劉廷程,辛金秀,侯志林

(岷縣天昊黃金有限責(zé)任公司, 甘肅 定西市 748000)

1 概 述

岷縣天昊黃金有限責(zé)任公司位于甘肅定西市岷縣秦許鄉(xiāng),為山東招金集團(tuán)招金礦業(yè)股份有限公司控股子公司。公司成立于2001年6月,主要開采鹿兒壩礦區(qū)的鹿峰金礦,該礦設(shè)計(jì)確定為地下開采,生產(chǎn)能力為6．0萬t/a、200 t/d,現(xiàn)礦山年采選礦生產(chǎn)能力可達(dá)到20萬t。

鹿峰礦區(qū)位于甘肅省南部山區(qū)甘川交界處,區(qū)域在大地構(gòu)造體系上屬于秦祁昆造山系、秦嶺弧盆系、澤庫(kù)前陸盆地。區(qū)域上斷裂構(gòu)造較發(fā)育,以區(qū)域性大斷裂為主,走向北西-北西西-東,性質(zhì)以壓性、壓扭性斷裂為主,規(guī)模較大,控制著本區(qū)的地質(zhì)體分布及構(gòu)造格架,是控巖控礦斷裂。礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈,受斷裂構(gòu)造控制而多沿?cái)嗔褞Х植?。鹿峰金礦屬于熱液型礦床,礦體主要產(chǎn)出于構(gòu)造斷裂破碎帶中,主要礦種有金、銻等貴金屬。開采至今,礦床由25個(gè)礦體組成,主礦體Ⅰ-1、Ⅱ-2,賦存標(biāo)高＋2780~＋2400 m,＋2730~＋2450 m,走向長(zhǎng)335~1260 m,傾向延深282~365 m,平均厚1．38~3．58 m,礦體規(guī)模屬中到大型、中型。礦床屬于水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,工程地質(zhì)條件中等,環(huán)境地質(zhì)條件中等~差的Ⅲ—3型。

礦石加工技術(shù)性能良好。共探獲礦產(chǎn)儲(chǔ)量約353．3萬t,保有資源量238．3萬t,目前已經(jīng)有180萬t納入工業(yè)設(shè)計(jì),一般地質(zhì)品位3．5~4 g/t。礦體呈似層狀產(chǎn)出,總體走向85°,傾向南,傾角53°~73°,平均傾角70°,礦體厚度基本為0．8~2 m 之間,平均1．5 m。

2 構(gòu)造破碎帶對(duì)生產(chǎn)造成的不良影響

鹿峰金礦主要發(fā)育在斷裂構(gòu)造破碎帶內(nèi),礦巖主要是含粉砂質(zhì)絹云母砂巖、板巖等,均具有碳酸鹽化、硅化等特征,且含粉砂質(zhì)、絹云母和碳泥質(zhì)等成分,成礦斷裂破碎帶為易導(dǎo)水含水層,所以礦巖遇水后容易泥化膨脹,導(dǎo)致其變得十分軟破,開挖后易崩落垮塌。由于其開采技術(shù)條件極為復(fù)雜,開采難度極大,礦山開采前期設(shè)計(jì)采用過淺孔留礦采礦法、上向水平分層干式充填法和削壁充填法等采礦工藝,由于受開采技術(shù)條件限制,開采效果不甚理想,生產(chǎn)過程中均沒有取得理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),且一直存在著如下幾種不同程度的安全、生產(chǎn)技術(shù)難題:

(1)生產(chǎn)效率低下,采場(chǎng)每天出礦量?jī)H約20 t。

(2)采礦貧化很大,一般地質(zhì)品位3．5~4 g/t,而出礦品位只有2 g/t左右,甚至更低,局部少量高品位的采場(chǎng)也沒有取得好的出礦品位,由于大量垮冒廢石混入,導(dǎo)致其采場(chǎng)采礦貧化率很大甚至報(bào)廢。

(3)采切比極高,一般類似礦體的采切比為30~40 m/kt,而此處采場(chǎng)卻基本達(dá)到了90 m/kt。

(4)采礦成本較高,礦山目前的空?qǐng)鰲l件下采礦車間成本為200元左右,也高出同類礦山許多。

(5)安全隱患大,采場(chǎng)內(nèi)破碎巖體片幫垮塌沒有得到有效處理,給工作人員帶來較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

以上系列問題一直困擾和威脅著礦山的安全生產(chǎn)和發(fā)展,甚至擔(dān)心以后將有可能因此而導(dǎo)致礦山被迫停產(chǎn)。為此,礦山多年來一直不斷實(shí)踐、調(diào)整、改良、變革采礦工藝,最終確定了現(xiàn)有的采礦工藝技術(shù)——淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落采礦法[1-2],并取得了較理想的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),具有較好的推廣意義。

3 采礦工藝技術(shù)

(1)方案特點(diǎn)。淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落的采礦法工藝特點(diǎn)是將礦塊從上至下依次分為5~6個(gè)分段,分段高度為6~7 m。采用下盤天井與各分段貫通。在分段拉底巷道端部向上挑落礦石,崩落頂板和部分側(cè)幫圍巖,在分段拉底巷道內(nèi)實(shí)現(xiàn)鑿巖、爆破、出礦,人員均在木支護(hù)下作業(yè)。采用單段回采,分步距崩落礦石,端部崩落頂板和圍巖,單段覆蓋巖下出礦,后退式采礦,人工加小推車出礦。其具有靈活、生產(chǎn)成本低、采切工程量簡(jiǎn)單、消除了大量廢石、有效處理了空區(qū)的特點(diǎn)。

(2)礦塊布置方式。依據(jù)礦體產(chǎn)狀,礦塊及采場(chǎng)的布置方式均是沿礦體走向布置。采場(chǎng)回采后即崩落圍巖進(jìn)行充填處理空區(qū),相鄰采場(chǎng)間不留間柱,局部留設(shè)少量頂柱,不留底柱。

(3)開采順序。礦山整體的中段開采順序是從上至下開采,采場(chǎng)內(nèi)從上分段逐步向下分段進(jìn)行開采,分段內(nèi)則是從端部后退式開采。

(4)采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)。依據(jù)礦巖的穩(wěn)固性條件和采礦生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)要求,設(shè)置的中段高度一般為40~60 m,目前礦山已經(jīng)形成的中段高度為40 m。分段高度為6~8 m。采場(chǎng)長(zhǎng)度為30 m,分左右各15 m各布置一個(gè)后退式的回采工作面。崩落單層高度為2~3 m,端部崩礦步距為2~3 m。

(5)采切工程布置。淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落采礦法的采切工程包括:下盤天井、分段聯(lián)絡(luò)道、分段拉底巷道。主要是在采場(chǎng)礦體下盤經(jīng)濟(jì)合適的位置處開掘天井,天井在采場(chǎng)的中央位置,并聯(lián)通上下2個(gè)中段的硐室和主運(yùn)輸巷道[1]。天井內(nèi)合適的位置處開掘分段聯(lián)絡(luò)道,垂直或斜交礦體至礦體上盤邊界。礦體內(nèi)巖脈內(nèi)走向左右布置分段拉底巷道至采場(chǎng)兩端邊界(見圖1)。

該采場(chǎng)依據(jù)整體布置以及現(xiàn)有生產(chǎn)習(xí)慣,沒有將中段穿脈巷道計(jì)算在內(nèi),2個(gè)采場(chǎng)的采切工程總長(zhǎng)度為441 m,總工程量為1190．7 m3,采場(chǎng)礦量為9300 t,理論計(jì)算的采切比為47．4 m/kt和128 m3/kt。

圖1 淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落法采場(chǎng)布置

(6)回采工藝技術(shù)?；夭晒ぷ髦饕ㄇ隧斍宄∈?、拆除支護(hù)、鑿巖、裝藥、爆破、支護(hù)及通風(fēng)?；夭勺鳂I(yè)面自下而上逐層逐步落礦,從拉底切割巷開始沿逆傾斜方向布置水平工作面,由下至上全面逐步逐層逐段落礦[2-3]?；夭蛇^程中鑿巖采用礦山常用的7655型氣腿式鑿巖機(jī),打上向傾斜和水平炮孔,炮孔傾角30°~40°,炮孔孔深2~2．5 m,孔徑41 mm,炮孔采用矩陣型或一字型布孔,孔間距600~800 mm。采用直徑為32 mm的2＃巖石乳化粉狀藥卷加導(dǎo)爆管非電起爆。對(duì)每個(gè)回采分層可以一次性全爆,也可分次逐步爆破。在分段拉底巷道內(nèi)鉆鑿上向傾斜淺孔,以采場(chǎng)端部切割槽為自由面進(jìn)行爆破,首次爆破可以爆破2~3 m步距,然后以爆堆為自由面進(jìn)行擠壓爆破,每次爆破2~3排炮孔,隨即出礦,然后又?jǐn)D壓爆破從端部落礦,礦體的直接頂板和上下盤隨著采場(chǎng)暴露面積的增大,自由崩落下來。一次爆破回采高度為2~3 m,分2~3次即可全部爆完一個(gè)步距,隨著爆破的后退,支護(hù)逐步拆除,階段采場(chǎng)工作面全長(zhǎng)為30 m?；夭勺鳂I(yè)的主要安全質(zhì)量問題:一是嚴(yán)格控制開采邊界和出礦品位,最大限度降低貧化;二是嚴(yán)格控制落礦塊度,避免大塊過多;三是嚴(yán)格控制好頂板和側(cè)幫的垮冒,確保人員安全;四是確保支護(hù)的安裝牢固有效,以保證安全;五是落礦和出礦要及時(shí)銜接,確保出礦效率。

出礦在回采作業(yè)面的木支護(hù)掩護(hù)下進(jìn)行,采用現(xiàn)有的人工加小推車將單次崩落的礦石倒入下盤天井內(nèi)溜至下部運(yùn)走,采場(chǎng)人工搬運(yùn)能力為30 t/d。

爆破后新鮮風(fēng)流自下中段天井硐室(聯(lián)絡(luò)道)通過人行通風(fēng)天井進(jìn)入采場(chǎng),清理工作面,污風(fēng)由上端通風(fēng)人行天井排至上中段回風(fēng)巷。

(7)采空區(qū)處理。在回采過程中以及回采之后形成的空區(qū)均被垮冒廢石充填,部分未填實(shí)的空區(qū)部分采用人工倒入廢石進(jìn)行充填[4]。

4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

采用淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落采礦法在生產(chǎn)過程中取得的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和原指標(biāo)相比有了大大的改進(jìn)(見表1)。

表1 淺孔分層回采聯(lián)合小分段自然崩落采礦法技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)