无底柱浅孔留矿采矿法在二道沟金矿的优化与应用

李波然 周佳琦

摘要：二道沟金矿正北沟矿区浅孔留矿采矿法生产时采用平底结构和人工出矿方式，存在劳动强度大、出矿效率低等问题，且最终放矿时穿脉之间残留大量矿石，造成矿石永久损失。采用缩短出矿穿距离的方式，将矿石尽可能地放空，降低了穿与穿之间堵塞的几率。通过采用废石分层回填的方法，将沿脉底部高2 m的矿石置换出来，降低了采矿损失率。通过架设废石井等措施，确保了采场安全，降低了采矿损失率和矿石贫化率，有效控制了因上下盘脱落而造成的二次贫化，取得了良好的经济效益。

关键词：急倾斜薄矿体;无底柱浅孔留矿采矿法;平底结构;废石分层充填;架设废石井;出矿

中图分类号：TD853.33   文章编号：1001-1277（2021）07-0047-03

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20210709

浅孔留矿采矿法是急倾斜薄至极薄矿体开采应用较为广泛的采矿方法[1-5]。辽宁二道沟黄金矿业有限责任公司（下称“二道沟金矿”）下辖3个矿区，分别为正北沟矿区、红旗矿区和平房矿区，处理能力分别为400 t/d、400 t/d、200 t/d。其中，正北沟矿区Ⅱ#脉群采用浅孔留矿采矿法开采，该方法具有采场结构和回采工艺简单、便于生产管理、采场生产能力大等优点，但由于采用人工出矿方式，工人劳动强度大、出矿效率低;且上下盘围岩不稳固，导致出矿和撬毛时大量围岩片落，混入矿石中，增加了二次贫化。为有效解决上述问题，正北沟矿区采取了一系列优化措施，包括缩短出矿穿的间距，改变出矿方式，架设废石井等，有效解决了浅孔留矿采矿法在回采过程中存在的矿石贫化率大、采矿损失率大、工人劳动强度高的问题，取得了较好的应用效果和经济效益，单个采场新增经济效益40余万元。

1 工程背景

二道沟金矿正北沟矿区地处辽宁省北票市龙潭乡境内，交通便利，隶属于中国黄金集团有限公司。矿区位于华北地台北缘的努鲁儿虎隆断裂带内，中生代火山断陷盆地边缘努鲁儿虎金矿带上，是典型的火山中、低温热液充填型极薄急倾斜金矿体，走向长数百米至上千米，矿体厚0.05～0.50 m，围岩主要为流纹岩、花岗岩及少量闪长岩。

正北沟矿区开采矿体以Ⅱ#脉群为主，Ⅱ#脉群位于北西向来毛沟构造与近东西向二道沟构造交汇部位，受近东西向构造控制，分支矿脉、平行矿脉较多，走向长540 m左右，倾角70°～80°，矿体平均厚度0.77 m。除金属矿物外，在脉石矿物组成中，高岭土、断层泥含量较多，遇水易膨胀，下盘围岩部分为破碎闪长岩，强度低;上盘围岩为流纹岩，岩体稳固性较好。

2 浅孔留矿采矿法及存在问题

2.1 采矿方法简介

优化前正北沟矿区采用的浅孔留矿采矿法沿走向布置采场，中段高度40.0 m，当采用中央天井时采场长度为60.0～70.0 m，无中央天井时采场长度为40.0～60.0 m。采场底部结构为平底无底柱结构，采准切割工程主要包括脉外运输平巷、穿脉、切割巷等。脉外运输平巷距矿脉外边界6.0 m，穿脉间距6.0 m。回采时，工人直接暴露在采场顶板下作业，采用自下而上分层回采的顺序，每次落矿后放出部分矿石，其余矿石作为下次作业的工作平台，矿房全部回采后进行大量放矿，采场生产能力25 t/d。

2.2 存在问题

1）最终放矿时两穿脉之间的矿石放不出，底部2 m以下的矿石几乎全部无法取出，造成永久损失。

2）采用人工出矿方式，出矿效率低，所需人员多。准备班配备木工1人、平撬工1人、出矿工4人，但每班出矿量仅25 t，作业人员较多，劳动强度大。为改进上述出矿效率低的问题，曾探索和试验过电耙出矿，但由于采准工程量大、出矿效率提高较小，最终放弃使用电耙。

3）由于上下盘围岩存在不稳固的情况，撬毛时部分围岩混入矿石中，增加了矿石贫化率。此外，采场大量放矿时，上下盘围岩的脱落又造成了二次贫化，脱落的大块废石也容易造成出矿穿堵塞。

3 回采工艺优化及应用

为解决上述浅孔留矿采矿法应用过程中的问题，二道沟金矿正北沟矿区采取了一系列的措施。通过调整穿脉间距、底部挂斗、铺设废石垫层、架设废石井等优化措施，达到了降低采矿损失贫化和提高出矿效率、降低劳动强度的要求。

选择在正北沟矿区Ⅱ#-7#脉进行现场试验。改进后的浅孔留矿采矿法如图1所示，采场长60.0 m，穿脉间距5.0 m，采高33.0 m，先行天井在采场正常上采前已经形成，2个人行井作為人员和物料的进出安全口，1个废石井布置在采场上下盘最不稳固的地点。作业人员安排：岩工2人，木工1人，平撬工1人，出矿工2人。

3.1 穿脉间距调整

通过改变穿脉间距，矿石可以全部放出，降低了采矿损失率。将穿脉间距由6.0 m缩短至5.0 m[6]，并将出矿口适当扩刷成喇叭口状。脉内切割巷规格为1.5 m×1.8 m，切割拉底完毕后利用自制的运料机将附近掘进的废石铺到切割层内形成平底结构。运料机由电动滚筒和皮带组成，形状似扒渣机，但没有扒矿前斗，料石采用人工运至皮带。

2021年第7期/第42卷  采矿工程采矿工程  黄 金

第一层铺厚0.3 m的废石，然后在废石上铺一层胶垫准备落矿，落矿后将矿石从采场内全部放出，再撤出胶垫继续回填废石，如此按照上述工艺循环，直至将废石回填到2.0 m高，再采用常规的浅孔留矿采矿法继续回采。这样采场内底部的矿石便可用废石替换，降低了采矿损失率。但是，回填废石期间存在劳动量大、效率低的缺点，若下盘岩石稳定，可以在下盘施工岩硐取料进行回填，可一定程度上缓解上述问题。

3.2 出矿方式优化

采用人工出矿时存在劳动量大、作业人员多的问题，增加了采矿成本。通过挂斗，即在采场底部挂木质溜斗，利用矿石自重放矿的方式将矿石放至矿车，可解决上述问题。挂斗的形式与普通溜井斗有一定区别，其区别在于适当加大尺寸的同时在放矿格上额外增加了大块矿石的放矿格。设置了大块放矿格后，一般的大块可以通过大块放矿格放出，控制了大块堵塞漏斗的几率。经一段时间的放矿统计，效率提高十分明显：出矿工由原来的4人减少为2人，出矿量由25 t/班提高到30 t/班，降低了出矿劳动强度。

3.3 架设废石井

采场内时常存在上下盘不稳定的情况，存在安全隐患的同时增大了矿石贫化率。针对上述情况，通过在采场架设废石井的方法，有效解决了该问题。废石井的架设位置选择在上下盘围岩不稳定的地点，同时要避开出矿穿。架设方式与人行井的架设方式类似，采用圆木架设方框，两侧用一寸木板封闭，废石井的规格需根据整个采场的废石量来确定[7-10]。考虑到废石井的稳定性，宽度一般以采场实际采幅为准，长度在2.0 m左右為宜。废石井随采场的上采顺路架设，通过人工手选的方式将废石运搬到井内，永久地存放在采场内，起到稳固上下盘和降低矿石贫化率的作用。

3.4 经济效益分析

1）通过优化出矿方式，不仅有效降低了劳动强度，也提高了出矿效率，出矿工由原来的4人减少到2人，出矿效率由25 t/班提高到30 t/班。一个采场正常回采时间约6～7个月，出矿工人工成本约3 500元/月，则该项工艺优化后的新增经济效益约为4.2万元。

2）通过在切割巷内铺设废石替换矿石，多回收矿量约350 t，出矿品位约4.3 g/t，新增经济效益约38万元。

4 结 论

针对二道沟金矿正北沟矿区采用浅孔留矿采矿法开采存在的问题，采取了一系列优化措施，取得了较好的效果：

1）穿脉间距由6.0 m缩短至5.0 m，将出矿口改为喇叭状，并采用废石替换工艺，可解决出矿穿底部矿石无法放出的问题。

2）通过在采场底部挂木质溜斗，利用矿石自重放矿至矿车内的方式，出矿效率由原来的25 t/班提高到30 t/班，成效显著。

3）通过在采场内架设废石井的方式，有效解决了废石大量混入矿石的情况，并起到了支撑和加固上下盘围岩的作用，有效降低了二次贫化。

4）经应用，上述优化工艺切实可行，提高了出矿效率、降低了采矿损失贫化，单个采场新增经济效益40余万元。

[参 考 文 献]

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Optimization and application of short-hole shrinkage method

with no sill pillar in Erdaogou Gold Mine

Li Boran1，Zhou Jiaqi2

（1.Liaoning Erdaogou Gold Mining Co.，Ltd.; 2.Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：Zhengbeigou District of Erdaogou Gold Mine manually withdraws ores with flat bottom structures in the process of short-hole shrinkage and suffers intense labor and low ore withdrawing efficiency.Whats more，ores remain between the veins during the final withdrawal and are permanently lost.By shortening of ore drawing distance，the ore is emptied as much as possible，and the possibility of blocking between veins is reduced.The ores 2 m high at the bottom along the vein are replaced by layered waste rock backfills，reducing mining loss rate.Through setting up waste rock shafts，the stope safety is ensured，the mining loss rate and ore dilution rate are reduced，the secondary dilution caused by the upper and lower wall falling is effectively controlled，and good economic benefits are obtained.

Keywords：steeply inclined thin ore body;short-hole shrinkage method with no sill pillar;flat bottom structure;layered waste rock backfill;waster rock shafts setup;ore drawing