緩傾斜多層礦體空場法連續回采工藝的研究

王志剛

（中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，云南昆明 650000）

緩傾斜多層礦體空場法連續回采工藝的研究

王志剛

（中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，云南昆明 650000）

本文主要針對目前XX銅礦由于受多層礦體回采順序和充填制約，一期采用兩步驟回采即跳采。在回采過程中出現大塊產出率高，爆破頻繁，盤區生產能力低，盤區回采周期長，層狀頂板垮落嚴重，活動貧化增大，盤區壁柱損失過大，作業戰線長，占用設備較多且分散難以管理，塊段工程難以綜合利用等問題。，根據幾年來的生產實踐情況進行總結分析，提出通過對盤區進四強組織開采，并運用連續回采工藝對降低貧化減少大塊產出縮短盤區回采周期進行研究。

緩傾斜 多層礦體 空場法 連續回采

1　一期工程回采工藝現狀分析

XX礦一期工程設計生產能力為2400噸/日，經過11年的基建于1997年7月建成投產，為了提高投產初期開采盤區的經濟效益，以增效還貸，從投產基建盤區開始，由550水平開刀上行式進行回采，先采富礦，同中段先采I3礦體后采I2礦體，盤區與盤區之間實行跳采，即兩步驟回采，首先對同一水平兩側的盤區采充結束后，再對中間的盤區進行回采。

盤區一般采用沿傾向布置（當傾角＞25°時采用沿走向布置），每隔50米布置一個盤區，采礦方法以有底部結構漏斗受礦空場采礦嗣后充填法為主（以下簡稱底漏法）占85%，而對邊角或薄小礦體采用淺眼留礦房柱采礦法和全面留礦法占15%。充填材料為選廠尾砂和井下廢石。底漏法的盤區布置形式有沿走向布置和沿傾向布置兩種。

2　四強開采，提高效率

自投產以來雖然對回采工藝中的環節經多途徑優化改進，仍不夠理想，2001年就針對XX礦回采工藝、落礦方式、充填特點結合“四強”開采的原則，以提高勞動生產力，降低損失貧化，減少大塊產出，縮短盤區回采周期等方面為突破口，對XX礦連續回采工藝進行試驗和研究。

連續回采即一三采礦。盤區與盤區之間實行連續回采，同盤區先采一，滯后回采三（每個盤區布置四條耙巷，一和三之間留3米壁柱）。根據強采強充和一三施工時間差的原則，先采充一，再回采三。一的采空區廢石充填占35%以上，充填接頂率達96%以上。壁柱采用光面爆破，確保其完好性。如一三回采工藝成熟后，可實行二三或一二三回采。

表2

3　“試驗”盤區布置結構參數及其特點（55024--A多排同段礦房一次落礦工藝和55044—I盤區空場控制出礦微差爆破工藝）

3.1550中段24—A盤區

（1）該盤區主要含礦巖性為深灰色中厚層狀磁鐵黑云變鈉質凝灰巖，局部夾薄層石榴黑云母片巖，主要礦物為磁鐵礦、黃銅礦，還有少量黃鐵礦，斑銅礦，黃銅礦呈條帶狀，細脈狀，團塊狀，斑狀產出。礦體走向N50°—60°W，傾角SW5°—20°，向E側伏，礦體平均厚度10米，礦體與圍巖產狀一致，礦體頂底板與圍巖漸變過渡，界線不明顯。

（2）運用“四強”組織原則強化開采縮短盤區生產周期。通過前面對盤區生產周期及其存在的問題分析，在該盤區的組織實施過程中，以開展勞動競賽為契機，認真貫徹強化開采的方針，堅持以質量為前提，速度為中心，掘進為基礎的原則，對盤區強化組織，重點管理，嚴格考核，為盤區的生產奠定下堅實的基礎。最終實現了單條耙巷掘進量392.58米/1644.15m3的掘進周期四個月；中孔5250.2米的施工周期一個月；落礦周期為0.8個月，盤區總周期8.8個月；達到了提高供礦強度（單條耙巷143t/日），有效控制了頂板垮落，降低了貧化（貧化率為3.1%），降低了二次單耗（二次單耗為0.13kg/t）的試驗目的。

（3）采用多排同段礦房一次落礦。在盤區實施過程中，為了達到3.2550中段44—I盤區

減少大塊產出，降低貧化，采用了多排同段大藥量爆破，由以往的每段爆破2—3排增至4—5排，雙側達到7—8排，從而提高同段管的炸藥量，充分利用爆能，控制礦石塊度，最終達到提高供礦效率的目的。在本盤區中通過制造兩個切割槽，提高拉槽空間和質量，同時進行強化組織，增大同段管爆破藥量，最終在指向比21.9%，補償比49. 5%的情況下進行了礦房一次落礦，并達到了提高供礦能力，降低貧化一次落礦的最終目的。

（1）空場法控制出礦手段。目前我礦采用的補償空間系數除切割及礦房第一次爆破外，均大于50%，礦房第二次第三次爆破，甚至超過100%，不僅采場爆破循環周期長，且爆破效果不理想，從已落礦的盤區看，礦房第一次爆破后的每次大爆破裝藥都可以看到采場空區內，部份4-5m3或更大的大塊，且大塊無中孔眼痕，主要為空區爆露面積大，前后爆破周期循環時間長，加之二次破碎和鄰近盤區的爆破影響，頂板垮落嚴重。其二，從礦房第二次爆破后，供礦能力較低，二次破碎單耗高，貧化增加，供礦品位下降，其三，由于補償系數的不斷加大，炸藥爆炸，產生的爆轟能量很快釋放于空氣中，導致炸藥爆炸能量轉換利用率不高，也是大塊產出率高的因素之一。

（2）采用微差擠壓爆破。由于采空區內預留了松散礦石堆，控制了爆破擠壓空間，炸藥爆炸時的能量轉換利用率得到了提高，從我礦投產以來，也落礦的盤區看，切割槽和礦房第一次爆破后，供礦效率普遍較高，礦塊均勻且較理想，其爆破指向為18-25%之間補償22-30%內充分說明大空區，大指向補償系數是導致生產能力低的主要因素之一。根據炸藥爆炸后產生的爆轟力波的傳播原理，當第Ⅰ段管炸藥爆炸所產生的應力波傳播到松散礦堆時，一部份入射波能量轉變成反射波和透射波，由于介質為松散礦堆，波阻較空氣大，故此，透射波增強，反射波減弱，崩落的礦后不能即時破碎成分散的碎塊，爆炸的氣體產物將充分侵入爆堆裂隙中，推動崩落礦塊撞擊擠壓碴堆，在新的崩落面處形成一個槽縫，第Ⅱ段管炸藥爆炸在槽縫和人為控制的適當空間處充分反射應力波。崩落體將以很高的速度撞擊，擠壓前段管崩落的爆堆，形成輔助破碎作用。

該試驗盤區實施的主要技術經濟指標與其它盤區對比見表1:

從表2可以看出，通過礦房一次落礦，盤區生產周期同等相比，已大大縮短，貧化率及二次單耗均得到很大幅度的降低。

4　結語

（1）采用多排同段礦房一次落礦工藝雖然要增加一個切割槽，但是能有效控制大塊產出，減少貧化，提高盤區的生產能力，提高經濟效益，通過上述分析，全年可獲利潤90萬元。

（2）減少放炮次數，可大大縮短盤區生產周期，減少爆破投入，提高設備利用率。

（3）增大切割井的斷面規格，從而達到指向補償要求多帶礦房中孔，提高拉槽空間質量，保證礦房一次落礦的指向要求。

（4）精心組織管理，嚴格考核，應用“四強”作強化開采，是縮短盤區生產周期的有效途徑之一，對礦山的生產組織有著十分極積的作用。

（5）縮短空區頂板暴露時間，進行大量廢石充填的盤區布置形式，控制地壓顯現，提高盤區的綜合效益。