陳焰苗

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 福建上杭縣 364200)

低品位復(fù)雜鉛鋅礦高效開采采礦方法研究

陳焰苗

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司， 福建上杭縣 364200)

三貴口鉛鋅礦南礦段屬于緩傾斜至急傾斜中厚低品位復(fù)雜礦床，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力前期為5000 t/d，達(dá)產(chǎn)后達(dá)到10000 t/d。因?yàn)榈V體變化大，嚴(yán)重制約了采礦方法的選擇及生產(chǎn)能力的提高。為了實(shí)現(xiàn)礦山安全高效開采的要求，經(jīng)過研究，采用了分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦方法。該方法回采工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)能力大，滿足了礦山安全高效開采的要求。

復(fù)雜礦床；分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦法；回采工藝

0 引 言

三貴口南礦段鉛鋅礦由烏拉特后旗紫金礦業(yè)有限公司開發(fā)建設(shè)，鉛鋅工業(yè)礦體資源量為8766.72 萬t，Pb平均品位0.53%，Zn平均品位2.34%，Pb金屬量46.16萬t，Zn金屬量205.06萬t，另外還伴生有硫、銀元素。

礦區(qū)內(nèi)礦體呈南西——北東展布，南西起40線，北東至88線，走向長(zhǎng)1400m，南北寬約1300m，埋藏標(biāo)高475～880m，最深處位于地表以下665m，最淺處距地表360m。礦床采用主副井＋斜坡道聯(lián)合開拓。礦床主要開采對(duì)象為9－zn、10－1－zn、10－2 －zn、11－3－zn、3－2－zn和2－zn等礦體，根據(jù)礦床開采技術(shù)條件，通過對(duì)礦山生產(chǎn)能力進(jìn)行論證，礦山建設(shè)采用分期達(dá)產(chǎn)，前期規(guī)模5000 t/d，后期規(guī)模10000 t/d。

礦區(qū)內(nèi)礦石資源量大，品位低，礦體數(shù)量多，形態(tài)復(fù)雜，且礦體大部分為緩傾斜——傾斜中厚礦體，多呈疊加產(chǎn)出，開采時(shí)各礦體之間相互影響制約，采切工程多，礦石貧化損失很難控制，屬于極難采類型的礦體，采礦方法選擇既復(fù)雜又重要，采礦方法直接決定礦山能否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，也決定著礦山的整體經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。因此必須找到一種既適合礦山開采技術(shù)條件，又能滿足礦山生產(chǎn)規(guī)模的一種高強(qiáng)度采礦方法，最終實(shí)現(xiàn)礦山達(dá)產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)礦山開采綜合經(jīng)濟(jì)效益最大化創(chuàng)造條件。

1 開采技術(shù)條件

礦山先開采9－zn礦體，為本區(qū)最大的鋅礦體，Zn平均品位2.30%，Pb平均品位0.54%，TS7.76%。礦體隨地層緩褶曲，在40～88線延續(xù)分布，走向長(zhǎng)1020m，傾向延深1190(56線)～1250m(64線)，礦體厚度2～28m，傾角10°～90°。

2 分段出礦中深孔連續(xù)回采方案

根據(jù)三貴口南礦段開采技術(shù)條件對(duì)采礦方法的要求，以及礦山已確定的用崩落法開采的框架路線，對(duì)于緩傾斜、傾斜、急傾斜中厚礦體，在技術(shù)上初步可行的采礦方法有:分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦法、中深孔切頂房柱法[3]、高分段爆力運(yùn)礦空?qǐng)龇╗4-6]、底盤漏斗連續(xù)回采分段礦房法[7-8]，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，根據(jù)該礦礦體賦存的特殊性，選擇分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦法作為該礦緩傾斜、傾斜、急傾斜中厚礦體的開采方法。

2.1 采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)

一般情況下，盤區(qū)走向長(zhǎng)為240m以內(nèi)，鄰近的多層或單層礦體可組成一個(gè)開采盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)每層礦體沿走向劃分成礦塊，礦塊沿礦體走向布置，每個(gè)盤區(qū)可布置3個(gè)礦塊。礦塊中段高50m，長(zhǎng)80m，寬為礦體厚度。礦塊內(nèi)分第一步驟回采礦房，礦房參數(shù)大約為高42.5m左右，長(zhǎng)68m，寬為礦體厚度，中段內(nèi)各礦房之間留12m礦柱用于布置采準(zhǔn)工程，各中段之間留水平寬度為10m的礦柱用于隔離上下兩個(gè)中段回采礦房。中段內(nèi)設(shè)分段，分段高度依據(jù)鑿巖爆破要求而定，一般為13～15m。

2.2 采切工程

考慮施工方便和工程相互利用，各分段之間斜坡道采用直線貫通，采用各分段穿脈巷道做轉(zhuǎn)向巷道；在各采場(chǎng)之間的寬礦柱內(nèi)垂直于該礦柱布置分段出礦兼探礦穿脈，該穿脈貫穿盤區(qū)各層礦體。在分段穿脈巷道外側(cè)距離穿脈3～3.5m處布置溜井，溜井規(guī)格Φ2.5m，溜井和分段之間采用小分支溜井貫通。采場(chǎng)采用塹溝底部結(jié)構(gòu)，離礦體下盤邊界12～18m的范圍內(nèi)，布置下盤沿脈運(yùn)輸巷道，從沿脈運(yùn)輸巷道內(nèi)每隔10～14m向礦體布置裝礦進(jìn)路。于各分段沿脈布置水平鑿巖巷道，需根據(jù)礦體的厚度增加鑿巖巷道；采場(chǎng)中間垂直礦體走向布置切割巷道，在切割巷道內(nèi)靠近一側(cè)布置垂直切割天井貫通上下分段。

2.3 回采工藝

圖1 中深孔連續(xù)回采采礦法

(1)采場(chǎng)鑿巖爆破。采用扇形中深孔鑿巖爆破，鑿巖設(shè)備為YGZ－90機(jī)，鉆頭直徑為60～76mm，炮孔深10～18m。為提高分段的高度，減少采準(zhǔn)工程，靠上盤采用帶5°傾角的炮孔。炮孔排距1. 3～1.8m，孔底距1.3～2.8m。炸藥單耗0.33～0.38 kg/t。采用導(dǎo)爆管雷管起爆。每次爆破2～3排，可多分段同時(shí)爆破。

(2)采場(chǎng)通風(fēng)。采場(chǎng)掘進(jìn)通風(fēng)相對(duì)困難，需用風(fēng)筒和輔助風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。待采場(chǎng)切割天井拉通，開始爆破后，采場(chǎng)通風(fēng)相對(duì)變得容易。新鮮風(fēng)流從采場(chǎng)下部和下盤聯(lián)絡(luò)道、穿脈進(jìn)入采場(chǎng)作業(yè)面，污風(fēng)從上中段回風(fēng)巷排出。

(3)采場(chǎng)出礦。采場(chǎng)底部采用4m3柴油鏟運(yùn)機(jī)出礦，采用進(jìn)路裝礦，鏟裝的礦石運(yùn)入附近溜井或直接裝入汽車，由汽車運(yùn)至中央溜井，下放至537m的破碎站。各分段采用2m3的柴油鏟運(yùn)機(jī)出礦，鏟運(yùn)機(jī)直接在作業(yè)面鏟裝，鏟裝的礦石運(yùn)入附近溜井中，由溜井放入中段漏斗，再由漏斗裝入汽車。本方法回采時(shí)作業(yè)點(diǎn)多，出礦點(diǎn)多，生產(chǎn)能力主要取決于生產(chǎn)組織管理，一般情況下可保證300～500 t/d的出礦能力。

2.4 空區(qū)處理

獨(dú)立的小采空區(qū)(采空區(qū)5萬m3以內(nèi))或者礦體厚度不大的獨(dú)立礦塊，一般情況下，采空區(qū)不需專門處理，采完后封閉，待其自然崩落圍巖充填空區(qū)即可。大范圍的采空區(qū)可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)處理方法，處理方法以崩落采空區(qū)頂板圍巖為主[9-11]。也可采用加入適當(dāng)水泥(50～80 kg/m3)的尾砂充填，加入水泥的目的是為了防止尾砂在井下流動(dòng)，造成重大安全事故。

2.5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

根據(jù)設(shè)計(jì)的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、鑿巖爆破參數(shù)及設(shè)備，計(jì)算的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為:采場(chǎng)生產(chǎn)能力300～500 t/d，貧化率≤16%，損失率≤18%，采切比為43.2m3/kt。

3 生產(chǎn)中存在的主要問題及建議

礦山于2014年9月投產(chǎn)，生產(chǎn)能力達(dá)到前期設(shè)計(jì)的5000 t/d的要求，隨著采礦方法在礦山的全面推廣，生產(chǎn)中也出現(xiàn)了不少問題。

(1)采切比大。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的采礦方法主要在中厚礦體中使用，但是隨著生產(chǎn)的深入，揭露的礦體與原地質(zhì)資料有較大的出入，礦體的厚度大大減少，這是造成采切比過大的主要原因。

(2)貧化率大。9－Zn礦體下盤所揭露的礦巖接觸帶比較破碎，爆破后，大量的圍巖因?yàn)楸频挠绊懓l(fā)生垮冒進(jìn)入礦石中，造成礦石的貧化率增大。

針對(duì)上述問題，經(jīng)過調(diào)研及分析，建議一方面加大探礦的力度及密度，準(zhǔn)確掌握礦體的產(chǎn)狀，根據(jù)產(chǎn)狀選擇合適的采礦方法(比如急傾斜薄礦體可采用淺孔留礦法)；另一方面優(yōu)化鑿巖爆破參數(shù)，礦巖破碎地段采用控制爆破技術(shù)，降低爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保持圍巖穩(wěn)固，可將采礦貧化率控制在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。

4 結(jié) 論

三貴口鉛鋅礦屬于低品位復(fù)雜難采礦床，選擇合適的采礦方法是保證礦山安全高效開采的前提。分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦法具有適用性強(qiáng)、能實(shí)現(xiàn)探采結(jié)合、生產(chǎn)能力大、采礦成本低、回采作業(yè)安全、出礦可調(diào)節(jié)性強(qiáng)及便于生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn)。一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，分段出礦中深孔連續(xù)回采采礦法對(duì)礦山開采技術(shù)條件有很好的適用性。通過前期的生產(chǎn)試驗(yàn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化方案，可為今后礦山生產(chǎn)能力的進(jìn)一步提高提供保證。

[1]《采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》編集委員會(huì).采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)(礦床開采卷下)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1987.

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2015-08-20)

陳焰苗(1968－)，男，安徽安慶人，高級(jí)工程師，主要從事礦山基建、采礦技術(shù)與生產(chǎn)管理工作，Email:chenyanmiao＠163.com。?