空場嗣后充填采礦法在上西坑鉬礦的應用

龍云剛

(福建省新華都工程有限責任公司)

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空場嗣后充填采礦法在上西坑鉬礦的應用

龍云剛

(福建省新華都工程有限責任公司)

根據上西坑鉬礦開采技術條件，從采場構成要素、采準切割工作、回采工藝、采場通風及空區處理等方面對礦區內主要礦體Ⅳ1進行了闡述。通過空場嗣后充填采礦法的應用，生產能力達到了計劃要求，各項技術經濟指標達到了預期目標，地壓活動得到了有效控制，確保了安全生產。

開采條件空場采礦法嗣后充填采空區處理

分段空場嗣后充填采礦法主要適用于傾斜-急傾斜、厚大且較為連續穩定礦體的地下開采，具有生產能力大、安全可靠等優點，已在國內外許多礦山推廣應用[1-4]。上西坑鉬礦設計采選規模30萬t/a，采用平硐開拓方式。為降低采礦作業成本，提高生產效率，根據礦床開采技術條件和礦體的賦存狀態，礦山采用了空場(分段空場法與無底柱淺孔留礦法相結合)嗣后充填采礦法進行回采。

1　礦山概述

上西坑鉬礦為平硐開拓，共設置5層平硐，分別為850，800，750，700，650m平硐，主平硐設在650m水平，平硐口在18線附近。主平硐內設3條礦石溜井，與其他4層平硐連接。礦石溜井分別布置在10線、2線、5線附近，井下所有礦石經溜井集中到650m水平運到地表，主平硐是人員、材料、設備的進入通道，并兼作礦井進風口。另在2線、5線附近各有一條通往地表的副平硐，擔負650m中段的廢石運輸，兼作進風井。700，750，800，850m各中段均設2個平硐出口，各平硐之間均與主溜井連接，在7線附近設主通風天井，與各平硐口形成對角式通風，采用機械抽出式通風方式。

2　礦床開采技術條件

礦段內巖體由堅硬的黑云斜長變粒巖及少量片麻花崗巖等變質巖組成，巖石結構類型主要為層狀、條帶狀或塊狀。受風化、構造影響，礦段巖石自上而下呈由碎裂至完整、由軟弱至堅硬的漸變關系。礦段內淺部Ⅳ、Ⅴ級結構面尤為發育，Ⅱ、Ⅲ級結構面較少，礦體及圍巖穩固性良好，礦床開采條件較好。

坑道在施工過程中，一般僅局部小規模有頂板崩塌、掉塊，主要發生于構造破碎和裂隙發育密集帶中，尚未見到較弱夾層引起的崩塌現象。

礦體及其頂底板巖性單一，主要為黑云斜長變粒巖，Ra=117.5～136.8MPa，屬堅硬巖石。礦體及其頂底板圍巖穩固性好，礦段坑道圍巖穩固性為穩固～基本穩固。

礦床工程地質條件屬以堅硬半堅硬塊狀、條帶狀巖類為主的脈狀礦床的簡單類型。礦床水文條件簡單，正常涌水量729m3/d，最大涌水量769m3/d。

礦體賦存狀態，Ⅳ1主礦體出露連續且穩定，沿走向及傾向均未出現分叉尖滅等現象，礦體雖受后期脈巖侵入破壞，但均為局部，破壞性不大，礦體仍保持完整性和連續性。礦體以0線為界，0線以南傾角較陡，為75°～80°，局部直立；0線以北傾角變緩，為6°～75°，少量為50°，礦體沿走向有扭曲現象。

3　采礦方法選擇

根據礦床開采技術條件和礦體賦存狀態，選擇空場嗣后充填采礦法開采。采場沿走向布置，采場長50～60m，中段高50m，不留底柱，頂柱6～8m，間柱6～8m，回采率為82.2%。對于水平厚度大于8m的礦體采用分段空場采礦法(中深孔落礦，約占35%)，見圖1所示，對于水平厚度小于8m的礦體采用淺孔留礦采礦法(約占65%)，見圖2所示。

4　采礦工藝

4.1分段空場法

(1)采場構成。采場沿走向布置，采場長50m，寬為礦體厚度，中段高度50m，頂柱6～8m，間柱6～8m，不底留柱。

(2)采準切割。采切工作主要有掘進人行材料天井、分段鑿巖巷道、沿脈出礦巷道、出礦進路、放礦溜井、切割天井等。人行材料天井隔50m在間柱中布置一條，分段鑿巖高度13～15m，距中段沿脈6～7m高處掘沿脈出礦巷道及出礦進路，在沿脈出礦巷道中每隔100m掘一條放礦溜井。

圖1　分段空場采礦法(單位：m)

圖2　淺孔留礦采礦法(單位：m)

(3)回采工藝。用YGZ-90型鑿巖機鉆鑿垂直上向扇形炮孔。回采時，一般以布置在采場中央的切割天井為自由面向兩端后退式回采。出礦采用1.5m3柴油鏟運機，礦石由放礦溜井放至中段沿脈礦車中。

(4)采場通風。新鮮風流經沿脈→人行材料井→鑿巖聯絡平巷→上中段回風道。

(5)主要技術經濟指標。采場綜合生產能力250～300t/d，鑿巖效率30m/臺班，采切比21.5m/kt，鏟運機出礦效率200t/臺班，損失率20%，貧化率14%。

4.2無底柱淺孔留礦法

(1)采場構成。采場沿礦體走向布置，采場長50m，寬為礦體厚度，中段高50m, 頂柱6～8m，間柱6～8m，不底留柱。

(2)采準切割。掘進人行材料天井及聯絡道，沿脈出礦巷道、出礦進路、放礦溜井，切割平巷等。

(3)回采工藝。采用YT-27鑿巖機施工水平炮眼，炮眼傾角0°～5°。分層回采工作面呈梯段式布置，分層回采高度1.8～2m。采用人工裝藥，分段微差爆破，非電導爆管起爆，二次破碎在采場內進行。穿內出礦，采用Z-17A裝巖機出礦，每次出采礦量的1/3，各出礦穿必須出礦均勻，保證礦石均勻下降，采場工作面平整。

(4)采場通風。新鮮風流經沿脈→人行材料天井→鑿巖聯絡平巷→上中段回風道。獨頭巷道掘進以及通風困難地點采用局扇通風。

(5)主要技術經濟指標。采場綜合生產能力：礦房100～120t/d，鑿巖效率35～40t/(臺·班)，采切比18.5m/kt, 鏟運機出礦效率200t/(臺·班)，損失率16%，貧化率8%。

4.3采空區處理

采空區采用分級尾砂充填，尾砂充填濃度為70%。從選廠排放的尾砂，經590m分級站的旋流器分級，38μm粒級以上的沉砂進入儲砂池，溢流出的細顆粒尾砂返回尾砂庫。沉砂經攪拌配料制成不小于50%濃度的砂漿，用水隔離泵輸送到充填站的立式砂倉，砂倉上部設有溢流管道，立式砂倉儲滿后進行造漿充填。根據采礦工藝要求，經水力造漿后沉砂成70%以上濃度的砂漿，自流輸送到井下充填地點充填。

5　結　論

經多年的回采實踐，空場嗣后充填采礦法在上西坑鉬礦得到逐步完善，實際采礦技術指標為：綜合采切比15.5m/kt,回采率85.3%，貧化率10%，生產能力1 200t/d，單采場最大出礦能力達600t/d。因此，空場嗣后充填采礦法在上西坑鉬礦取得了成功，提高了生產效率，減少了采準切割工程量，降低了采礦作業成本。建議在今后的回采過程中不斷總結經驗，進一步優化設計參數，加強安全生產管理，提高設備出礦效率，充分挖掘空場嗣后充填采礦法的潛力。

[1]郭金峰.分段空場嗣后充填采礦方法的試驗研究[J].江西有色金屬，2000，14(3)：8-10.

[2]綦曉磊，宋肖杰.中深孔高分段空場嗣后充填法在會寶嶺鐵礦中的應用[J].有色金屬：礦山部分，2013，65(3)：21-23.

[3]謝永生.分段空場嗣后充填采礦法在巴基斯坦杜達鉛鋅礦的研究[J].有色金屬工程，2012，2(1)：38-43.

[4]肖保峰，姚香.阿舍勒銅礦深孔階段空場嗣后充填采礦法試驗與應用[J].采礦技術，2006，6(3)：195-198.

2016-03-10)

龍云剛(1973—)，男，工程師，364200福建省上杭縣人民路366號。