分层充填采矿法在中厚以上矿体开采中的运用

王明文

（中国黄金集团江西金山矿业有限公司，江西 德兴 334213）

对于垂直厚度为4m至10m的矿体，它们在金山矿湾家坞矿区占有相当大的比例。如何选择合理的采矿方法，降低矿石损耗的技术指标应该是必须解决的技术问题。向上水平分层充填采矿方法是降低矿石损耗指标的采矿方法之一。为此，在中国黄金集团公司的指导与支持下，长春黄金研究院与金山矿业共同进行“江西金山矿业有限公司上行水平充填采矿方法开采技术研究”为解决金山矿区缓倾斜多层矿体开采中的技术问题而努力。

1 矿山地质

金山金矿田大地构造位于扬子淮长江以南东南缘，位于德兴金铜矿化集中区东部。该矿床位置处于滇东北韧性剪切蛇绿岩结构构造带中的金山韧性推覆变形带，次级韧性变质构造带控制。

（1）矿区地层。除少数第四纪以外，其余均为中元古代双桥山群的第三个岩群（pt2shIII）。岩石群主要由板岩，千枚岩，凝灰岩，变质鞍山玄武岩等组成，以单斜序列生产。总体走向NE，倾向SE，倾角10°～35°。

（2）地质构造与岩浆岩。金山-西江韧性剪切带属于是金山金矿田最重要的控矿以及含矿构造区域。金山矿区的剪切带呈蛇纹状。走向长度约为3400m，宽度约为120m～700m，伸展控制长度为1800m。总体走向NW，倾向NE。主剪切面倾角10°～35°。剪切带严格对于该区域矿体形成以及生产处于控制状态。矿区岩浆岩较弱，只有少数辉绿岩和辉石闪长岩呈岩石状，脉状沿断层和剪切带分散。

（3）围岩蚀变。在韧性剪切带的形成和演化过程中，采矿区内的各种类型的岩石通常会受到不同程度的蚀变。改变的类型主要包括硅化，黄铁矿矿化，绢云母化，绿泥石和碳酸化。

（4）矿体特征。矿体存在于剪切带的中心部分，硅化，黄铁矿矿化，铁白云石化，超亚砷酸盐和糜棱岩。其矿体形状由主剪切面控制。总体走向NW，倾向NE，平均倾角25°。V1矿体为主要矿体，其矿石量和金属量分别占矿床总储量的82%和72%。矿体最大厚度26.87m，平均厚度4.16m。主矿体上下分部多条零星矿体。零星矿体中V10、V7矿体在局部厚度较大，具有开采价值。

2 不同矿体厚度采矿方法选择

（1）胶结充填条带开采法。胶结充填条带开采法，它主要用于缓倾斜薄矿体的开采，即矿体真厚度小于4m（水平厚度小于12m）的这部分矿体。它主要分布在主矿体边缘或零星的小矿体。该采矿方法，沿矿体倾向布置采场，并划分矿房矿柱，矿房宽度10m～12m，矿柱宽度6m～8m，采场长度为矿体斜长。先采矿柱，采用矿山目前采用的浅孔落矿和电耙出矿，并进行胶结充填，形成人工矿柱；后采矿房，仍采用的浅孔落矿和电耙出矿，尾砂充填。该采矿方法的主要优点是采场布置灵活，采准工程简单。

（2）上向水平分层充填采矿法。上部水平分层充填采矿方法主要产生缓倾斜中厚矿体或缓倾斜厚矿体，即矿体厚度为4m～15m（水平厚度12m～45m）。该采矿方法的主要优点是充分发挥无轨采掘设备灵活机动的特点，能够适应金山矿业形态复杂的矿体，能获得较低的矿石贫化损失指标。

（3）中深孔分段空场开采方法。中深孔分段空场开采方法主要是开采厚矿体，即矿体真实厚度大于15m（水平厚度大于50m）。该采矿方法主要用于矿体特别厚大部分。采矿方法利用机械化面板上采矿方法，采场垂直排列，采场暴露面积控制在2000平方米以内。在分段凿岩平巷内，进行中深孔凿岩和爆破，主要在阶段底部结构集中出矿。该采矿方法的主要优点是采场作业安全性较好，采场生产能力较大，并能为矿山生产预备一定的存窿矿量。

3 机械化面板上部水平分层填充方法

（1）机械化面板上部水平分层填充方法。在提高我国矿山机械化程度，充分利用采矿和无轨设备的基础上，开发了机械化板的水平分层填充方法。而在中国的有色金属，金矿甚至冶金，化学矿山已被广泛推广和应用。采矿方法主要用于采集厚矿体，一般采用下板式斜坡道路，脉冲外段巷道和脉冲外矿的无轨采矿方式。采场凿岩、顶板管理、采场出矿均采用全液压无轨机械化作业，采场充填一般采用管道水力输送(参见图1)。采场综合生产能力一般为150～250t/d，矿石损失率为5%～8%，贫化率为5%～8%。

（2）上向水平分层充填法发展趋势。①就采场布局而言，大型面板中没有支柱的连续采矿技术的发展将简化采矿过程。有的矿山配合井下运矿卡车、顶板管理台车的使用，使盘区长度达到数百米乃至上千米。②在矿块采准系统方面，主要向脉外斜坡道采准方向发展。制作一套采矿设备，为多个出口提供服务，充分利用无轨设备的灵活性。③在采矿机械领域，它正朝着大型成套设备和遥控设备的方向发展。④在岩石钻孔和爆破领域，主要方向是增加炮眼的长度，增加分层高度，甚至增加中深孔岩石爆破的方向。增加每层中的矿石量并减少整个停止的循环次数。⑤在采场安全方面，主要向长锚索预支护方面发展。并通过长锚索预支护，使原较破碎矿体也可以使用分层充填法。⑥在发生矿床时，如倾斜，轻微倾斜的薄至中厚矿石开采。可采用伪倾斜顺路溜矿井、单一脉外斜坡道采准、脉内转层等方式，减少采场的采准工程量和采切比。

（3）上向水平分层充填法回采方案选择。上向水平分层充填法回采方案，主要开采金山矿业湾家坞矿区缓倾斜中厚或分层矿体中，其指导思想与选择原则是：①尽可能降低采场的采准工程量，缩短采场准备时间。②尽可能采用无轨设备出矿，提高出矿效率，增大采场综合生产能力。③采用管道输送分级尾砂充填和局部胶结充填，降低贫损指标。根据上述原则和金山矿业湾家坞矿区矿体赋存情况，初步选择的上向水平分层充填法回采方案有：机械化盘区上向水平分层充填法回采方案；下盘单溜井上向水平分层充填法回采方案；脉内顺路井上向水平分层充填法回采方案；折返斜坡道上向水平分层充填法回采方案。

4 结语

当然，一个矿山要确定和选择合适的采矿方法，是一项非常复杂和困难很多的技术工作。因此，现在所进行的可行性论证与分析，也无法把所有问题一一考虑周全，在试验过程中会有很多预料不到的问题出现，只有深入现场，结合实际情况，具体情况具体分析，不断试验研究与尝试，才能选择出最优的采矿方法，我们才能更好地指导生产和推广应用。