂性随之变化。此外，矿区开采工程地质条件较好，矿体顶底板及井巷围岩以坚硬岩组为主，较为稳定，但矿区内不良结构面较为发育，兼之矿（化）体多赋存于断裂破碎带之上，工程条件随之变差。随着矿山开采面积的不断扩大，地下采空区不断增多，矿山开采活动可能诱发采空区变形塌陷、地表滑坡、地裂缝及泥石流等地质灾害，在暴露面积较大的断裂地段可能诱发冒顶、侧壁塌陷等工程地质问题。

3 采矿方法

3.1 采矿方法比选

采矿方法选取受矿体空间形态、厚度变化、倾角及围岩等条件的限制。由表2可知，浅孔留矿法多适用于薄矿体开采活动，且要求围岩稳固性好。前已述及，云南某锡铜矿矿体厚度、倾角相对较大，当矿山利用该方法进行开采时，将面临采矿损失率高、安全性差的问题，故单一的浅孔留矿法无法满足矿山开采实际。结合类似矿山开采技术条件及采矿方法实践，在沿用矿山已有浅孔留矿法的基础上，同时采用有底柱分段崩落法［9-10］、全面采矿法［11-14］进行开采，3种方法的适用条件及优劣势详见表2。

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3.2 浅孔留矿法

浅孔留矿法主要用于开采4号、12-3号厚度小于6 m的矿段，矿块沿矿体走向连续布置，矿块长度50 m，宽度为矿体水平厚度，4号、12-3号矿体中段高度分别为45、50 m，矿块间柱6 m，顶底柱高6 m。中段运输平巷沿矿体走向用沿脉装车方式布置于下盘，在运输大巷向矿体下盘开掘采场溜井，并在脉内回风天井竖直方向每间隔5 m布置联络巷道通向采场。在电耙道内向上开掘斗颈，斗间距6 m（图1）。

回采则采用YT-26型凿岩机浅孔落矿，爆破则选用起爆器+电磁泪光直接引爆导爆管的方式起爆，每一循环爆破结束后，局部均衡放出崩落矿石量的30%以确保采场内凿岩高度2~2.5 m的空间，最后用2DPJ-30型电耙绞车耙至采场溜井，并下放至中段运输平巷装车外运。采用该方法进行开采的技术经济指标详见表3。

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3.3 有底柱分段崩落法

有底柱分段崩落法主要用于开采中等温度以上的倾斜~急倾斜厚大矿体（＞15 m），主要开采对象为矿山12-3号矿体。矿块长度取50 m，宽为矿体水平厚度，斜长取50 m，布置方式根据厚度变化有所不一：在矿体厚度集中于15~20 m地段，沿走向布置；在矿体厚度大于20 m地段，垂直走向布置。沿矿体下盘掘进中段运输巷道，在运输大巷上开掘采掘溜井和人行材料井，垂直矿体走向隔12 m布置电耙道，每隔6 m开壁坎和漏斗口，于运输巷道另一侧布置电耙硐室，脉内布设凿岩天井和凿岩硐室（图2）。

回采自切割上山开始布设凿岩硐室，拉底工程切片后布置中深孔凿岩。采用水平扇形深孔进行落矿，整个采场利用一次分段爆破，并用YQ-100型潜孔钻机凿岩，最小抵抗线2.2~2.5 m，孔深控制在25 m以内。采用有底柱崩落法进行开采的技术经济指标 详见表4。

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3.4 全面采矿法

矿山8-2号、8-5号及8-6号矿体均为赋存于个旧组马拉格段三段~四段（T2g24~T2g23）的层间氧化矿，矿体形态极不规则，多呈扁豆状、透镜状产出，倾角较缓（25°），平均厚度2 m，矿岩稳固性较好，总体属缓倾斜—倾斜薄矿体，故本次研究采用全面采矿法进行开采。根据探采结合的原则，在矿山现有中段运输平巷的基础上，将井田划分为宽度50 m的盘区，工作面沿盘区向其长轴方向推进，采用电耙搬运。盘区倾斜方向留顶柱，宽度为3 m，矿房内保留3 m×3 m不规则点柱，阶段高度为20 m。中段运输平巷沿矿体走向布置于下盘，并在阶段中掘进上山作为开切自由面，底柱中每间隔6 m开漏口，于运输巷道另一侧每间隔12 m布置电耙绞车硐室。

回采自切割上山开始，沿矿体走向一侧全厚一次回采，采用YTP26型凿岩机钻凿浅孔，向切割上山侧向崩矿。崩落矿石则采用2DPJ-30型电耙耙至采场溜井下方至中段运输平巷，装车外运。采用全面法进行开采的技术经济指标详见表5。

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4 生产规模验证

矿山总体属小型矿山规模，本次研究主要对1 600~1 800 m范围内锡、铜矿进行开采。由表6可看出，矿区马拉格矿段、白泥硐矿段各中段生产能力均可达到矿山5万t/a的生产规模，生产能力较大，可达到预期效果。根据出矿进度计划，拟按照从上至下的开采顺序进行开采，矿山服务年限为11 a，同样满足小型矿山的服务年限要求。

5 结论

云南个旧某锡铜矿矿化类型多样，矿体产状多变，开采技术条件复杂，适宜针对不同类型矿（化）体采用相应的采矿方法开采，既保留了传统采矿方法特点，充分运用了原有生产基础，亦具有作业安全性高、生产效率高、劳动强度低的优势。

经矿山现场工业实践应用，浅孔留矿法、有底柱分段崩落法、全面采矿法耦合采矿主要技术经济指标均达到预期，采矿回收率达83%，矿石贫化率控制于12%以内，矿山综合生产能力满足矿山生需求。

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