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(福建省新華都工程有限責(zé)任公司)

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階段礦房嗣后充填采礦法在壩頭鉬礦的應(yīng)用

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(福建省新華都工程有限責(zé)任公司)

摘要分析了壩頭鉬礦開采技術(shù)條件并對(duì)該礦的采礦方法進(jìn)行了選擇，對(duì)礦區(qū)內(nèi)主要礦體(Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅸ#礦體)采用階段礦房嗣后充填采礦法進(jìn)行回采，并從采場(chǎng)構(gòu)成要素、采準(zhǔn)切割工作、礦房回采、采場(chǎng)出礦及空區(qū)處理方面對(duì)該采礦工藝進(jìn)行了探討。通過階段礦房嗣后充填采礦法的應(yīng)用，壩頭鉬礦的生產(chǎn)能力達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件得到了很大改善，可供類似礦山參考。

關(guān)鍵詞開采技術(shù)條件階段礦房采礦法嗣后充填采空區(qū)

1礦山開采技術(shù)條件

壩頭鉬礦位于福建省古田縣城北西方向直距約22 km處，隸屬風(fēng)埔鄉(xiāng)管轄。地理坐標(biāo)：東經(jīng)118°39′9.55″～118°40′22.7″，北緯26°45′42.5″～26°46′48.14″。礦區(qū)屬中低山地貌，主要山脊走向NW—近SN，海拔標(biāo)高最高1 113.8 m，最低7 25 m，相對(duì)高差388.8 m，地勢(shì)西北高，東南低，地形切割深，坡度較大，呈V型和U型山谷，懸崖峭壁林立，植被極為發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)共分83個(gè)礦體，其中主要礦體9個(gè)，編號(hào)為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#、Ⅵ#、Ⅶ#、Ⅸ#、Ⅺ#，零星的工業(yè)礦體37個(gè)，零星的低品位礦體37個(gè)。Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅸ#礦體規(guī)模較大，沿走向、傾向分布較穩(wěn)定，礦體傾角10°～35°，總體傾角約12°，厚度變化較大。Ⅰ#礦體為區(qū)內(nèi)最主要的礦體，賦存于巖體上部，工業(yè)礦層(332)+(333)鉬金屬資源量1 051.54 t，占礦區(qū)總資源量的67.20%，一般厚5.05～17.63 m，平均厚12.02 m，其中單工程單層見礦最大厚35.26 m，鉬礦體分布于似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖巖體內(nèi)，地表出露較差，主要為隱伏礦體。Ⅱ#礦體地表在東礦段出露較好，以其為標(biāo)志礦層，與開采區(qū)對(duì)比，東西礦段之間礦層呈背型分布。西礦段礦層受背型北西翼的原生層節(jié)理控制，大部分傾角較緩，呈舒緩波狀展布，沿走向和傾向均存在分枝復(fù)合現(xiàn)象,總體呈似層狀、透鏡狀沿花崗巖原生層節(jié)理分布，礦化強(qiáng)度與巖石破碎程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度有關(guān)。礦段容礦巖石及頂?shù)装鍑鷰r普遍為似斑狀中—細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，屬堅(jiān)硬工程地質(zhì)巖組。根據(jù)鉆探揭露情況，巖芯一般多呈長(zhǎng)柱狀、柱狀，巖石完整性好，RQD值平均81%，巖石抗壓強(qiáng)度大于60 MPa，巖體質(zhì)量指標(biāo)值為0.345，巖體質(zhì)量屬優(yōu)。坑道揭露礦體及其頂?shù)装鍑鷰r普遍穩(wěn)固性較好，未見支護(hù)現(xiàn)象，總體工程地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。

2采礦方法選擇

若采用崩落法回采，為形成正常的回采條件和防止圍巖大量崩落造成安全事故，在崩落礦石層上部須覆以巖石作為覆蓋層。因礦體傾角緩，須形成與礦體水平面積相當(dāng)?shù)膸r石覆蓋層，根據(jù)國(guó)內(nèi)采用崩落法生產(chǎn)的礦山資料，巖石覆蓋層厚度正常值約20 m，而主礦體平均厚僅12.02 m，覆蓋層的鑿巖爆破量與回采爆破量基本相當(dāng)，礦石回采成本高、效率低，礦區(qū)地表森林資源較豐富，經(jīng)濟(jì)植物以松、杉、竹為主，地表不允許陷落，因此該方法不適用。

根據(jù)礦體的賦存特征和開采技術(shù)條件，以Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅸ#礦體為首采對(duì)象，對(duì)厚度不小于8 m的礦體，選擇階段礦房嗣后充填采礦法[1]進(jìn)行回采(圖1)，該部分資源量約占設(shè)計(jì)利用資源量的90%；對(duì)厚4～8 m 的礦體，采用淺孔房柱法，該部分資源量約占設(shè)計(jì)利用資源量的10%。

3階段礦房嗣后充填采礦法

3.1采場(chǎng)構(gòu)成要素

礦房按垂直于礦體走向布置，按2個(gè)步驟回采，一步驟回采礦柱，二步驟回采礦房。礦房寬20 m，礦柱寬10 m，長(zhǎng)度為礦體水平厚度，高度為礦體垂直厚度，每4個(gè)礦房劃為1個(gè)盤區(qū)，先回采礦柱，礦柱回采完畢后進(jìn)行尾膠充填，尾膠充填體達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后，可回采礦房，礦房回采后進(jìn)行分級(jí)尾砂充填。

3.2采準(zhǔn)切割

在礦體上下盤分別掘進(jìn)運(yùn)輸平巷，垂直于上下盤運(yùn)輸平巷掘進(jìn)鏟運(yùn)機(jī)出礦巷道(出礦穿脈)，在出礦巷道沿礦體走向掘進(jìn)出礦進(jìn)路，進(jìn)路間距6～8 m，利用一分層鑿巖巷道掘進(jìn)塹溝巷道。在礦房中央掘進(jìn)1條人行設(shè)備井和1條采場(chǎng)溜礦井，從人行設(shè)備井每隔10 m垂高掘進(jìn)分段鑿巖巷道。切割天井布置于礦房一側(cè)的中間部位，以切割天井為自由面沿礦房寬度方向爆破形成切割槽。開塹溝在塹溝巷道中鉆鑿上向扇形炮孔，與落礦同次分段形成。以795-1906-S采場(chǎng)為例，采場(chǎng)總工程量664 m，采切比4.8 m/kt[2]，采切工程量見表1。

圖1　795-1906-S階段礦房嗣后充填采礦法設(shè)計(jì)

表1　采切工程量

3.3礦房回采

沿礦房長(zhǎng)度由礦房一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)。利用YGZ-90型鑿巖機(jī)配CTC141鑿巖臺(tái)車在分段鑿巖巷道中鉆鑿上向扇形中深孔，孔徑55 mm，最小抵抗線1.5 m，孔底距2 m，邊孔角42°，炮孔排距1.5 m，采用銨油炸藥，F(xiàn)ZY-1裝藥器裝藥，耦合連續(xù)裝藥方式。對(duì)于堅(jiān)硬的礦巖，需用炮泥堵塞，炮泥堵塞長(zhǎng)度不低于0.8 m，裝藥密度1 g/cm3[3]。以切割槽為自由面分次爆破，一次爆破3～5排炮孔，采用毫秒微差爆破方式，非電導(dǎo)爆管雷管引爆。為確保通風(fēng)質(zhì)量，所有分段鑿巖巷道中的中深孔都鑿?fù)辏⒔?jīng)地質(zhì)、測(cè)量、采礦技術(shù)人員驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行中深孔爆破裝藥設(shè)計(jì)[4]。

3.4采場(chǎng)出礦

采用EST-2D電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)出礦，將礦石運(yùn)至礦石溜井，鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)輸距離不大于200 m[5]。出礦過程中若遇大塊礦石，采用爆破方式處理，二次爆破在采場(chǎng)出礦進(jìn)路中進(jìn)行。

3.5采空區(qū)處理

采場(chǎng)回采完畢后，利用選礦廠的尾砂充填采空區(qū)，充填前，首先布置好泄水口，然后對(duì)采場(chǎng)通向中段運(yùn)輸巷道的所有出口用鋼筋混凝土封堵。礦柱以1∶5的灰砂比膠結(jié)充填，礦房用分級(jí)全尾砂充填。

4結(jié)論

(1)階段礦房嗣后充填采礦法實(shí)施后，出礦能力可達(dá)到3 000 t/d，采礦工效得到了保障。

(2)鑿巖爆破、出礦作業(yè)均在巷道中進(jìn)行，人員無需進(jìn)入空區(qū)下方作業(yè)，避免了安全事故的發(fā)生。

(3)階段礦房嗣后充填采礦法的實(shí)施既提高了礦石回采率，有效控制了地壓活動(dòng)，又節(jié)約了尾礦庫庫容。

(4)根據(jù)中深孔爆破效果，逐步調(diào)整排距、孔底距以及單孔裝藥量，逐步優(yōu)化爆破參數(shù)，可獲取最佳的爆破效果。

(5)對(duì)于二步驟礦房回采，建議采用澳瑞凱高精度導(dǎo)爆管逐孔起爆技術(shù)，以改善爆破效果，減少爆破振動(dòng)對(duì)尾膠充填體的破壞，降低因充填體垮方造成的礦石二次貧化。

參考文獻(xiàn)

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(收稿日期2015-12-21)

龍?jiān)苿?1973—)，男，工程師，364200 福建省上杭縣人民路366號(hào)。