急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法分析

急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法分析

①罗丹青②安连厚③孙可光

①山东黄金矿业（玲珑）有限公司山东招远265406

②③山东黄金集团蓬莱矿业有限公司山东蓬莱265601

摘要：分层干式充填采矿法在金矿中应用的越来越广泛，尤其是在缓倾斜薄矿体采矿中已经普遍应用。上向水平分层干式充填采矿法采矿，能及时的充填、隔绝矿体与空气的接触，杜绝金矿氧化浪费现象的发生。采用上向水平分层干式封包充填采矿法，矿井回收率达到95％以上，排污少，减少对环境造成的污染。本文根据本人实际工作经验，首先简要介绍了分层干式充填采矿法的优点，其次介绍了上向水平分层干式充填采矿法相关技术，最后重点介绍了应用效果。

关键词：水平分层；干式充填；采矿法应用

改革开放以来，我国各行各业取得良好发展，采矿行业也不例外。但是，受技术和条件限制，我国采矿作业存在多方面的缺陷，比如工作效率低、矿资源浪费等。目前，能源紧张问题日益凸显，且采矿事故频发。因此，在矿业开采中，为了确保安全，同时提高工作效率，需采用有效的采矿法。缓倾斜薄矿体具有采矿难度高、危险性大等问题，需采用合适的采矿方法。下文主要分析分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿的应用。

1、矿体开采技术条件

V1是矿床主矿体，矿体赋存在金山-朱林剪切带Ⅰ带中下部，分布于337～328线之间，走向控制长1910m、倾向控制延伸1480m（180～-200m），走向、倾向均未控制完毕。产状受剪切带主剪切面控制，总体走向北西-南东，倾向北东，0～-105m间，矿体倾角普遍变陡30°～50°，-105m中段以下，倾角变缓10°～25°，与0m以上矿体成明显的反“S”形，平均倾角29°。矿体形态为透镜状，整体膨胀狭缩明显，局部有分枝复合现象。矿体平均厚度4.16m，厚度变化系数86.92%。矿体平均品位5.06×10-6，品位变化系数183.68%，属有用组分分布不均匀矿体。在321～311线-130～0m标高及311～301线0m标高附近、303～302线-105～-150m标高、308～312线-130～-200m标高3处出现无矿天窗。矿石类型以星散浸染状硅化黄铁矿化超糜棱岩-糜棱岩为主，次为星散浸染状硅化黄铁矿化千糜岩，少量石英脉。

2、主要采矿方法与存在问题

2.1主要采矿方法

投产初期，由于采矿装备落后，主要采用人工出矿，采矿方法主要是以平巷扩采形式类似于进路房柱法之较为原始的平面空场采矿法，设备投入极少。随着生产能力的扩大及设备实力的增强，以15～30kw电耙出矿的普通浅眼房柱采矿法得到大面积推广。根据矿体厚度及矿岩稳固性确定矿房垮度7～15m，房间矿柱宽2.5～5m，矿房倾斜斜长平均约50m。实践证明，相对于稳固矿岩、垂厚小于8m的矿体来说，目前浅眼房柱法仍将是行之有效的。然而，对8m以上之中厚矿体，目前的浅眼房柱法必须变革。对于对中厚以上矿体，主要可以采用的采矿方法有预切顶房柱法、机械化上向水平分层充填法、底盘漏斗房柱法（浅孔）、有底柱分段空场嗣后充填法等。

2.2存在的主要问题

由于金山金矿多年来采用平面采矿，留有不规则矿柱，且经常在矿体界线未能探明前就匆忙采矿，使得较多矿石未能一次性回采完毕，从而导致如今金山金矿各个中段没有完整的生产矿块以及要面临处处留有残矿的尴尬局面。金山金矿现在没有正规的回采采场，主要供矿皆由残采所得。进行同时作业的中段过多，采空区交错复杂，经常会出现残采形成几个大空区联通的情况。所以金山金矿矿床开采运用正规的采矿方法，采用合理的处理空区的措施是刻不容缓的。随着开采深度的不断增加，地压问题也将慢慢呈现出来，为了控制地压，尾砂充填技术也将随之应用于深部矿体开采中。

3、浅孔房柱法设计和应用

3.1试验地点选择

浅孔房柱法在金山缓倾斜中厚矿体的应用，选取在金山金矿新系统-105中段312～314线的经过生产勘探的矿块。该矿体总体走向NW，倾向NE，平均倾角30°，矿体岩性均为超糜棱岩-糜棱岩型矿石，其底板岩性为碳质千枚岩，顶板常为玄武岩所覆盖。该段矿体断层节理较发育，主要为一产状：296°<65°的断层对矿体有错动，错动距离为3m左右。该试验矿块平均厚度6.47m，矿体体积10454.4m3，矿量28331t，平均品位3.56g/t，金属量100.8kg。因为矿石品位较高，选择此处试验应用较合理。

3.2采场布置和规格

根据矿块的赋存条件和金山金矿的采场布置一般规律，采场沿矿体倾向布置，盘区宽度36m，一个盘区内有3个采场，采场跨度为8m，包括矿柱在内宽度为12m；矿房斜长60m，采场之间留有4m×4m的矿柱，且留有的顶柱和底柱。实验矿体走向长度共72m，整个矿体一共布置2个盘区。

3.3采准切割工程

在25m中段水平巷道开始，按照划分采场规格，每个采场沿着矿体底板掘进一条采准上山。3条采准上山之间掘进水平联络道相通。在25m中段水平巷道顶部掘进电耙硐室，并安装放矿漏斗。上山贯通到上一中段后，再进行拉底切割。矿山一般采用30或55kw的电耙出矿。

3.4矿石回采

矿石的回采顺序主要自下而上。首先是通过拉底切割和采准上山提供的自由面进行扩帮压顶。由于矿体厚度较大，需要分层落矿，所以开始的时候不能将矿石全部出完，而是要留部分矿石，以便人工作业。也一般采用YT-28手持式风动凿岩机回采落矿，眼深2～3m，为了降低大块率，采用小抵抗线大眼距的凿岩爆破参数；2号岩石硝铵炸药，毫秒差导爆管火雷管点火爆破。人员一般经过水平联络道进入采场。

3.5采场通风与出矿

由于矿山整个通风系统不是十分灵便，采用矿山通风系统的风流一般不能满足需要，所以，采场爆破作业之后主要通过安装于25m中段水平巷道的局扇进行机械通风。新鲜风流由底部运输巷道进入采矿场，污风由上山出口（即50m中段）排出，再通过水平巷道排出地表。

在采矿过程中，采下来的矿石不能全部出空；只有整个采场回采结束，并经过生产技术科、地质测量科、安全环保科、采矿场及矿山有关技术及管理人员统一验收之后才能集中通过功率为30kw或55kw的电耙出矿。

3.6采空区处理

在采场回采过程中，为了降低采矿损失贫化，地质技术人员要经常到采场指导，并要求采到顶部时候，整个采场都要统一按照规程采一次样，作图编录。在每一个分层回采过程中，采场都要回采到边，并把矿柱留出来。由于采用了房柱法，所以，采空区不用专门处理。

3.7采矿技术指标

采场采切比5.1m/kt，每个采场单独生产能力约60t，采矿工人劳动生产率8～10t/工班，采矿损失率12%，矿石贫化率小于8%。由于试验矿块的矿体厚度较大，地质条件简单，围岩稳定性好，所以采用试验的浅孔留矿采矿法的采切比工程量比较小，相对一般的房柱法来说损失率也较小，取得了较好的技术指标。

3.8优缺点及使用条件

浅孔房柱法能够沿着矿体走向倾向灵活多变地布置，房柱采矿法的优点主要是采准切割工程量不大，施工组织简单，木材消耗少，通风良好，矿房生产能力比较高。在金山金矿多年的开采过程中，房柱法得到了普遍的应用，实践证明房柱法在厚度为8m以下矿体的开采中应用较为成功。可是房柱采矿法要留下永久性矿柱，造成矿石永久损失。对于黄金这种贵重金属来说，应该严格控制矿石损失。所以，我矿有时采用人工矿柱（地质品位较高时）代替原生矿柱。如果矿体厚度超过10m就要考虑使用其它采矿方法了。

4、结论

上向水平分层干式充填采矿法后提高了采区回采率，采区回采率达到95%以上，有效的利用了珍贵的矿产资源。极大的提高了在急倾斜、顶底板极端不稳定矿层回采的回采率。有效的保护了当地的生态环境。回采后基本控制了采空区的塌陷、下沉，保护了当地环境地貌不因采矿塌陷而破坏。

参考文献：

[1]何建华.干式充填采矿法的改进在金矿脉开采中的应用[J].中国新技术新产品，2012（05）

[2]马成金.分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿中的应用研究[J].科技与企业，2012（13）

[3]董浩然.分层干式充填采矿法在金矿缓倾斜薄矿体采矿中的应用研究[J].科技与企业，2012（22）