分层充填采矿法在中厚以上矿体开采中的运用

李 杰

（云金集团香格里拉市云矿红牛矿业有限公司，云南 香格里拉 674400）

矿体厚度4m～10m在矿山具有很大的占据比，要想对采矿方法进行正确选择，减少矿石的损耗，贫化损失率是衡量矿石损耗重要指标之一。向上水平分层充填采矿法能适应复杂多变的矿体形态，同时能有效降低矿石贫化与损失率，同时，作为。所以，对云南黄金集团红牛铜矿中层厚度以上的矿体开采中使用分层充填采矿法，不仅能减少矿石资源的浪费率，还能提升红牛铜矿的经济收益。

1 工程概况与地质开采条件分析

（1）工程概况。红牛铜矿矿区构造较简单，以断裂构造为主，可分为两组（北西向断裂，北东向断裂）。矿区赋矿层位为晚三叠系曲嘎寺组笫二段第二亚段（T3q2-2）地层，铜矿体主要分布在大理岩夹层顶、底接触部位之矽卡岩化带内，其次分布在靠近大理岩的角岩化变砂岩中，与矽卡岩化蚀变关系十分密切[1]。矿石类型为矽卡岩，上下盘围岩主要为变质石英砂岩和大理岩，矿岩硬度为中等坚硬至坚硬。

（2）地质开采条件。红牛铜矿的矿石种类矽卡岩，上雄安的围岩具体为大理岩与变质石英砂岩，矿岩的硬度为中等坚硬到坚硬。主矿体的倾斜角为60°～90°，厚度约为0.5m～19m，矿体具有良好的稳定性。

2 采矿方法的使用

以往采矿方法都在使用浅孔留矿法，此种采矿方法难以满足矿体多变性需求，采场内夹石无法剔除，存在着很大的贫化现象，适用在矿体较独立，厚度为小于4米的薄小矿体开采运用；所以，必须积极改变采矿工艺，并对上向水平分层充填采矿法、中深孔分段空场采矿法充分运用，其中以上向水平分层充填采矿法的应用为主，具体可见通过以下内容进行阐述。

（1）上向水平分层充填开采法。上向水平分层充填采矿法（见图1），矿山主要采用的上向水平分层充填采矿法（部分胶结尾砂+全尾砂充填）回采多条平行的矿体（如KT4、KT4-1、KT4-2、KT7、KT5-1等），矿体沿走向、垂直方向上品位及厚度变化较大，矿体间间距较近，顶、底板围岩均为角岩化变砂岩，为降低多条矿体同时回采安全风险，提高矿石利用率，降低损失与贫化，采用上向水平分层充填采矿法，对上向水平分层充填盘区内矿体进行回采利用，同时局部利用废石进行充填，减少废石排放，节省部分充填成本。该采矿方法不仅能适用于回采盘区内薄小及中厚矿体，对中厚以上经济价值较高矿体同样适用，可有效剔除矿体内夹石，有效降低贫化，提高出矿品位，提高经济效益。

图1 上向水平分层充填采矿法

（2）分段空场嗣后充填采矿法。此种采矿法的原理为对相对独立的厚大矿体进行开采，也就是矿体的水平厚度超过10m。此种开采方法适用于非常厚的矿体开采作业中。根据矿体厚度，采场沿走向或者垂直矿体走向布置，在凿岩进路中凿上向扇形孔，炸药采用乳化炸药，爆破采用非电导爆系统起爆。爆落的矿石采用电动铲运机铲运至采场溜井。采空区形成后及时进行全尾砂充填。相邻采场分步开采，其中一步采采场采用胶结充填，二步采采场采用胶结+尾砂充填。针对围岩稳固性较好的矿体，设计采用分段凿岩、阶段出矿；针对围岩稳固性稍差的矿体，设计采用分段凿岩、分段出矿。此类开采方法的优势为作业中具有较高的安全性，采场的生产力很大，且能够给矿山的生产提供足够的矿石保障。

（3）超前切顶垂直深孔阶段落矿嗣后胶结充填法。结合已施工分段工程情况，减少采准工程量，采用超前切顶垂直深孔阶段落矿嗣后胶结充填法（如图2所示）回采厚大矿体KT2-1，矿体顶、底板围岩均为角岩化变砂岩，矿体平均厚度＞35m，矿体与围岩均中等以上稳固。KT2-1品位较低，采用更高效，更安全、成本更低的采矿方法。垂直矿体走向布置采场，对矿房矿柱实施划分，矿房的宽度12m左右，矿柱的宽度13m左右（在空区暴露面积允许情况下布置）。

图2 厚大矿体采矿法

3 分层充填法的发展

（1）水平分层充填法。在促进国内矿产采矿机械程度的有效提升，在对采矿与无轨设施进行充分运用的条件下，进行了机械化水平分层充填法的开发。在我国冶金、金矿、有色金属等，开始广泛用于化学矿山的研究之中，开采方式具体为在较厚的矿体采集中使用[2]。采场出矿、顶板管理、采场凿岩皆需对全液压式无轨机械操作方式进行运用，通常采场充填使用水力管道进行输送（胶结或全尾砂充填）或废石充填。采场的综合生产率大致为200t/d左右，矿石资源的损失率约为7%左右，贫化率通常为7%左右。

（2）上向水平分层充填法的发展态势。①基于采场的布局方面来说，大面板中无支柱持续开采技术发展使其开采流程实现简化，有些矿山配置了井下运送矿物的卡车、运用顶板对台车实施管理，让盘区的长度能够达到数百甚至上千米。②在矿块的采准体系方面而言，具体在发展向脉外斜坡道的采准方向。在进行采矿设备的制作过程中，通常可以服务于诸多出口，并对无轨设施灵活度的高效运用。③在采矿的机械化领域中，其正在向遥控设施与大型配套类设备的发展方向迈进。④基于岩石钻孔开采与爆破开采领域而言，具体方向为增加炮眼长度，增加分层的高度，甚至于将中深孔岩石的爆破方向增加。⑤基于采场的安全性角度而言，每层都需增加矿石量并让整体循环停止次数减少。且利用预支护长锚索，让原先破碎的矿体也能对分层充填法合理运用。⑥在矿床发生倾斜时，可以对较薄大中层厚度的矿石实施轻微开采，可以使用伪倾斜顺路进行矿井、脉内转层、单纯脉外侧斜坡的采集等，从而促进采场的采准工程减少，降低采切比。

4 结语

总之，一个矿区要想明确与选择相应的开采方法，是非常复杂且难度较大的一项技术工作，尤其是矿区地质条件和矿体赋存条件较复杂的矿山[3]。所以，目前对采矿中的可行性进行论证分析，即便如此也无法全面考虑其中存在的所有问题，在实践中容易出现诸多预料未及时到达情况，只有亲身进入采场，与实际状况相结合，分析具体状况，逐渐尝试试验与研究，才能实现优质开采方法的选择，在保障分层充填采矿法在中厚以上矿体开采中有效运用的同时，保障企业社会效益与经济效益的全面提升。