浅孔留矿法应用工程实践

严积松

(福州神达工程技术咨询有限公司, 福建福州 350003)

浅孔留矿法应用工程实践

严积松

(福州神达工程技术咨询有限公司, 福建福州 350003)

浅孔留矿法在我国中小型矿山应用多年,衍生了很多改进技术措施。针对福建省宁化县松岭锡矿浅孔留矿法开采存在的问题,依据生产现状采用了不留底柱无漏斗口平底式底部结构的留矿法,采场生产能力提高75.99%、贫化损失率分别降低14.57,9.69个百分点,创造了可观的经济效益。

浅孔留矿法;平底结构;废石充填

浅孔留矿采矿方法以其采场结构和工艺简单,通风条件好,采矿成本低,工人熟练程度高的优点广泛应用于中小型矿山,资料统计表明,在全国地下岩金矿山该采矿方法占40%左右[1]。

近年来由于崩落采矿法和充填采矿法的快速发展,厚度小于0.4～0.5m的极薄矿脉和中厚以上极倾斜矿体中使用留矿法的比重有明显下降,促使留矿法需要不断提高机械化程度,简化采矿方法结构,进一步降低矿石损失贫化和提高采矿生产能力[2]。

福建省宁化县松岭锡矿区为了最大限度地回收资源,对原浅孔留矿法存在的问题进行研究改进,获得较好的技术经济成果。

1 矿山生产现状及存在的问题

松岭锡矿矿床成因类型为岩浆后期结晶分异自交代石英斑岩型锡床和高中温热液充填石英网脉带型锡矿床。矿床工业类型为蚀变石英斑岩型锡矿床和蚀变石英网脉带型锡矿床。

矿区1号矿体严格受石英斑岩脉控制。已控制延长1200m,廷深100～250m,倾角50°～80°,水平厚度0.72～15.42m,平均水平厚度4.63m。矿体的直接顶底板为沉积岩或变质岩时界线较清晰,若为石英斑岩时则界线不清。

矿体在走向和倾斜方向上均呈折线状延伸,局部呈膨大缩小分枝尖灭(复合)、舒缓波状展布,总体形态较简单。

矿区岩石以坚硬、半坚硬层状岩类为主,节理裂隙不发育,岩体的稳定性中等～较好,矿体及其顶、底板岩石较完整、稳固性较好,未见不良工程地质现象,但浅部矿体位于风化带中,受风化裂隙影响,岩石破碎,稳固性相对较差。

该矿一直以来中段高度为25～35m,沿走向将矿块长度划分为40～50m,以矿体厚度为采幅,每次回采2.0m分层高度,留顶、底柱高度为3m,间柱为6～8m,放矿漏斗间距为6～8m。矿山采矿生产能力较低,而且采矿损失率和贫化率较大,迫使多矿块多中段同时开采,给矿块布置、生产协调、压气供应以及通风安全等带来一系列困难,极大影响了企业经济效益,因此矿山对留矿法进行了改进。

2 采矿方法改进研究

2.1 采准切割

由于矿体大多为产状稳定的中厚矿脉,在划分矿块后沿矿岩与围岩的下盘接触线在矿体内掘进先进天井及沿脉平巷,天井掘进时每隔5m掘进一条联络道。

采用不留底柱无漏斗口平底式底部结构,以减少矿柱矿量损失,拉底宽度为矿体宽度,拉开高度为2.2m的切割巷道,在留1.5m宽岩柱外侧掘进与之平行的电耙道,电耙道和切割层的标高与运输巷道相同。每隔5m凿高2m,宽2m的横硐,使电耙道与切割巷道贯通(见图1)。下中段采准天井设为溜矿井,矿石在下中段运输平巷装车运出。

2.2 回采工艺

(1)凿岩爆破。采用YT24上向凿岩,沿矿房走向划分为两个梯段回采,梯段高度2.0m,炮眼孔径为36～38mm,孔深2.0m。使用梅花形布眼,靠上盘的炮眼间距1.0m,靠下盘的炮眼间距0.8m,炮眼装药系数为60%～70%,以便控制采幅,减少贫化,降低大块率。

图1 不留底柱电耙道平底式底部结构

(2)局部放矿。回采时,先按切割巷道宽度上采,当回采工作面超过电耙道顶板2m时,开始扩大到矿房全宽。爆破后放出30%左右的矿量,使矿房内暂留矿石和回采工作面保持有2m左右的空间。

(3)平场和顶板管理。首先破碎崩落下来的不合格大块,待局部放矿时平整存留矿石表面,为下一次凿岩爆破和放矿提供良好的作业空间。顶板局部不稳地带呈大块片状冒落,可采取杆柱支护,使矿房顶板保持自然拱形,以减少二次贫化损失。

(4)采场出矿。通过电耙道耙运矿石至下中段运输平巷集中出矿,待采场最终出矿后,残留矿房底板的矿石在回采下部中段的顶柱时回收。

(5)采场通风。电耙道两端与运输水平其他巷道相通,以便通风行人。新鲜空气由阶段运输巷道进入,通过一侧天井贯穿采场后由通风行人天井上升至上阶段回风平巷排出。

(6)空区处理。用掘进的废石处理空区,采场封闭后从脉内运输巷道顶柱的预留孔向采空区充填。正常生产时可将上中段采矿废石和掘进废石充入各中段采空区。

3 结 论

通过改革浅孔留矿法底部结构和控制采矿工艺环节的损失贫化,技术经济指标明显改善(见表1)。

表1 技术经济指标比较

采用不留底柱无漏斗口平底式底部结构的浅孔留矿法,由于不设底柱,矿量损失少,底部结构不需要设置漏斗,采切工程量小,坑木消耗量少,降低了采矿成本,提高了生产能力,经济效益明显。但总体来说,这种改革只能用于矿脉走向较直,并且在采区下部或紧靠采区下部有通向下部中段天井的条件。

[1]何晓华.浅孔留矿法平立交替控制爆破技术研究[J].黄金,1997,18(8):15～18.

[2]朱春久.对我国应用留矿采矿法的分析[J].黄金,1987,(6).

2010-03-05)

严积松(1964-),男,工程师,主要从事采矿工程技术管理,Emial:yjs1964@163.com。