康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究

梁宗霍，彭联合，朱志华

(湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南衡阳 421513)

康家湾矿缓倾斜难采薄矿体采矿方法研究

梁宗霍，彭联合，朱志华

(湖南水口山有色金属集团有限公司，湖南衡阳 421513)

介绍了康家湾矿在回采Ⅱ矿体和Ⅳ矿体等围岩不稳固缓倾斜难采薄矿体时的采矿方法，根据矿体具体条件，优化垂直分条充填采矿法和全面采矿法，垂直矿体走向划分矿房，不留顶底矿柱和间柱，大部分采准切割工程均布置在脉内，采用由里向外后退式回采顺序，一步骤连续回采，嗣后充填，不仅降低了贫化损失率，减少了大量采准掘进工程，而且大大提高了回采效率和安全系数。优化措施应用于回采康家湾矿的缓倾斜矿体时，给矿山带来了良好的经济效益。

缓倾斜难采薄矿体;垂直分条充填采矿法;后退式回采

1 矿山开采现状

康家湾铅锌金矿一期工程根据“勘探为主、探采结合”的建矿原则，于1989年投入生产，形成了300 kt/a的生产规模;二期工程于1998年开始建设，2002年达到了400 kt/a的生产规模。开采范围为水平方向135线至108线、垂直方向为四中段(-134 m)至十三中段(-420 m)区段的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ七个主矿体，矿体走向北北东或近南北，倾向东或西，呈似层状或透镜状，倾角为5～35°，矿体平均厚度为2～8 m。

采矿方法以上向水平分层充填法为主，全面法、留矿法等其他采矿方法为辅。

通风系统为竖井、斜坡道进风，1#、2#斜井回风的抽出式通风系统。

矿山现已建成一个永久充填站，永久充填站为尾砂胶结充填，年充填能力可达到144(km)3以上。

2 开采技术条件

康家湾矿Ⅱ矿体和Ⅳ矿体分别分布在101～103线和121～131线之间，F22逆冲断层下盘硅化破碎带下部，矿体直接顶板大部分为炭质泥页岩、粘土质角砾岩、硅质页岩、泥灰岩，属稳定性较差的围岩，矿体呈似层状或透镜状，倾角为10～25°，矿体平均厚度为1.5～4 m，矿体连续性较差，矿体斜长约20～50 m，矿石中铅品位3.8%，锌品位4.7%，金品位1.9 g/t，银品位95 g/t，硫品位15.2%。

3 采矿中存在的问题

倾角在10～25°的缓倾斜薄矿体在我国的生产矿山中占有较大的比重。此类矿体本身的赋存条件复杂，采用的方法也多为壁式崩落法、房柱法及全面法等［1-4］。但存在矿山规模小、机械化程度低、贫化损失大的问题。康家湾矿Ⅱ矿体和Ⅳ矿体属于缓倾斜薄矿体，且矿体直接顶板为炭质泥页岩，围岩不稳固，在实际应用中用全面法或房柱法存在以下几个问题:①矿体厚度较小，加大了采切工程量;②回采过程中需留大量的矿柱，对于高品位矿体，损失率较高;③由于矿体顶板围岩极不稳固，采用全面法回采过程中即使预留了矿柱，采场顶板仍有冒顶现象，空区治理难度大。

4 采矿方法优化

由于Ⅱ矿体和Ⅳ矿体属于缓倾斜难采薄矿体，根据矿体实际情况，为解决以上的问题，对垂直分条充填法和全面采矿法进行优化，垂直走向将矿块划分为一系列采场，不划分矿柱，由于矿体走向连续性较差，矿体走向不长，可采用后退式回采，回采完一个采场立即进行尾砂胶结充填，然后再回采下一个采场。该方法充分利用了垂直分条充填法和全面法的优点，在围岩不稳固的情况下，实现了缓倾斜难采薄矿体安全高效的回采。

4.1 采场布置及结构参数

矿块垂直走向布置，矿房宽8～10 m，长度为矿体斜长，高度为矿体高度，不留顶底柱和间柱，具体布置见图1。在矿体底部布置脉内出矿平巷，矿体上端脉内布置充填回风巷，在矿房中间布置切割上山，以切割上山为自由面进行切采，利用相邻采场的切割上山作为充填管铺设的通道。

图1 采矿方法布置图

4.2 采场凿岩与爆破

由于矿体厚度在4 m以内，且矿体直接顶板为炭质泥页岩，岩石结构松软，稳固性差，为了能形成比较平整的顶板，便于顶板维护，以切割上山为自由面进行切采，局部采用光面爆破，上部为光爆层，其厚度为0.8 m;下部为正常爆破区，高度为光爆层以下至矿体底板。光面爆破的参数为:孔径36mm，孔深2.0～2.2 m，孔间距0.4～0.5 m，抵抗线等于光面爆破层厚度，为0.8 m。光面爆破装药集中度为0.2kg/m。炮孔内空气间隔装药。光面爆破时光面层常分裂成大块，为消除大块，光面层内还需布置一些炮孔，孔间距0.7～0.8 m，全深装药，雷管分段滞后光爆孔。下段非光爆孔排距为0.6～0.7 m，眼距为0.7～0.8 m。

4.3 采场回采顺序与通风

由于采场垂直走向布置，不留间柱和顶底柱，回采过程首先从最里端的采场开始回采，回采完毕后进行充填接顶后再回采相邻的采场，以此类推回采剩下的采场，采场回采顺序为后退式回采，采场出矿平巷布置在矿体下端脉内，采用电耙将采场内矿石耙至出矿平巷，装岩机装矿。采场通入的新鲜风由中段平巷进入采场洗刷工作面，污风排入矿体上端的充填回风巷或上部中段回风巷，进入中段回风系统。回采过程中可安装局扇加强工作面的通风。

4.4 采场充填

采场回采结束后，及时进行嗣后充填，防止不稳固顶板坍塌，采用全尾砂胶结充填，灰砂比为1∶10。

充填前做好采场充填准备工作，主要包括架设充填管，埋设充填滤水管和构筑充填挡墙。充填管架设由中段平面进入相邻未回采采场的切割上山，然后接入采场上端的充填回风巷。

嗣后充填采矿法一次性充填量大，充填体内多余水份不易排出，故必须做好采场嗣后充填的滤、排水工作。可使用塑料管进行滤、排水。制作方法如下:使用普通Φ100mm塑料管，在管道上钻凿直径为Φ10 m的孔，孔间距为100mm×100mm，然后在管壁上沿径上均匀绑上直径Φ20 m的木条2～3根，再用土工布包好，不能漏浆。为保证泄水的可靠性和泄水速度，在采场内铺设两条泄水管。

5 施工效果评价

5.1 经济技术指标

采矿方法优化后，回采康家湾矿Ⅱ矿体和Ⅳ矿体的主要经济技术指标见表1。

表1 技术经济指标

分析表1可知，由于不留矿柱，矿石的损失率较低，只为2.5%，并且大部分采准工程布置在脉内，采用后退式回采，千吨采切比也很低，只为6.5 m/kt，只是炸药单耗相对偏高，因为在回采过程中为控制顶板的平整性，确保顶板安全，采用光面爆破控制顶板。

5.2 技术效果评价

经过实践，根据Ⅱ矿体和Ⅳ矿体的实际情况，优化垂直分条充填和全面采矿法，采用后退式回采，嗣后充填后，取得了以下效果:

(1)采准工程布置在脉内，减少了采准工程量，加快了采场回采进度，提高了回采效率。

(2)采用后退式连续回采，不留矿柱，极大程度地降低了矿石损失率。

(3)采用嗣后充填，及时对空区进行充填，确保相邻采场的回采安全，在回采缓倾斜薄矿体时是最有效的空区治理措施。

6 结论

实践证明，在回采康家湾矿顶板不稳固的Ⅱ矿体和Ⅳ矿体时，该优化方法安全可靠，采准工程布置灵活，实用性较强，经济效果好，给矿山带来了良好的效益，类似矿山可以借鉴该采矿思路，根据矿体具体情况优化相关工程布置和回采顺序。

［1］王来军，薛田喜，陈涛，等.缓倾斜薄矿体采矿方法的研究［J］.黄金科学技术，2003，11(3):44-47.

［2］王紊银，张旭宇.缓倾斜薄矿体采矿方法探讨［J］.甘肃冶金，2007，29(1):33-34.

［3］伊晓雨，王占清.缓倾斜薄矿体的工程布置问题［J］.有色矿冶，2007，23(4):16-19.

［4］刘声雷.阶段矿房法在缓倾斜矿体回采中的应用［J］.矿业快报，2008，24(9):120-121.

Study onmining method of gently dipping and refractory thin ore body in Kangjiawanmine

LIANG Zong-huo，PENG Lian-he，ZHU Zhi-hua

The paper introduced themining method approached to the gently dipping and refractory thin ore body with unstable surrounding rock during stoping of orebody No.II and orebody No.IV in Kangjiawanmine.According to the actual situation of the ore body，the optimized vertical cut-and fill and longwall method were adopted to divide rooms vertical to the ore body strike without reserving the roof and floor pillars and intermediate pillars.Most of the development and cutting works were arranged in the vein.The retreat continuous stopping was carried out from inside to outside with post filling.This approach not only reduced the dilution and loss ratio，but also saved lots of development cutting works and greatly improved the recovery and safety factor.The optimization has brought sound econonic benefit to themine during stoping of the gently-dipping thin ore body in Kangjiawanmine.

gently-dipping and refratory thin ore body;vertical cut-and-fillmining method;retreat stoping

TD853.2

B

1672-6103(2016)06-0013-03

梁宗霍(1985—)，男，广西南宁人，本科，工程师，主要从事矿山开采设计与管理工作。

2016-10-13