低品位復雜鉛鋅礦高效開采采礦方法研究

陳焰苗

(紫金礦業集團股份有限公司， 福建上杭縣 364200)

低品位復雜鉛鋅礦高效開采采礦方法研究

陳焰苗

(紫金礦業集團股份有限公司， 福建上杭縣 364200)

三貴口鉛鋅礦南礦段屬于緩傾斜至急傾斜中厚低品位復雜礦床，設計生產能力前期為5000 t/d，達產后達到10000 t/d。因為礦體變化大，嚴重制約了采礦方法的選擇及生產能力的提高。為了實現礦山安全高效開采的要求，經過研究，采用了分段出礦中深孔連續回采采礦方法。該方法回采工藝簡單、生產能力大，滿足了礦山安全高效開采的要求。

復雜礦床；分段出礦中深孔連續回采采礦法；回采工藝

0 引 言

三貴口南礦段鉛鋅礦由烏拉特后旗紫金礦業有限公司開發建設，鉛鋅工業礦體資源量為8766.72 萬t，Pb平均品位0.53%，Zn平均品位2.34%，Pb金屬量46.16萬t，Zn金屬量205.06萬t，另外還伴生有硫、銀元素。

礦區內礦體呈南西——北東展布，南西起40線，北東至88線，走向長1400m，南北寬約1300m，埋藏標高475～880m，最深處位于地表以下665m，最淺處距地表360m。礦床采用主副井＋斜坡道聯合開拓。礦床主要開采對象為9－zn、10－1－zn、10－2 －zn、11－3－zn、3－2－zn和2－zn等礦體，根據礦床開采技術條件，通過對礦山生產能力進行論證，礦山建設采用分期達產，前期規模5000 t/d，后期規模10000 t/d。

礦區內礦石資源量大，品位低，礦體數量多，形態復雜，且礦體大部分為緩傾斜——傾斜中厚礦體，多呈疊加產出，開采時各礦體之間相互影響制約，采切工程多，礦石貧化損失很難控制，屬于極難采類型的礦體，采礦方法選擇既復雜又重要，采礦方法直接決定礦山能否達到設計規模，也決定著礦山的整體經濟效益[1-2]。因此必須找到一種既適合礦山開采技術條件，又能滿足礦山生產規模的一種高強度采礦方法，最終實現礦山達產穩產，為實現礦山開采綜合經濟效益最大化創造條件。

1 開采技術條件

礦山先開采9－zn礦體，為本區最大的鋅礦體，Zn平均品位2.30%，Pb平均品位0.54%，TS7.76%。礦體隨地層緩褶曲，在40～88線延續分布，走向長1020m，傾向延深1190(56線)～1250m(64線)，礦體厚度2～28m，傾角10°～90°。

2 分段出礦中深孔連續回采方案

根據三貴口南礦段開采技術條件對采礦方法的要求，以及礦山已確定的用崩落法開采的框架路線，對于緩傾斜、傾斜、急傾斜中厚礦體，在技術上初步可行的采礦方法有:分段出礦中深孔連續回采采礦法、中深孔切頂房柱法[3]、高分段爆力運礦空場法[4-6]、底盤漏斗連續回采分段礦房法[7-8]，通過技術經濟比較，根據該礦礦體賦存的特殊性，選擇分段出礦中深孔連續回采采礦法作為該礦緩傾斜、傾斜、急傾斜中厚礦體的開采方法。

2.1 采場結構參數

一般情況下，盤區走向長為240m以內，鄰近的多層或單層礦體可組成一個開采盤區，盤區內每層礦體沿走向劃分成礦塊，礦塊沿礦體走向布置，每個盤區可布置3個礦塊。礦塊中段高50m，長80m，寬為礦體厚度。礦塊內分第一步驟回采礦房，礦房參數大約為高42.5m左右，長68m，寬為礦體厚度，中段內各礦房之間留12m礦柱用于布置采準工程，各中段之間留水平寬度為10m的礦柱用于隔離上下兩個中段回采礦房。中段內設分段，分段高度依據鑿巖爆破要求而定，一般為13～15m。

2.2 采切工程

考慮施工方便和工程相互利用，各分段之間斜坡道采用直線貫通，采用各分段穿脈巷道做轉向巷道；在各采場之間的寬礦柱內垂直于該礦柱布置分段出礦兼探礦穿脈，該穿脈貫穿盤區各層礦體。在分段穿脈巷道外側距離穿脈3～3.5m處布置溜井，溜井規格Φ2.5m，溜井和分段之間采用小分支溜井貫通。采場采用塹溝底部結構，離礦體下盤邊界12～18m的范圍內，布置下盤沿脈運輸巷道，從沿脈運輸巷道內每隔10～14m向礦體布置裝礦進路。于各分段沿脈布置水平鑿巖巷道，需根據礦體的厚度增加鑿巖巷道；采場中間垂直礦體走向布置切割巷道，在切割巷道內靠近一側布置垂直切割天井貫通上下分段。

2.3 回采工藝

圖1 中深孔連續回采采礦法

(1)采場鑿巖爆破。采用扇形中深孔鑿巖爆破，鑿巖設備為YGZ－90機，鉆頭直徑為60～76mm，炮孔深10～18m。為提高分段的高度，減少采準工程，靠上盤采用帶5°傾角的炮孔。炮孔排距1. 3～1.8m，孔底距1.3～2.8m。炸藥單耗0.33～0.38 kg/t。采用導爆管雷管起爆。每次爆破2～3排，可多分段同時爆破。

(2)采場通風。采場掘進通風相對困難，需用風筒和輔助風機進行通風。待采場切割天井拉通，開始爆破后，采場通風相對變得容易。新鮮風流從采場下部和下盤聯絡道、穿脈進入采場作業面，污風從上中段回風巷排出。

(3)采場出礦。采場底部采用4m3柴油鏟運機出礦，采用進路裝礦，鏟裝的礦石運入附近溜井或直接裝入汽車，由汽車運至中央溜井，下放至537m的破碎站。各分段采用2m3的柴油鏟運機出礦，鏟運機直接在作業面鏟裝，鏟裝的礦石運入附近溜井中，由溜井放入中段漏斗，再由漏斗裝入汽車。本方法回采時作業點多，出礦點多，生產能力主要取決于生產組織管理，一般情況下可保證300～500 t/d的出礦能力。

2.4 空區處理

獨立的小采空區(采空區5萬m3以內)或者礦體厚度不大的獨立礦塊，一般情況下，采空區不需專門處理，采完后封閉，待其自然崩落圍巖充填空區即可。大范圍的采空區可根據具體情況設計處理方法，處理方法以崩落采空區頂板圍巖為主[9-11]。也可采用加入適當水泥(50～80 kg/m3)的尾砂充填，加入水泥的目的是為了防止尾砂在井下流動，造成重大安全事故。

2.5 主要技術經濟指標

根據設計的采場結構參數、鑿巖爆破參數及設備，計算的經濟指標為:采場生產能力300～500 t/d，貧化率≤16%，損失率≤18%，采切比為43.2m3/kt。

3 生產中存在的主要問題及建議

礦山于2014年9月投產，生產能力達到前期設計的5000 t/d的要求，隨著采礦方法在礦山的全面推廣，生產中也出現了不少問題。

(1)采切比大。因為設計的采礦方法主要在中厚礦體中使用，但是隨著生產的深入，揭露的礦體與原地質資料有較大的出入，礦體的厚度大大減少，這是造成采切比過大的主要原因。

(2)貧化率大。9－Zn礦體下盤所揭露的礦巖接觸帶比較破碎，爆破后，大量的圍巖因為爆破的影響發生垮冒進入礦石中，造成礦石的貧化率增大。

針對上述問題，經過調研及分析，建議一方面加大探礦的力度及密度，準確掌握礦體的產狀，根據產狀選擇合適的采礦方法(比如急傾斜薄礦體可采用淺孔留礦法)；另一方面優化鑿巖爆破參數，礦巖破碎地段采用控制爆破技術，降低爆破對圍巖的擾動，保持圍巖穩固，可將采礦貧化率控制在設計的范圍內。

4 結 論

三貴口鉛鋅礦屬于低品位復雜難采礦床，選擇合適的采礦方法是保證礦山安全高效開采的前提。分段出礦中深孔連續回采采礦法具有適用性強、能實現探采結合、生產能力大、采礦成本低、回采作業安全、出礦可調節性強及便于生產管理等優點。一年多的生產實踐證明，分段出礦中深孔連續回采采礦法對礦山開采技術條件有很好的適用性。通過前期的生產試驗，總結經驗，優化方案，可為今后礦山生產能力的進一步提高提供保證。

[1]《采礦設計手冊》編集委員會.采礦設計手冊(礦床開采卷下)[M].北京:中國建筑工業出版社，1987.

[2]徐衛東，白 焱.緩傾斜厚大難采金礦體采礦方法試驗研究[J].有色金屬(礦山部分)，2004，56(5):2-4.

[3]石求志，李 春，蘭曉平.預切頂中深孔房柱法在香爐山鎢礦的應用[J].中國鎢業，2011，26(3):6-9.

[4]余 斌.爆力運礦采礦方法研究與發展[J].山東冶金，1999，21(4):34-36.

[5]許榮勇.爆力運搬采礦技術在傾斜中厚礦體中的運用[J].礦業工程，2005，3(3):34-36.

[6]李學鋒，段希祥.爆力運礦采礦法的改進與完善[J].湖南有色金屬，2003，19(4):6-8.

[7]李貴明.底盤漏斗空場法對羊拉銅礦里農礦段氧硫礦石進行分采分供的研究[J].云南冶金，2010，39(3):3-5.

[8]王發清，劉志國.緩傾斜中厚礦體采礦方法優化選擇[J].采礦技術，2009，9(5):4-5.?

[9]范慶霞，祝廷然，那建新.白石嶂鉬礦首采及采空區處理技術的探襯[J].金屬礦山，2011(增):59-62.

[10]鄒 凱，陳希有，袁 橋.紫金山礦地下轉露采生產中的采空區處理技術[J].金屬礦山，2010(增):156-159.

[11]趙 剛，王煥義，張銀平，等.壽王墳銅礦采空區管理與監測[J].有色金屬，1998，50(4):1-3.

2015-08-20)

陳焰苗(1968－)，男，安徽安慶人，高級工程師，主要從事礦山基建、采礦技術與生產管理工作，Email:chenyanmiao＠163.com。?