陡傾斜薄礦體無頂底柱采礦法淺析

2012-11-17 09:20:28郭利華

采礦技術 2012年1期

郭利華

（山東黃金集團蓬萊礦業有限公司，山東蓬萊市 265621）

陡傾斜薄礦體無頂底柱采礦法淺析

郭利華

（山東黃金集團蓬萊礦業有限公司，山東蓬萊市 265621）

齊家溝金礦床為礦體薄、品位高、控礦構造復雜、礦化連續性差的小規模礦體，針對此類礦床地質特征，經過多年的采礦實踐，將脈內運輸有頂底柱淺孔留礦法改為脈外運輸無頂底柱采礦法。方法改進后，大大提高了生產效率和安全系數，同時也提高了礦石回采率，這對中小型較富的石英脈型礦床的開發利用有較好的經濟意義和現實意義。

地質特征；陡傾斜薄礦體；無頂底柱采礦法；齊家溝式金礦床；尖滅再現

1 齊家溝式金礦床地質特征

齊家溝金礦位于山東省蓬萊市東南部的大柳行鎮，礦床類型屬于含自然金石英脈型，走向為10°～45°，主體走向20°，傾角為45°～80°，大多數礦脈和礦體傾角都大于65°。礦體一般由厚度不到20cm的石英脈及黃鐵絹英巖組成，最厚處（透鏡體、構造交匯處）不超過1.5m。礦體品位較高，一般都在幾十克／噸到幾百克／噸，有的地段幾百克至幾千克／噸，個別地段產出自然金。

礦脈嚴格受NE及NNE向壓扭性構造控制，無論走向還是傾向上都有波狀彎曲、產狀多變，時有膨脹夾縮、尖滅再現特征（見圖1）。

圖1 礦體走向變化特征

礦體多被后期脈巖穿插和破壞，脈巖有花崗細晶巖、偉晶巖、閃長玢巖、煌斑巖等。各種脈巖都繼承性侵入含礦構造內，如圖2所示，有的將礦體一分為二，脈巖上下盤各隨機一部分；有的切穿礦體而且發生一定距離的位移；有的被厚大脈巖斜穿，分兩段居于脈巖兩側，對探礦和采礦帶來較大困難。

圖2 脈巖穿插礦體特征

2 開拓方式

鑒于礦脈及礦體賦存特征，本區選取的開拓方式為豎井開拓。由于礦體薄，采取沿脈探礦并作為運輸巷道，含礦地段采取脈內采礦、脈外運輸，見圖3。

3 采礦方法的選擇

3.1 原淺孔留礦法

多年來礦區一直運用淺孔留礦法，開采工藝為：脈內探礦—脈內運輸—漏斗穿—上返漏斗—拉底巷—淺孔—爆破—留礦—脈內運輸出礦，見圖4。

圖3 無頂底柱淺孔留礦采礦法

圖4 不同采礦工藝剖面示意

該方法有利于探礦，能及時掌握礦體變化情況，但坑道隨礦體彎曲度變化較大，許多不穩固地段需要支護，須保留礦房頂、底保安礦柱。且采礦過后由于地壓強烈變化，容易引起支護等部位坍塌，造成的安全隱患較多，常常需要二次支護和經常維護等，給礦石運輸和繼續探礦帶來困難，工人勞動強度較大。

3.2 無頂底柱采礦法

針對上述情況，對采礦方法進行改進。方法改進后采礦工藝為：脈內探礦—脈外運輸—聯絡穿—淺孔—爆破—留礦—脈外、脈內混合運輸出礦。

此種方法的優點是減少了脈內巷探礦工程。施工順序是：先打脈外巷，用聯絡穿控制礦體變化情況，當礦體尖滅或無礦段時，工程則沿控礦的蝕變構造帶掘進；當礦體重新出現或變厚，工程轉向脈外（見圖1）。這樣能夠避免脈內巷探礦的危險性，且支護工程較少，礦石運輸較為安全暢通，不用留保安礦柱，風水管路等架設不易被塌方、放炮等破壞；而且減少上返漏斗、拉底巷等較難施工的切割工程，減少了探采周期。

4 采礦方法變動前后對比

走向礦塊長度50m，傾向階段斜長50m，每個礦房需要10個（5m／個）出礦聯絡穿及上返漏斗。每個中段按500m沿脈探礦，50%的含礦系數可控制5個礦房計算。

從表1可以看出，有頂底柱采礦方法相比改進后的脈外無底柱采礦方法，5個礦房共多掘進350 m，即每個礦房采取新方法可節省70m，按綜合成本1000元／m計算，則可節省7萬元；沿脈巷規格1.5m×1.8m比2m×2m規格可節省1.6萬元，每個礦房可節省采準工程施工時間15～20d；且脈外無底柱采礦法可提高不打掘進上返漏斗造成的安全系數，減少安全隱患；可提高采礦速度和出礦效率，減少礦石損失率；可多回收頂底柱礦石（上下礦柱）324t，按3g／t 500元計算，可提高效益16.2萬元；礦山每年生產10個礦房（10萬t礦石），可節省248萬元；并有利于對采空區進行廢石充填，減少探礦工程廢石提升量，節約提升設備用電。