馬開川

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663700）

某礦淺孔留礦法采場結(jié)構參數(shù)優(yōu)化研究

馬開川

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663700）

淺孔留礦法具有工藝簡單、易于掌握等特點被普遍使用，但也存在一定的問題。根據(jù)某礦體賦存特點及礦床開采技術條件，結(jié)合多年來礦山生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，文章結(jié)合102礦體具體情況，提出對淺孔留礦法采場結(jié)構參數(shù)的優(yōu)化思路，調(diào)整出礦設備、改進出礦方式，降低了勞動強度，改善了作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。

淺孔留礦法；結(jié)構參數(shù)優(yōu)化；底部結(jié)構；三角礦堆

淺孔留礦法具有工藝簡單、管理方便、設備要求低、采礦成本不高等特點，主要適用于急傾斜極薄礦體，是礦山應用非常廣泛的一種采礦方法。但該采礦方法在傳統(tǒng)的生產(chǎn)實踐中，存在礦石損失大、勞動強度高及機械化水平低等問題。針對上述問題，以某礦102礦體105－106剖為例，提出對該礦淺孔留礦法采場結(jié)構參數(shù)優(yōu)化思路，以提高礦石回收率。

1 礦床技術開發(fā)條件

礦體受北東東向斷裂控制，主要產(chǎn)于中三疊統(tǒng)個舊組卡房段第五層（T2g15）和個舊組卡房段第六層，礦體圍巖主要為大理巖和灰質(zhì)白云巖，大理巖化不強，為微晶至細晶大理巖。礦體形態(tài)簡單，為層狀氧化礦。礦體以銀為主，伴生鉛、鋅等有價元素。銀含量較高，平均品位207 g／t，本次設計采場為某礦102礦體105－106剖，賦存標高1 920～1 990 m之間，呈一陡傾斜脈狀產(chǎn)出，總體走向北75°東，南東傾，傾角75°～90°，長350 m，厚0.80～4 m，平均厚度2.5 m。巖石抗壓強度一般在34.5～66 MPa范圍類，屬堅硬－半堅硬巖組，巖石穩(wěn)固性較好f＝10～12。礦體為塊狀氧化礦，穩(wěn)固性一般，f＝6～8。礦石物理力學性質(zhì)見表1。

表1 礦巖物理力學參數(shù)

2 采礦生產(chǎn)工藝簡介及存在的問題

2.1 采礦方法簡介

根據(jù)礦體地質(zhì)賦存條件、現(xiàn)有探礦工程巷道布置、同類礦體的回采經(jīng)驗分析及經(jīng)濟效益考慮，如果采用其它回采工藝，很容易造成礦石的損失和貧化，成本的增加。為了提高礦石回采率和有效控制礦石貧化率，適合采用淺孔落礦回采工藝［1］。

2.1.1 礦房結(jié)構參數(shù)［2］

礦房沿走向布置，階段高度35 m，礦房長度50 m，礦房寬度即為礦體厚度，間柱6 m，頂柱3 m，底柱5 m。采用漏斗底部結(jié)構。采礦方法采場結(jié)構圖如圖1所示。

2.1.2 采切工程

將現(xiàn)有的平巷作為開拓運輸巷道，沿中段運輸平巷每隔50 m，距底部＋2 m位置掘進穿脈，斷面1.8 m×1.8 m；在穿脈巷道礦體下盤脈外向上掘進人行通風采準天井及放礦天井，貫通上中段，天井斷面1.8 m×1.8 m；在天井垂直方向上每個4～5 m掘進聯(lián)絡道，斷面為1.8 m×1.8 m，長度大于3 m形成通風、人行安全通道。電耙道布置于礦體下盤，漏斗布置于電耙道一側(cè)，每隔6 m掘進出礦斗穿，在出礦斗穿內(nèi)向上掘進斗頸直達礦體，斗穿3 m，斗頸1.5 m，然后擴漏形成喇叭口狀受礦漏斗，使整個漏斗上部全部聯(lián)通形成拉底層。在拉底層進行刷幫擴至礦體的上盤及下盤邊界，拉底層礦石暫時留在礦房內(nèi)作為向上回采的操作平臺，并確保拉底層內(nèi)礦堆大致平整，為后續(xù)的回采工作能夠安全進行。

圖1 采礦法工藝圖

2.1.3 回采工藝及主要設備

1.鑿巖：回采自拉底水平開始，自下而上分層回采，分層高度2～2.5 m，回采工作面為階梯式布置，采用YT－28型氣腿式鑿巖機打上向淺孔爆破落礦。炮孔傾角為40°～60°，孔深1.2～1.8 m，孔徑Φ42 mm，炮孔間距1.0～1.2 m，排距0.8～0.9 m。炮孔視礦體厚度及礦石穩(wěn)固情況，呈“之”字或“一”字形布置［3］，最小抵抗線0.6～0.8 m。

2.采場運搬和放礦：崩下礦石靠自重運搬落入底部塹溝，經(jīng)電耙扒運到礦車，由電機車運至中段溜井。放礦分局部放礦和集中放礦。局部放礦通常是放出30%的礦石，以保持礦房中1.8～2 m的工作面高度。局部放礦后，經(jīng)清理浮石和平場，就可進行下一循環(huán)。采場回采結(jié)束后，可進行大量放礦，但需注意相鄰采場的回采關系。

3.采場通風：新鮮風流由系統(tǒng)風源經(jīng)中段運輸平巷供給，經(jīng)采場電耙道1號天井及聯(lián)絡道進入采場，洗刷工作面后，污風由采場2號天井排往上中段回風道排出地表。

2.2 采礦生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀分析

結(jié)合礦山現(xiàn)有設備及生產(chǎn)工藝，在生產(chǎn)實踐中運用淺孔留礦法主要存在以下幾個方面的問題：

1.礦柱礦量損失大。由于回收頂、底柱及間柱工藝復雜，安全性較差，回收困難，一般不進行回收，因而礦塊回采率降低，礦石損失大。

2.采用底部塹溝電耙受礦，機動性不高，生產(chǎn)率低。主要表現(xiàn)在：出礦時需經(jīng)過電耙兩次耙運后才可耙入礦車，礦石搬運效率低。

3.放礦結(jié)束后，礦房底部留下多個形似三角形礦堆不能進行回收，造成損失。

3 采場結(jié)構參數(shù)優(yōu)化

針對生產(chǎn)工藝上存在的問題，采取對采場結(jié)構參數(shù)的優(yōu)化，以達到提高礦山的生產(chǎn)能力和礦石的回采率，具體從以下幾個方面進行優(yōu)化。

3.1 優(yōu)化礦塊設計參數(shù)

由于該礦體的礦石、圍巖均較為穩(wěn)固，不易垮落，適當增加礦房尺寸是可行的，即將兩個礦房合并為一個礦房，原先兩個礦房中間的間柱可一并進行回采，結(jié)構如圖2所示。具體布置為：

1.礦房結(jié)構參數(shù)。礦房仍沿走向布置，階段高度35 m，礦房長度100 m，礦房寬度即為礦體厚度，間柱6 m，頂柱3 m。

2.采切工程。沿中段運輸平巷每隔50 m掘進穿脈平巷，在脈內(nèi)掘進上向天井，斷面為1.8 m× 1.8 m，在1＃與2＃天井間底部拉通，形成拉底平巷，斷面為2.4 m×2.6 m，為采場回采生產(chǎn)提供自由面和補償空間。同時在階段運輸平巷與拉底平巷之間每隔10～11 m，按134°夾角掘進進路，斷面2.4 m× 2.6 m，轉(zhuǎn)彎半徑按速度1.5 m／s計算［5］，轉(zhuǎn)彎半徑為7 m，其中運輸平巷距離拉底平巷水平距離為8 m（見圖2）。在天井垂直方向上每個4～5 m掘進聯(lián)絡道，斷面為1.8 m×1.8 m，長度3 m形成通風、人行安全通道。其中l(wèi)＃天井聯(lián)絡道只布置在采場一側(cè)，2＃天井作為采場內(nèi)通風天井，不掘進聯(lián)絡道，3＃天井只布置靠近礦塊2側(cè)的聯(lián)絡道；下一采場聯(lián)道的布置，僅布置5＃天井靠近采場一側(cè)即可。4＃天井作為采場內(nèi)通風天井，不掘進聯(lián)絡道。若設計僅針對礦塊1～礦塊3，則提前掘進4＃天井，其聯(lián)道僅施工采場一側(cè)，回采時對3＃、4＃天井同時進行回采。

3.回采工作?；夭勺岳姿介_始，自下而上分層回采，分層高度2～2.5 m，回采工作面為階梯式布置。間柱的回收，在回采礦塊1和礦塊2時，隨著礦塊的上采進行，同時把1＃天井間柱、2＃天井進行回采。3＃天井間柱保持完好狀態(tài)；下一采場回采，回采時可同時回采3＃、4＃天井，保留5＃天井。崩下礦石靠自重運搬落入底部平巷，經(jīng)Z－20C電力裝礦機裝入電機車，運至中段溜井。

在整個采場回采中嚴格保證了2個以上的安全出口，同時采用強制通風，對工作面進行洗刷，具有很好的的人行及通風出口，同時對間柱進行了大量的回收，提高了礦石回收率。采用Z－20C電力裝礦機出礦，機動性好，礦石搬運效率高、提高礦塊回采率，遇到大塊廢石可單獨剔除，減小了礦石貧化率。

圖2 優(yōu)化后采場結(jié)構圖

3.2 原漏斗底部結(jié)構改為弧形平底結(jié)構

原礦房底部為漏斗結(jié)構，如圖3所示，根據(jù)已有的掘進工程，充分應用現(xiàn)有坑道和礦山已有設備，采用平底結(jié)構，并通過底部混凝土澆灌成弧形面受礦。底面結(jié)構施工步驟為：沿脈內(nèi)平巷作為采場回采的自由面，由沿脈平巷作為切割巷回采第一分層，炮孔傾角為70°，炮孔深度1.5～1.8 m，炮孔直徑Φ42 mm，采場炮孔布置形式為方形（矩形）或梅花形，炮孔間距1.0～1.2 m，排距0.8～0.9 m，裝藥系數(shù)0.6，通過增加炮孔數(shù)量減少裝藥系數(shù)［4］，很好地將頂板采高控頂高度在4～5 m，并將頂板光爆處理，爆破完畢后將第一分層采下的礦石全部出礦完畢，用廢石在拉底巷道底板堆貯斜三角斜坡，并支護成混凝土底板成弧形，如圖4所示，厚度控制在0.5～0.8 m。

圖3 原采場漏斗底部結(jié)構圖

圖4 弧形平底結(jié)構

通過對底部結(jié)構的改進，施工工藝簡單，減少采場采準切割量，同時原底部結(jié)構礦石得到很好回收，提高了礦塊的回采率，降低了原礦回采直接生產(chǎn)成本。

3.3 回收三角礦堆資源

生產(chǎn)中三角礦堆在礦山叫殘礦或死礦，以往通常通過做拉低巷道擴漏經(jīng)崩落的形式回收，經(jīng)礦山實踐，工程量大且貧化高，同時也產(chǎn)生一定量的三角礦堆效果不理想。根據(jù)優(yōu)化后采場設計的特點，本次采用電耙出礦的方式回收三角礦堆的殘礦，經(jīng)電耙將殘礦耙運到空區(qū)的一端，經(jīng)裝巖機裝入電機車回收。電耙鋼絲繩的固定，可使用大于7 m的竹竿通過相連的進路，把鋼絲繩的一端依次傳遞到另一進路，固定到空區(qū)另一端的錨桿上，也可采用拋繩器（拋射距離200 m）借助繩索將鋼絲繩拋射到另一端固定。

4 結(jié)束語

在淺孔留礦法采場布置及結(jié)構基礎上，通過對采場結(jié)構優(yōu)化與調(diào)整，相比傳統(tǒng)的淺孔留礦采礦法得到很大提高，不僅減少了采切工程量，而且還大大提高采場生產(chǎn)能力和礦石的回收率，減少生產(chǎn)成本，提高礦山經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了一定范圍內(nèi)連續(xù)采礦的目的，為企業(yè)增加了經(jīng)濟效益，促進企業(yè)和地方抓住機遇，加速發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義。

［1］解世俊.金屬礦床地下開采［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1986.

［2］周君才.難采礦體新型采礦法［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1998.

［3］采礦設計手冊編寫組.采礦設計手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.

［4］張則景.淺議降低淺孔留礦法采礦損失率的法［J］.南方國土資源，2005，（9）：102－104.

［5］姚必鴻.有色金屬礦山生產(chǎn)技術規(guī)程［M］.北京：中國有色金屬工業(yè)總公司，1990.

The Structure Parameters Optimization Research on the Shallow Hole Shrinkage Stope in Some Mine

MA Kai-chuan

（Yunnan Hualian Zinc＆Indium Stock Co.，Ltd.，Maguan 663700，China）

Shallow hole shrinkage method is widely used in mine，because it has the characteristics of the simple process and easy to grasp，but there are also some disadvantages.According to the ore body occurrence characteristics and mining technological conditions，combined with many years practical experience of mine production，taking a mine 102 ore body as the background，this paper put forward the optimized ideas on a shallow hole shrinkage stope structural parameters，and adjusted the mining equipment to improve the mining way，so it not only reduced labor intensity and production costs，but also improved the working environment and the work efficiency.

shallow hole shrinkage method；structural parameter optimization；bottom structure；triangular heap

TD853.33＋1

A

1003－5540（2015）04－0007－04

2015－04－26

馬開川（1985－），男，助理工程師，主要從事礦山現(xiàn)場技術與管理工作。