盤區機械化充填采礦工藝在凡口鉛鋅礦的運用

唐 建

(凡口鉛鋅礦, 廣東韶關市 512325)

盤區機械化充填采礦工藝在凡口鉛鋅礦的運用

唐 建

(凡口鉛鋅礦, 廣東韶關市 512325)

盤區機械化上向分層充填采礦法為凡口礦的主要采礦方法之一,按鑿巖方式的不同分為水平淺孔上向分層充填采礦法和上向中深孔分層充填采礦法,分別介紹了這 2種方法在凡口鉛鋅礦的采礦工藝及具體應用,指出該采礦方法能充分配套使用大型無軌機械設備進行開采作業,提高了采場生產能力與綜合效率。

上向分層;充填采礦法;采礦工藝;機械化作業

凡口鉛鋅礦為沉積 -改造黃鐵礦型層控鉛鋅礦。金星嶺礦體向北傾斜,獅嶺礦體向東傾斜,獅嶺南礦體是獅嶺礦體的南延。礦體形態復雜,呈透鏡狀、似層狀、迭層狀和巢狀等,產狀受構造控制。主礦體厚大,平均厚度多為 20～50 m,最厚達 100 m以上,走向長 200～600 m,傾向長 100～400 m,礦體傾角多為 60°～70°。礦石與圍巖均較穩固,f=8～13,但局部礦體頂板圍巖為砂巖或含泥質較高的薄層泥灰巖,f=4左右;斷層破碎帶裂隙節理發育,穩固性較差。水文地質條件復雜,頂部受含水的壺天灰巖所覆蓋,地面建筑物需要保護,采區范圍內不允許地表塌陷。

盤區上向分層充填采礦法主要用來回采形態復雜、礦量集中、厚大的礦體或多條平行展布的中厚礦體,凡口礦運用該采礦方法進行回采,按鑿巖方式不同可分為水平淺孔上向分層充填采礦法和上向中深孔分層充填采礦法 2種。

1 水平淺孔上向分層充填采礦法

1.1 結構參數

階段高度為 40 m,采場長度為礦體厚度 (垂直礦體布置,見圖1)或礦體走向長度 (沿走向布置),采場寬度為 8 m(垂直礦體布置)或礦體厚度 (沿走向布置)。采場底柱高為 8 m,分層高度為 3～4 m,分段高度為 8 m,1個分段服務于 2個分層;穿脈、分段平巷等巷道斷面為 3.4 m×3.2 m,分段聯絡道、分層聯絡道等巷道斷面為 3.2 m×3.1 m,脫水井為1 m ×1 m,拉底平巷為 3.0 m ×3.0 m,回風天井為 2 m×2 m。各巷道斷面為直墻加三心拱形。

圖1 水平淺孔上向分層充填采礦法

1.2 采礦工藝

分段平巷由分段聯絡道與斜坡道相連通,采準時,自一分段平巷掘進分層聯絡道到達礦體邊界,掘進拉底平巷到達天井位置,用吊罐法打一天井與上一中段回風巷相通,對拉底平巷進行擴幫至采場邊界,在采場底板掘進脫水井穿過底柱通達下部穿脈,然后開始回采第二分層礦石。

采用手持氣腿式鑿巖機鑿巖,先在采場靠近進路一端打斜上向孔,爆出 1個分層高度和一定空間,利用這一空間,工人站在爆下的礦堆上往礦房內部打水平淺孔 (即壓頂),排距孔距為 0.8～1.0 m。崩下一段礦石之后,工人站在礦堆上處理頂板,接著對下一段的頂板礦石進行鑿巖。待整個分層的礦石全部崩下之后,使用 2 m3或 3 m3進口鏟運機將礦石鏟到分段平巷中的溜井,使礦石溜到下中段平巷中,然后由井下機車進行轉運。出礦清場后,充填 1個分層高度 (充填高度 3～4 m),預留一定空間作為下一分層礦石回采的作業空間。待充填體強度達到要求便可回采下一分層礦石。

該種采礦方法機械化程度適中,人工風鉆打眼,勞動強度大,在空場下作業危險系數高、鑿巖效率低;采場出礦可用大斗容鏟運機,勞動強度低,采礦效率得到適當提高。跟普通上向分層充填法相比,該水平淺孔上向分層充填法的工人作業環境較好,出礦過程勞動強度較低,不過在破碎礦巖下面鑿巖危險性同樣很高。

2 上向中深孔分層充填采礦法

該采礦方法結構參數同水平淺孔上向分層充填法。如圖2所示,采掘人員由主斜坡道通過分段平巷聯絡道進到分段平巷中,自中段平巷向礦體一分段底板掘進采礦進路,達到礦體邊界時,開始掘進拉底巷道,拉底巷道掘進到達天井位置,在回風巷打一鉆孔通至下部拉底巷道,用吊罐法打一天井與上一中段回風巷相通,對拉底平巷進行擴幫至兩幫礦房充填體,然后開始回采第二分層礦石。

圖2 盤區機械化上向中深孔分層充填采礦法

鑿巖采用 HS105型上向自動接桿臺車鉆鑿仰角 85°～88°的上向炮孔,鑿巖速度達 0.5 m/min。單釬桿長 1.2 m,連接 4桿,孔深一般在 4 m以上,梅花狀排列布孔,孔距 1.0 m,排距 1.2 m,掏槽區孔網一般為 0.8 m×0.8 m。為保證兩幫充填體少受爆轟波的損害,采場邊孔距離充填體 0.4 m,并每隔3～5 m用水平臺車打 1個仰角 45°、孔深 3.5～4 m的邊幫控制孔。采用 NT30/NBB150型裝藥臺車裝藥,利用風壓把乳膠炸藥壓入孔內,裝藥速度快,達36孔/h。采用導爆索與毫秒雷管非電復式起爆網絡爆破。通常 1個分層崩 1次礦,頂板一次處理。出礦設備采用斗容 2 m3或 3 m3進口鏟運機,由采礦進路進到采場,將礦石鏟出倒到脈外溜井中,出礦效率高。

出礦清場后,進行分層膠結充填,充填高度為3.5～4.5 m,待充填體強度達到鏟運機的壓力要求便可回采下一分層的礦石。

3 結 語

凡口礦經過多年的采礦實踐,且結合現階段的生產狀況和礦體開采技術條件,得出盤區機械化向上分層充填法是較適合凡口礦的采礦方法,其通過采用高效無軌配套設備對厚大礦體進行強化開采 ,提高了采場生產能力和綜合效率。近年來,凡口鉛鋅礦隨著高產量的持續開采,礦房采場日趨減少,間柱采場、邊角礦體居多,而該采礦法在礦體產狀復雜,厚度小的孤立小礦體和礦柱的開采中使用較普遍,將成為凡口礦未來的主要采礦方法之一。

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2010-10-20)

唐 建 (1983-),男,江西南昌人,助理工程師,主要從事采礦技術工作,Email:278295040@qq.com。