平底結構淺孔留礦法在喬礦西礦區的使用

張巧云

新疆富蘊喬夏哈拉金銅礦業有限公司

新疆富蘊喬夏哈拉金銅礦業有限責任公司西礦區，為鐵銅礦體。前期開采方式都是井采，所用采礦方法為有底柱的淺孔留礦法，礦房結束后，對礦柱回收難度大（尤其是底柱積壓很大礦量），綜合回收率低（不到 70%）。為了提高綜合回收率，有必要對原有的采礦方法的底部結構進行優化。

1 開采技術條件

西礦區的礦體分布在玄武安山巖或角閃玢巖的北側，巖石為絹云母片巖、大理巖以及同礦體緊相連的矽卡巖。

含銅磁鐵礦絕大多數生在蝕變閃長巖或角閃斜長玢巖的頂板上的矽卡巖內，有具規模的 8 個礦體，即 Fe1、Fe2、Fe3、Fe4、Fe5、Fe6、Fe7、Cu1 礦體。礦體多呈不穩定似層狀、扁豆狀、多枝狀，在礦帶中斷續平行分布，也有互相重迭。Fe1 位于該礦區的最西端，走向長度 264m，最大傾斜延伸為 75m，呈脈狀，走向 104°，傾角 68°。礦體厚度1.11－13.8m。其它礦體走向長度、最大傾斜延伸、走向、傾角、礦體厚度均不完全相等。

1.1 水文地質條件

礦床處于侵蝕基準面以上，位置高，礦區降水少，遠離地表水體，屬堅硬裂隙巖層中的貧水礦床，補給來源缺乏，屬水文地質較簡單型。

1.2 工程地質條件

礦體頂底板圍巖主要為各類矽卡巖，部分地段為閃長巖、閃長玢巖、凝灰巖、巖石屬堅硬巖石，巖石堅硬穩固，開采條件較好。

1.3 礦體物理力學性質

礦石平均體重 3.98t/m3,松散系數 1.57，礦巖硬度 f＝8－12，礦巖不具備自燃和結快性。

2 對現有采礦方法進行優化

從開采技術條件可知，礦體厚度在 15m 以下，礦體屬于急傾斜中厚礦體，礦巖穩固性好，不具備自燃和結快性，較適合選用淺孔留礦法。在原有底柱留礦采礦法的基礎上，對底部結構進行優化：采用無底柱的平底底部結構，采場運輸平巷及出礦巷道布置在脈外，采用無軌運輸設備運輸，如圖一所示。

圖一 無底柱平底結構淺孔留礦法示意圖

2.1 結構參數

礦塊沿礦體走向布置，長度 50m 左右，階段高 40m，寬度為礦體的厚度，礦房留間柱 6m，頂柱 3～4m。

2.2 采準切割

采準工作包括中段脈外運輸巷、人行通風天井、天井聯絡巷、采場聯絡道、脈外出礦巷道，脈外運輸巷道每 7－8m一條。

切割工作主要是掘進 2×2m2切割平巷，切割平巷與脈外運輸巷及出礦巷道在同一水平。

沿天井垂直方向每隔 5m 向兩側掘進聯絡道，采場兩端聯絡道在高程上可錯開布置，隨著回采工作面的逐步提高，各聯絡道與兩邊礦房依次貫通。回采作業的全過程中，必須確保采場兩側的聯絡道有兩個與天井相通，以滿足作業人員進出采場及通風需要。

主要巷道斷面：中段脈外運輸巷2.8×2.8m2，出礦巷道2.4×2.6m2、拉底巷道2×2m2、天井1.6×1.8m2，聯絡道1.6×1.8m2。

2.3 回采工藝

礦房回采分層進行，用7 655 型或 YT-28 型鑿巖機鑿上向或傾斜炮孔，孔徑 38～42㎜，孔距 0.8×0.8m 或 1×1m，孔深 2m,梅花型面孔，人工方式裝藥。裝藥爆破后將崩落的礦石放出三分之一左右，使其鑿巖工作面保持在 2m 的空間，局部放礦后檢查頂板，處理浮石，平整場地，為下一循環做好準備。

2.4 礦石運搬

用 XYWJD-1 型電動鏟運機，從脈外出礦巷道將礦石鏟裝至載重 2t 的電動自卸車中，運至斜井卸礦處，通過斜井將礦石提升至地表。

2.5 礦柱回收

頂柱可在礦房回采完前，用 YG－90 或 YGZ-90 型鑿巖機向上鑿中深孔，將炮眼鑿完，一次性裝藥爆破。

對間柱回收要視情況可連續回收或間隔回收，在天井聯絡道用 YG－90 或 YGZ-90 型鑿巖機鉆鑿扇形中深孔，一次性裝藥爆破。

2.6 大量放礦

整個礦房回采結束后，應組織力量集中放礦，避免采場圍巖因暴露時間過長塌落而引起礦石貧化。

2.7 損失、貧化指標

參照類似礦山實際生產資料，并結合礦山實際情況，取礦房回采損失率 10%，貧化率 10%；礦柱回采損失率 30%，貧化率 25%。則礦塊綜合回收率為 86%，貧化率為 10.9%。采切比 3.5m/kt 或 17.3m3/kt。

3 平底結構留礦采礦法的應用實例

我們在本礦區 945 中段 9 號采場應用了平底結構的淺孔留礦法。9 號采場位于 3—7 線之間，礦塊長約 50m，階段高40m。礦體上盤為閃長巖，下盤為凝灰巖。礦石及圍巖較穩固，傾角 53°～72°，礦體平均厚度 10.6m。原礦 TFe 品位27.1%，Cu 品位 0.32%，礦塊礦量 68030.4t,其底部結構如圖二所示。

圖二 945中段9號礦房平底結構淺孔留礦法

由于采用了無軌運輸設備，此法在采準、切割、回采、礦石運搬及對礦柱的回收諸方面都凸顯其優點，提高了礦塊綜合回收率，也提高了該公司的綜合經濟效益。

[1]采礦手冊編輯委員會：《采礦手冊》北京 冶金工業出版社，1990年

[2]陳放：《礦山采礦手冊》北京 冶金工業出版社，2006年

[3]解世俊：《金屬礦床地下開采》北京 冶金工業出版社，1986年

[4]《采礦設計手冊》中國建筑工業出版社，1989年

[5]《金屬非金屬礦山安全規程》GB16423-2006