深孔后退式嗣后充填采礦法在澳大利亞某鉛鋅礦的應(yīng)用*

彭常成，王長(zhǎng)軍

(1.中金嶺南凡口鉛鋅礦， 廣東 韶關(guān)市 512325；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012)

澳大利亞某鉛鋅礦位于澳大利亞新南威爾士州，是一座開采歷史悠久、以鉛鋅為主的地下多金屬礦山，礦產(chǎn)屬于厚大沉積-火山變質(zhì)型礦床。礦體賦存于多種不同類型的變質(zhì)沉積巖中，有砂巖、頁(yè)巖、片麻巖、灰質(zhì)巖、花崗巖等。礦體形狀復(fù)雜，走向長(zhǎng)2 km，傾斜延深從地表至地表以下-1200 m，平均厚度 50～80 m 、最厚達(dá)250 m。礦石主要有用礦物為方鉛礦、鐵閃鋅礦；有少量磁黃鐵礦、黃銅礦、砷黃鐵礦。鉛鋅品位較高，平均原礦品位16.8%。礦石穩(wěn)固性好，圍巖穩(wěn)固性好。礦石密度3.15 t/m3，f系數(shù)=8.5～17.9(平均值11.1)，廢石密度為2.7 /m3，f系數(shù)=8.9～17.1(平均值12.1)。

1 深孔后退式嗣后充填采礦方案

該礦山中段高40～50 m，中段之間視礦體和工程情況決定是否布置分段平巷，分段平巷高度視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際而定。采場(chǎng)寬度一般為5～16 m，具體數(shù)據(jù)需根據(jù)礦體圍巖穩(wěn)定性及周邊工程情況而定。采場(chǎng)長(zhǎng)度一般為35～50 m。采場(chǎng)高度一般為10～50 m。深孔后退式嗣后充填采礦法可細(xì)分為上向型與下向型，兩者的工藝流程相似，但使用范圍稍有不同，上向深孔后退式嗣后充填采礦法的采場(chǎng)高度需控制在25 m，因?yàn)樯舷蚶鄹叨认拗圃?0 m；而下向型深孔后退式嗣后充填采礦法的采場(chǎng)高度可達(dá)50 m。因兩者相似，為了表述方便，以上向深孔后退式嗣后充填采礦法為代表進(jìn)行說明[1-3],其采礦方法如圖1所示。

圖1 深孔后退式嗣后充填采礦法

2 回采工藝

(1) 采準(zhǔn)：采用Atlas M2D boomers型鑿巖臺(tái)車，鑿5.0 m×5.0 m的拉底巷。拉底巷施工完畢后，不對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行切采，也不需施工天井，其直接作為采場(chǎng)的鑿巖硐室兼出礦硐室。

(2) 鑿巖：采用Simba L6 C型潛孔鉆機(jī)鑿上向孔，孔徑有3種，分別為76、89、102 mm。孔徑需根據(jù)采場(chǎng)礦體產(chǎn)狀以及工程關(guān)系等因素來決定。炮孔確定后，則可以確定孔網(wǎng)參數(shù)，3種炮孔的孔網(wǎng)參數(shù)見表1。

(3) 拉槽區(qū)炮孔采用桶形平行掏槽布置(見圖2)，所有拉槽區(qū)炮孔均為垂直90度。先居中布5個(gè)直徑200 mm空孔(13#～17#炮孔)，空孔采用擴(kuò)孔器分兩次擴(kuò)孔形成，先擴(kuò)至150 mm，再擴(kuò)至200 mm。然后以間距0.4 m布置4個(gè)直徑102 mm孔，再以間距0.5 m布置8個(gè)直徑102 mm孔，形成拉槽區(qū)孔網(wǎng)布局。

表1 孔網(wǎng)參數(shù)

圖2 拉槽區(qū)布孔

(4) 裝藥爆破：裝藥采用Orica 公司自備的自動(dòng)裝藥臺(tái)車裝藥。該裝藥臺(tái)車具有自動(dòng)上管功能，并且?guī)в袛?shù)據(jù)顯示器，能顯示裝藥深度、重量、溫度。起爆系統(tǒng)采用非電-電復(fù)式起爆。裝藥結(jié)構(gòu)采用藕合連續(xù)反向裝藥，每10 m設(shè)置1個(gè)起爆藥包，起爆藥包由電雷管及起爆彈聯(lián)合構(gòu)成。所用雷管為Orica 公司生產(chǎn)的高精度毫秒電雷管，該雷管本身沒有設(shè)置段位，炮孔全部裝好后，由爆破工通過編程器現(xiàn)場(chǎng)編程對(duì)雷管逐個(gè)設(shè)定段位，段位可從0～13000 ms,采用導(dǎo)爆索將雷管連接在一起，最后采用非電雷管串聯(lián)在導(dǎo)爆索上[4-6]。圖3所示拉槽方式在上向孔拉槽時(shí)能最高拉槽20 m，下向孔一般可拉槽10 m。側(cè)爆區(qū)段位一般而言，扇與扇之間間隔100 ms，扇中炮孔之間間隔50 ms。

(5) 出礦：采用Caterpillar R2900G型6m3可視遙控鏟運(yùn)機(jī)出礦，人員在專用操作車上遙控操作鏟運(yùn)機(jī)。專用操作車布置于采場(chǎng)外安全區(qū)域，出礦人員不進(jìn)入爆破后空?qǐng)觥２捎肅aterpillar AE45型裝運(yùn)機(jī)(載重45 t)轉(zhuǎn)運(yùn)至主溜井。

(6) 支護(hù)：該礦山十分注重安全投入，對(duì)所有現(xiàn)有在建掘進(jìn)巷道均采用錨網(wǎng)噴漿支護(hù)，并對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)。采用Atlas M2D boomers型掘進(jìn)臺(tái)車施工錨網(wǎng)，采用噴漿車噴漿。

圖3 拉槽區(qū)段位布置

(7) 充填：采場(chǎng)出礦完畢后，及時(shí)采用尾砂充填，有時(shí)會(huì)回填廢石，以減少?gòu)U石出窿。礦房采用膠結(jié)充填(水泥含量為2%～6%)，間柱采用全尾砂充填(采場(chǎng)底部3 m添加4%的水泥)。膠面層采用膠結(jié)充填或直接采用墊一層廢石的方法形成膠面層。充填后7～14 d可進(jìn)入下一步驟循環(huán)。

(8) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：深孔后退式嗣后充填采礦法采場(chǎng)綜合生產(chǎn)能力為380 t/d；貧化率為40%，損失率25%～30%。

3 結(jié) 論

該礦山的生產(chǎn)實(shí)踐證明，深孔后退式嗣后充填采礦法具有安全性高、采準(zhǔn)工程量小、勞動(dòng)生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。安全性高主要體現(xiàn)在采礦及鏟礦兩方面，采礦各環(huán)節(jié)在已經(jīng)噴錨支護(hù)的巷道作業(yè)，鏟礦采用遙控鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)，兩者都有力地降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。采準(zhǔn)工程只需布置上下部鑿巖硐室及出礦進(jìn)路，簡(jiǎn)單高效。勞動(dòng)生產(chǎn)率高也得益于兩方面，一是工藝簡(jiǎn)單高效，減少分層回采的多次循環(huán)；二是大型智能化機(jī)械裝備的運(yùn)用，大幅的提高生產(chǎn)效率。需指出的是，該礦山也存在貧化率、損失率大的問題，產(chǎn)生原因有三：一是該種工藝是大爆破方法，其貧化率、損失率肯定比其它方法高；二是該礦山開采的礦體很多為殘礦、邊角零星礦，加上先期礦房充填體質(zhì)量很差，在客觀條件上加大了貧化率、損失率；三是大型機(jī)械化的使用，難以在回采過程中實(shí)現(xiàn)分采分出[7-8]。

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