某大型深井黃金礦山的開采設計

楊成林，羅 騁

(1.中國瑞林工程技術有限公司， 江西南昌 330031；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

某大型深井黃金礦山的開采設計

楊成林1，羅 騁2

(1.中國瑞林工程技術有限公司， 江西南昌 330031；2.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南長沙 410012)

隨著礦山淺部資源的消失，轉入深井開采的礦山越來越多。以某大型深井黃金礦山為例，針對其采礦方法、開拓運輸及提升系統、通風系統、充填系統等深井開采相關系統進行了研究設計，對同類礦山有非常重要的借鑒意義。

深井礦山；分層尾砂膠結充填采礦法；開拓系統；多級機站通風

某礦山是我國一座由小到大滾動發展起來的，具有35年開采歷史的深井開采大型黃金礦山。目前新勘探獲得資源儲量(332＋333)4500萬t，平均金品位3.33 g/t。礦床最大埋深1400m以上，由3個相對獨立的礦區組成，其中老礦區擬擴大生產規模至10000 t/d。本文將針對其采礦方法[1-5]、開拓運輸及提升系統[6-9]、通風系統[10-16]、充填系統[14-16]等深井開采相關系統進行了研究設計。

1 采礦方法

1.1 采礦方法選擇

該礦為貴金屬礦床，品位較高，地表有村莊、公路和引水渠通過，為了安全高效地回收礦產資源，必須采用先進、高效、安全的開采方法，實現環保、節能、高效率、低成本的目標。根據礦山多年的采礦方法使用情況，無軌設備機械化上向水平分層尾砂膠結充填采礦法工藝成熟可靠、適應性強、礦山機械化程度高、操作簡便，同時可以有效地抑制威脅采礦安全的不利因素，提高礦石利用率，降低損失貧化指標，減少占地搬遷等費用，利于環境保護，節省投資。因此研究設計仍推薦無軌設備機械化上向水平分層尾砂膠結充填采礦法(見圖1)。

圖1 無軌設備機械化上向水平分層尾砂膠結充填采礦法

針對不同厚度礦體分別采用不同的布置形式:厚度大于7.5m的礦體采用垂直走向布置，該采礦方案采出礦量約占礦山總出礦量的83%；礦體厚度小于7.5m的礦體采用沿走向布置，該采礦方案采出礦量約占礦山總出礦量的17%。下面以垂直走向布置方式介紹采礦方法的礦塊結構與采切工程。

1.2 礦塊結構

以盤區作為回采單元并進行采準切割工程布置。盤區長度為90m，寬度為礦體厚度。沿走向布置若干礦房和礦柱，礦房寬度為8m，礦柱寬為7m，采場分層高度為3.3m，每3個分層為一個分段，分段高度為10m。一步驟先采礦房，礦房全部回采結束后再進行礦柱回采。

1.3 采切工程

在礦體下盤掘進采場溜井及分段巷道，自分段巷道掘進進路通達礦體，進路斷面為3.4m×3.3m。通過采場進路，在礦體內垂直走向掘進水平拉底巷道，巷道斷面為4m×3.3m，然后刷大至礦房(柱)寬度形成拉底層。在采場上盤布置人行充填通風天井。采場進路自分段聯絡道先以－20%坡度下掘到達礦體，隨逐層采礦而逐層挑頂墊底形成逐層采場進路，以適應每分層回采進路的要求，采場進路最終坡度為＋20%。每采完3個分層后重新自分段聯絡道掘進采場進路。

3 開拓運輸及提升系統

礦山現有中段高度為50m，基本適應礦體的賦存狀態和擬定的采礦方法，因此，本研究設計仍將中段高度定為50m，每100m設一個運輸中段。經過研究，采用礦石集中提升，輔助提升采用分區布置豎井并輔以斜坡道的開拓布置方式，開拓系統縱投影見圖2。

圖2 礦山開拓系統

(1)主井。該井井口標高為＋33m，井底標高為－1395m，井深為1428m，井筒凈直徑為6.8m。井筒內裝配有一套21m3雙箕斗提升系統和一套雙層罐籠帶平衡錘提升系統。擔負全礦10000 t/d礦石的提升和部分廢石及部分人員材料下放及提升任務。

(2)副井1。副井1為罐籠豎井，井口標高為＋15m，井底為－1260m，井深為1275m，井筒凈直徑為7.5m。井筒內裝配有一套雙層罐籠帶平衡錘提升系統，并設有玻璃鋼梯子間及管纜間。主要擔負新礦區1坑內廢石、人員、材料等提升任務；并兼作敷設坑下風、電及進新風的主要通道。

(3)副井2。副井2為罐籠豎井，井口標高為＋13m，井底為－1255m，井深為1268m，井筒凈直徑為7m。井筒內裝配有1套雙層罐籠帶平衡錘提升系統，并設有玻璃鋼梯子間及管纜間。主要擔負新礦區2與老礦區深部的坑內廢石、人員、材料等提升任務；并兼作敷設坑下風、電及進新風的主要通道。

(4)新回風井。新風井井口標高約為＋13m，井底標高為－1230m，井深為1243m，井筒凈直徑為7.5m。井內設玻璃鋼梯子間，作為滕家礦區坑內開采的回風井并兼作第二安全出口。

(5)主溜井及坑內破碎。主井附近布置礦石主溜井2條，廢石主溜井1條。在－1230m設卸礦硐室，溜井底部設坑內破碎系統。

(6)礦區主溜井。新礦區1基建期設礦區主溜井2條，作為新礦區1的礦石集中轉運溜井。

新礦區2基建期設礦區主溜井2條，作為新礦區2與老礦區的礦石集中轉運溜井。

2 通風系統

新礦區1、新礦區2與老礦區聯合開采，形成一個有機結合的大生產系統。為了保障通風質量，節省通風費用，設計采用分區通風系統，3個礦區形成各自相對獨立的通風系統。老礦區目前生產已形成一套完整的通風系統，考慮到該礦區生產能力逐漸減小，其通風系統可以滿足生產要求。故本文主要針對新礦區1、新礦區2通風系統進行系統研究和設計。

根據礦床賦存條件與選定的開拓系統、開采順序及采礦方法等條件，副井1與副井2分別布置在新礦區1與新礦區2的兩端，新回風井布置在兩礦區的中間。兩個礦區均雙中段開采，均首采－730m與－930m兩個中段。本著安全可靠，節能高效的原則，采用兩翼對角抽出式通風系統。對風機的設置采用多級機站方案，分別在新礦區1與新礦區2回風巷設置Ⅰ級機站，在回風井井口設置Ⅱ級機站。各礦區生產中段的風量通過風機增壓減阻調節。

根據礦山生產進度計劃與需風點布置，新礦區1需風量為306m3/s，基本由副井1進入，斜坡道少量進入。新礦區2需風量為154m3/s，基本由副井2進入，斜坡道少量進入。新風經由各中段運輸巷道、中段管纜進風井、分段巷道，再到各采場。新風進入采場清洗工作面后，污風由充填回風井，經上盤回風巷道、集中匯入回風井排出地表。

另外，破碎裝載系統與老礦區的風量暫按90m3/s估算，由副井2與老礦區進風系統共同承擔，其中副井2分擔量按50m3/s估算。

通風系統主要技術指標見表1。

表1 通風系統主要技術指標

4 充填系統

老礦區地表建有充填站，采用立式砂倉自流管道輸送充填系統。經測算，該系統能滿足老礦區生產的充填需要。故老礦區無需重建充填站。

新礦區充填站設在副井2附近，充填能力按滿足6000 t/d生產能力的充填要求進行設計。站內共設4套90m3/h的充填料制備系統。正常充填時2套系統同時工作。

選礦廠尾砂在分級站分級后，底流泵送至現充填站。充填管路流程:充填料漿下料口→充填鉆孔(新建)→充填聯絡巷→斜坡道(新建)→滕家→630m水平斜坡道口→回風巷→充填行人通風天井→采場。

5 結束語

本文以某大型深井礦山為例，系統介紹了其采礦方法、開拓運輸及提升系統、通風系統、充填系統等深井采礦系統的研究設計，可作為深井礦山研究設計的參考借鑒。

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