印度Malanjhkhand銅礦露天轉地下采礦方法研究

鄭建明，任鳳玉，劉旭東

（1.中國鋼研科技集團吉林工程技術有限公司，吉林 長春130022；2.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽110819）

Malanjkhand銅礦是印度最大的銅礦床，資源儲量約2億6792萬t，礦石地質品位0.97%，位于印度中央邦巴拉卡德鎮東北90km處，地處平均海拔575m的高原，距離礦體最近的河流為距離2km左右的班加河，西北流向。

礦區位于中印度前寒武紀地帶的南部區域，地質構造由前寒武紀基底雜巖組成，主要包括花崗巖類巖石和基巖巖脈，以及少量變質沉積巖?；纂s巖主要成分為花崗巖、石英二長巖、花崗閃長巖和石英閃長巖，粗到中等顆粒，局部片麻節理構造。

礦區中部花崗巖中有一傾角60°～70°的大型石英巖脈（長2600m，寬60m，深600m），傾向90°，此巖脈反映了早期的地質構造活動，后期的橫斷層造成了巖脈的斷裂和位移。鄰近巖脈，花崗巖蝕變為粉紅色的長石，礦化局限于巖脈和蝕變花崗巖。

礦體平均傾角60°，厚度130～250m，平均190m。露天開采底板標高為＋340m。

露天轉地下后，礦山擬定生產規模為500萬t／a，選擇適合的采礦方法是實現此規模的關鍵。

1 采礦方法選擇

根據礦體賦存情況及礦山實際情況，充填采礦法不適用，而且生產能力較小的采礦方法也不適宜，推薦VCR法、階段強制崩落法和無底柱分段崩落法?，F對三種方法進行技術比較。

1）VCR法

適用條件：適用厚大礦體，原則上要求礦體和圍巖均穩固。

VCR法主要特點有[1]：①垂直平行深孔，自上而下分層崩礦，結構比較簡單；②采用大直徑深孔；③勞動生產率高。

主要缺點：①每次崩礦量較少；②裝藥工藝復雜，輔助作業時間長；③炮孔裝藥利用率低；④鑿巖難度較大；⑤開拓采準費用高。

2）階段強制崩落法

適用條件：礦體厚大；急傾斜礦體，上盤圍巖穩固性好；礦石須中等穩固；礦石價值不高，不應含有較大的巖石夾層；地表允許陷落。

主要優點：①采準工程量?。虎趧趧由a率高；③采礦成本低。

主要缺點：①生產技術與放礦管理要求嚴格；②大塊產出率高；③礦石損失貧化大。

3）無底柱分段崩落法

適用條件：地表允許陷落，礦石中等穩固以上，急傾斜或緩傾斜厚大礦體，需剔除礦石中夾石成分或分級出礦時，采用該法最為有利。

主要優點：①安全性好；②采場結構簡單，回采工藝簡單，容易標準化；③機械化程度高；④由于崩礦與出礦以每個步距為最先回采單元，當地質條件合適時，有可能剔除夾石和進行分級出礦。

主要缺點：①回采巷道通風困難；②采場結構與放礦方式不當時，礦石損失貧化較大。

綜合以上三種采礦方法的適用條件，結合Malanjkhand銅礦的賦存特征，階段強制崩落法不適用；考慮到VCR一次崩礦量較小，垂直平行炮孔鉆鑿難度較大，推薦采用無底柱分段崩落法。采用無底柱分段崩落法，井下廢石可充填露天采坑，既解決了廢石地表堆存問題，又可以充當崩落法覆蓋巖層，更有利于井下放礦[2]。

2 采場結構參數確定

一般情況下，無底柱分段崩落法設計中段高度60m，分段高度15m，進路間距12m。針對Malanjkhand銅礦規模較大，礦體厚大，同時礦石為有色銅礦，為此，提出低貧損高生產能力的開采目標，需對無底柱采礦崩落采礦法的參數結構進行優化設計。

無底柱分段崩落法影響放礦的采場結構參數主要是分段高度、崩礦步距和進路間距[3]，同時為獲得較低的損失貧化，回收進路的斷面尺寸是影響因素之一[4]。當前應用無底柱分段崩落法的礦上正向增大分段高度和進路間距的方向發展[3]，印度Malanjkhand銅礦通過優化研究，確定分段高度為20m。

式中：H—分段高度，20m；b—進路寬度；μ—系數；α，β—垂直進路方向散體流動參數。

端部放礦時，垂直進路方向的散體流動參數為：α＝1.3221，β＝0.5387，當進路寬度為4m時，可得

進路間距根據下式確定：

當采用低貧化放礦時，μ取0.1～06，此時進路間距合理取值為19.2～21.2，即19～21。

由于進路間距的增大，礦石脊部殘留體增大，為此需對回收進路進行優化設計，主要是進路寬度，通過兌3m×3m，4m×3m，5m×3m，6m×3m斷面進行放礦試驗研究，6m×3m斷面更有利于控制礦石的損失貧化，因此確定進路斷面尺寸為6m×3m。

試驗表明，合理的崩礦步距是使頂面與端部正面的廢石同時到達礦口，基于此，確定崩礦步距為3.5m。

3 結論

1）通過采場參數優化，降低了采切工程量，提高了采場生產能力，每爆破一次崩落的礦石量為3597t，年需推進距離4866m，而礦山每一分段有效長度為11000m，礦山一個分段即可滿足500萬t／a的生產規模。

2）無底柱分段崩落法中，采場結構參數（包括進路斷面尺寸）與放礦方式密切配合，可實現低貧損開采目標。

3）礦山優化后的采場結構參數為分段高度20m，進路間距20m，崩礦步距3.5m，進路斷面6m×3m。

[1]王建春，趙昊坤，郭忠林.VCR采礦法研究及應用現狀[J].礦業工程，2010，8（2）：15－17.

[2]王玉斌.草樓鐵礦首采區采礦方法綜合評價[J].金屬礦山，2007（5）：32－34.

[3]任鳳玉，韓志勇，王文杰.北洺河鐵礦采場結構參數的確定方法[J].中國礦業，2006，15（3）：44－47.

[4]鄭建明.弓長嶺井下礦大斷面結構參數應用研究[J].有色礦冶，2004，20（3）：9－11.