緩傾斜極薄礦脈廢石條柱膠結連續分條采礦法的應用

摘要:簡要闡述了對江西金山金礦的高品位緩傾斜極薄礦脈開采試驗研究及全粒級廢石膠結條柱連續分條采礦法，為了使該技術成果得到轉化、推廣應用，現就有關技術問題給予簡單介紹，以饗讀者。

關鍵詞:緩傾斜極薄礦脈 廢石條柱膠結連續分條采礦法 試驗應用

1 概述

江西金山金礦是江西省最大的黃金礦山，始建于1986年。礦山大塢礦段含金石英脈型礦體開采技術條件極其復雜，開采難度大，但礦石經濟價值特別高。為了合理利用這部分資源，提高礦石的回采率，早在2000年，該礦與長沙礦山研究院共同研究開發的緩傾斜極薄礦脈開采技術全粒級廢石條柱膠結連續分條采礦法，試驗地點放在陽山礦段。前后約兩年左右的時間，試驗取得成功，通過了省級科技鑒定并榮獲江西省科學技術進步三等獎。

2 試驗采礦方法

緩傾斜極薄礦脈全粒級廢石條柱膠結連續分條采礦法方案，如圖1所示。

采場沿走向布置，將采場劃分為若干垂直走向分條，每個分條掘一上山聯通上下中段的沿脈巷道。回采時以上山為自由面，自上而下進行擴幫回采，只采礦石。采幅控制在1.0m左右，形成“T”字形采空區，采下礦石通過手選將大塊廢石揀出。爾后或人工裝運或電耙運搬至下部集礦漏斗裝車運出。分條采完后，削取上山一側礦體底板，以全粒級廢石膠結充填上山另一側采空區，形成2m寬的膠結條柱。回采順序由采場一端向另一端連續推進，使每一回采分條一側為原生礦體，另一側為膠結條柱，以保作業安全。

該項技術成果具有自主知識產權，技術的先進性和實用性體現在以下幾個方面:①方法先進，方案選擇合理。②工藝簡單靈活，能適應礦脈產狀的急劇變化，便于探采結合，探礦上山可兼作切割上山、可邊采邊探。特別是礦脈形態分布不清時，只要先追蹤礦脈掘出采礦上山后，即可以采礦上山為自由面自上而下后退式擴幫回采，可滿足不連續礦脈的回采要求。③可多分條平行作業，連續出礦，采場生產能力較大，并可根據需要調節出礦能力。④用削底的全粒級廢石膠結充填，不另配砂子，充填料的采集、制備、澆灌都在工作面進行，不需要在地表建充填系統，節省了投資，降低了充填成本。⑤單采礦石，采幅小，減少了鑿巖爆破工作量和充填量，降低了礦石貧化率，同時節約了落礦成本。⑥根據充填需要削取少量廢石用于充填，可做到廢石不出窿，減少了廢石裝運費用，可省去或減少地表廢石堆場，有利于環境保護。⑦回采工藝簡單，容易掌握，便于推廣應用。⑧鑿巖、爆破、出礦、充填等回采作業都在上山中進行，勞動條件好，作業安全。⑨選用的地壓觀測儀表監測采空區的穩定性，輕便直觀，操作簡易，能及時反映采場的穩定性，做出安全預報，作業人員有了安全感，有利于提高勞動生產率，與國內外相關技術的發展相比較屬于領先水平。

3全粒級廢石條柱膠結連續分條采礦法推廣應用

金山金礦大塢礦段石英脈型礦體開采技術條件也極其復雜，開采難度更大，但礦石經濟價值特高。因此，采用陽山礦段已試驗成功的采礦方法可以使該采礦方法最優、最好。至2004年末礦山已完成了-130m中段的開拓工程，并采用邊探邊采的方式，采出了小部分高品位礦石。本次選擇-130m中段321～335線作為項目推廣的采場。

3.1采場構成要素及采切工程布置采場位于大塢礦段-130m中段321～335線，礦脈走向方位角N55°W傾向NE35°，傾角5°～25°，礦脈厚度0.42～1.28m，平均厚0.85m。采場構成要素:共分7個采場，每個采場沿走向布置，走向長50m，采場起始標高-130m，垂高25m，傾斜長45～70m。每個采場劃分為8個分條回采，分條寬6m，7個采場共劃分為56個分條回采。采場的采準、切割工程布置如右圖2所示。工程按邊探、邊采，充分利用原有工程的原則布置。單個采場采切工程量見表1。

3.2回采工藝 ①分條布置及采充順序。全粒級廢石條柱膠結連續分條采礦法總的回采順序是從采場一側向另一側推進，連續分條回采。但就每一個分條回采來看，又可分為上山兩側礦體同時回采。考慮到上山兩側同時回采的順序工藝簡單，生產能力較大，在標準方案中推薦選用該回采順序。經生探、采準、切割后，單個采場走向長50m，可以劃分為8個分條，斜長可達45～70m。為了實現各工作面平行作業，保證要求達到的生產能力，并使條柱膠結有適當的養護齡期，在現場回采工作中，可根據具體條件，對分條的采充順序作適當調整。每一分條內分兩步驟回采，相鄰分條可同時進行作業。②鑿巖爆破參數優化選擇。為滿足同采的特殊要求，試驗采場采用淺眼微差控制爆破，其主要鑿巖爆破參數有孔深、孔徑、孔間距、抵抗線、孔網布置形式、裝藥結構等，部分參數在金山金礦的開采技術條件下已確定如下:a孔深1.3～1.6m;b孔徑Φ40～42mm;c微差時間≥30.1毫秒;d炸藥為二號巖石炸藥，藥卷規格Φ32mm，長200mm。③采場通風。大塢礦段坑內通風以機械通風為主，采場通風線路為地面新鮮風流→副斜井→-130m中段平巷→采場工作面;清洗工作面后的采場污風→采場上山→-105m中段平巷→西風井→地面。④采場出礦。標準方案的采場出礦設計采用7.5 kW小型電耙，將礦石沿采準上山耙運至下部集礦漏斗裝車運出。針對高品位石英脈型礦石，礦山要求塊礦與粉礦分別運出供我礦不同選礦廠的不同選礦工藝處理。因此，采場運搬實際采用手推膠輪車。每次爆破以后在爆堆中將石英脈塊礦選出，用手推車運至集礦漏斗，在-130m中段平巷裝車運出供特殊選礦處理。余下的碎礦石和粉礦全部用手推車運至集礦漏斗，裝車運出供浮選廠處理。⑤充填工藝。架設立柱模板:沿上山充填側安裝木立柱，立柱間距1.5m～2.0m，直徑Φ120～140mm。爾后隨充填由下而上分段分次釘設模板，模板厚30mm，要求模板之間和兩端無縫隙，以防漏漿。模板架設如圖3所示。整個充填工作直接在工作面進行，每個條柱是由下而上逐段充填。充填時，廢石堆集在上山內，摻入水泥和水，人工攪拌。一次拌料量1包水泥與30筐廢石約0.4m3，拌和均勻后，人工注入條柱內，并在澆注的同時，人工搗實。澆注到最后距頂板0.3～0.4m時，用鐵鏟由里而外澆注，做到充填接頂密實。在充填過程中，分散拋入適量大塊廢石(一般為20%～25%)，經搗固大塊被混凝土包裹，這樣不影響混凝土強度，并減少水泥用量。⑥采場采充作業勞動組織與技術指標。整個大塢礦段石英脈型礦體井下探礦、采礦、充填每天實行一班作業制。單個采場的回采、充填作業由一個綜合作業班組完成，其作業人員由鑿巖爆破工2人，清碴工3人，充填工4～5人組成。由于采場內工作面多，一般同時作業工作面2～3個，所以3種作業工序基本實行平行作業，據統計采場采、出、充工序平行作業率達到50%左右，采場勞動生產率分別:采場綜合生產能力為4.87t/班;采礦鑿巖臺效按鉆孔進尺計34.6m/臺班;按噸位計39.79t/臺班;采礦工效為2.39t/工班;充填能力為6.4～8m3/班;充填工效為1.6m3/工班。

4結論

該采礦方法在大塢礦段經過幾年實施后，單個采場綜合生產能力達到39.78 t/臺班(采礦臺效)，總采出礦石量44 040t。按此計算，其采礦總損失率不足5%。全粒級廢石條柱膠結連續分條采礦法的試驗成功與推廣應用，為金山金礦陽山礦段及大塢礦段緩傾斜極薄礦脈石英脈型礦體的開采，提供了安全、經濟、高效的采礦方法，解決了礦山生產中的一項技術關鍵。同時，這一方法可以在有關礦山條件相同或相近礦體開采中使用，具有良好的社會效益及環境效益。