關于快速回采小礦體資源平衡采區生產礦量的探討

鮑 敏，吳至超

(大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435232)

關于快速回采小礦體資源平衡采區生產礦量的探討

鮑 敏，吳至超

(大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435232)

結合豐山銅礦南緣采區的生產現狀，選用適當的采礦方法，利用現有巷道快速布置采切工程，回采小礦體資源，彌補了南緣采區短期內備采礦量的不足，確保采區生產礦量的動態平衡，保證了礦山的持續、穩定生產。

生產礦量；保有期限；小礦體；快速回采

保證生產礦量的平衡是地下礦山持續穩定生產的基本條件。隨著地下礦山采礦活動的深入開展，生產礦量中各級礦量不斷的遞進變化，但由于受礦山生產能力、開采強度、礦床勘探程度、礦體形態和礦體賦存條件、開采技術條件等各種因素影響，經常會出現生產礦量中某級礦量偏離計劃要求，導致一段時間內礦山生產出現被動局面[1-2]。

有色金屬大中型地下礦山生產礦量保有期限按國家規定是開拓礦量3～5 a，采準礦量1～1.5 a，備采礦量6～10月，礦山企業在生產過程中確保各級儲量符合國家保有期限的規定，以維持生產礦量的平衡。大冶有色豐山銅礦南緣采區在生產過程中計算開拓礦量保有期限約為4.3 a，采準礦量保有期限為1.5 a，而備采礦量保有期限不足4個月。備采礦量的不足導致生產礦量失衡，制約了礦山生產。本文結合大冶有色豐山銅礦南緣采區的生產實際，通過分析小礦體的開采條件，選用適當的采礦方法，利用現有井巷工程快速布置采切工程，回采小礦體資源，彌補了短期內備采礦量的不足，保證了礦山的正常生產。

1 礦山資源概況

豐山銅礦礦床圍繞著花崗閃長斑巖體呈環帶狀分布，礦體主要分布于巖體南緣、北緣與大冶組灰巖接觸帶中，因而分為南緣礦帶和北緣礦帶。南緣礦帶呈北西西向延伸，由大小不等的數以百計的銅鉬礦體組成，礦體主要賦存于9～18線間，傾向南西，傾角60°以上。

南緣采區現主要在-200 m、-260 m中段對較厚大的1#礦體及6#礦體采用上向分段碎石膠結充填法進行回采，局部采用無底柱崩落法。中段高度60 m，分段高度為12 m，采場沿走向布置，長約50 m，寬為礦體厚度。整個礦體不留礦柱連續回采，分段作業采場在中段內呈梯狀布置，采場進路間距7.6 m，采礦步距一般為7～9 m。按生產要求，開拓礦量為108萬t，保有期限3 a；采準礦量為36萬t，保有期限1 a；備采礦量為18萬t，保有期限6個月。

目前，南緣采區-380 m中段開拓工程正在進行，在-320 m中段以上保有地質礦量僅有137萬t，服務年限僅為3年多。其中-200 m中段絕大部分礦石已回采完畢，僅在-200 m分段(最后一個分段)12線至14線采場剩余可采礦量8.6萬t，-260 m中段也只在-212 m分段(第一個分段)15線至-15線礦段剩余可采礦量2.7萬t。而在-200 m中段、-260 m中段-15線以西的1#礦體分支形態復雜，采切工程量較大，同時隨著南緣采區的開采深度增加，1#礦體逐漸向下尖滅，在-260 m以下礦體連續性也變得越來越差，分枝復合現象明顯，其余小礦體逐漸顯現，這種現狀導致-320 m中段及其各分段采切工程量的增加，各中段的可采礦量一時難以形成。經計算，南緣采區備采礦量只有11.3萬t，按生產要求，保有期限不足4個月。南緣采區在生產中出現生產礦量不平衡的主要原因是南緣采區-320 m中段以上保有地質礦量少且在生產中段礦體形態復雜變化大，采切工程量大，以至于現保有備采礦量滿足不了生產需求。鑒于這種情況，除了正常加快掘進速度、降低采切比外，還需要另外采取相應措施彌補備采礦量短期內的不足，確保采區生產礦量平衡。

2 回采小礦體資源平衡采區生產礦量

2.1 小礦體資源回采綜合分析

豐山銅礦南緣采區隨著保有資源儲量的減少逐步加大了生產探礦力度。近幾年，越來越多的小礦體通過水平鉆探及坑探等生產探礦手段被揭露出來。目前，南緣采區生產探礦探明小礦體保有儲量約25.1萬t，主要分布在-200 m、-260 m中段主礦體的下盤及東西兩端。小礦體與主礦體一般相距不遠，通常利用水平鉆所探得的小礦體離最近的分段采準巷道不超過80 m，利用坑探所探得的小礦體離分段下盤沿脈不超過50 m，對采掘所需的風、水、電的利用以及出礦都非常有利，同時可就近利用機械化無軌采礦設備提高鑿巖、采礦出礦效率，還可充分利用現有巷道等布置采切工程，減少小礦體的采切工程量。

這些有利條件使小礦體資源在2～3個月內就可形成21萬t左右的可采礦量，增加備采礦量保有期限7個月左右，與此同時-200 m、-260 m中段現有備采礦量隨生產逐步消耗，待小礦體的采切工程完成形成可采礦量時，備采礦量保有期限將會增加到8～9月左右。-200 m中段西部采準工程工程量不大，3個月內也將完成，保證了采準礦量的銜接，隨著-380 m開拓工程的施工，開拓礦量也始終滿足生產需要。通過選用適當的采礦方法，利用現有井巷工程，快速布置這些小礦體的采切工程，回采小礦體資源，彌補短期內備采礦量的不足，將使南緣采區生產礦量在生產過程中達到較好的動態平衡。

2.2 回采小礦體資源實例

南緣采區-212 m分段T3礦體，位于主礦體東端-9線附近，受-212 m分段探礦巷道及-224 m分段東部探礦沿脈所控，礦體走向SE,走向長度45 m,，傾向SW，傾角約70°；礦體厚度7～12 m，沿傾向向上延伸至-204 m尖滅，向下至-224 m分段東部探礦沿脈頂板。礦體為透輝石矽卡巖，穩固性較好。圍巖為大理巖，節理裂隙發育程度較低，穩固性中等。礦體地質儲量為2.8萬t，銅平均品位為1.2%。

2.2.1 回采方法的選擇

T3礦體厚度不大，傾角較陡，礦體、圍巖穩固性好，地質儲量小,品位較高，針對這類礦體豐山銅礦通常采用淺孔留礦法采礦。但其采切工程量大，人工撬頂平場工作量大，勞動生產率較低，不能達到快速增加備采礦量的要求。而采用無底柱分段空場法采礦采切工程量小，回采機械化程度高，但該礦體在-212 m分段上部延伸不高、礦體邊界變化較大，將會造成回采損失大，貧化高的困境。因此根據礦體地質條件，結合生產現狀，決定采用無底柱留礦法和無底柱空場法聯合開采，即T3礦體在-212 m分段以上約8 m高部分，采用無底柱留礦法回采；-212 m分段～-224 m分段采用端部出礦，空場放礦的無底柱空場法回采[3]。

2.2.2 采切工程布置

-212 m分段坑探巷道沿礦體走向布置在脈內，巷道在生產探礦期間已經形成。在坑探巷道兩側垂直礦體走向交錯布置切割進路至礦體上、下盤邊界。切割進路間距8～10 m，斷面(寬×高)3 m×3 m。在切割進路前端礦體上、下盤邊界處，對切割兩幫進路采用YSP-45型鑿巖機側向打平行淺孔，進行后退式擴幫，逐漸形成礦房，礦房寬5～7 m，礦房間視礦體穩固情況適當留礦柱，礦柱(長×寬)3 m×3 m。礦房與坑探巷道形成完整的拉底層，作為回采落礦的補償空間。

-224 m分段東部探礦沿脈沿礦體走向布置在礦體底部，與對應-212 m分段坑探沿脈上下對應。沿脈前端預留切割天井位置，待上分段回采結束后，再上掘切割天井,兩側先布置扇形輔助炮孔。在沿脈上采用YGZ—90鉆機打上向垂直扇形炮孔，孔徑Φ65 mm，排距1.5 m，前后排中深孔平行交錯布置，采幅視上分段底板礦體厚度情況調整。

2.2.3 回采及空區處理

在-212 m分段拉底層，坑探巷道、礦房由前至后，自下而上采用YSP-45型鑿巖機打上向淺孔崩礦回采，每次回采高度為2.0～2.5 m。回采工作面呈臺階狀布置，臺階長度不超過8 m。采用WDJ—1.5電動鏟運機出礦至分段溜井，每次運出30%左右的崩下礦石，保證下步1.8～2 m的回采空間高度，其余礦石暫留在采場，作為下次崩礦的工作底板，同時用以臨時支撐圍巖。上向回采至礦體頂板后回采結束，對采場頂板進行支護處理，為下分段遙控鏟運機出礦創造有利條件。礦柱在下分段中深孔爆破時垮塌，隨留在采場內的大量礦石在下分段一起回收。-212 m分段回采結束后，-224 m分段在沿脈前端上掘切割天井,斷面1.5 m×2 m(長×寬),以切割天井以及上分段疏松礦石堆積空場為自由面，爆破切割天井兩側扇形輔助炮孔及后一排炮孔，形成切割槽，之后用毫秒非電導爆管多排微差擠壓爆破后面的炮孔進行正常回采。隨回采的后退,上分段礦石及垮塌礦柱落入采場，與本分段礦石一起采用LH203遙控鏟運機經探礦沿脈運至分段溜井。(見圖1)。

各采場污風由局扇抽至本分段下盤沿脈回風井。回采結束后利用附近采掘廢石在-212 m分段充填采空區，并及時封閉。

圖1 小礦體回采

2.2.4 主要技術指標

地質礦量為28126 t，Cu平均品位為1.2%，Cu金屬量為337.5 t；采礦損失率為10%，礦石貧化率為8%，采出礦量為27515 t，Cu平均品位為1.1% ，Cu金屬量為303.8 t；采切比為4.3 m/kt。

2.3 開采效果

T3礦體的開采實踐表明，對小礦體選用合適的采礦方法，投入較少的采切工程，就可以快速形成備采礦量，從而短期內彌補備采礦量不足。豐山銅礦南緣采區小礦體眾多，回采這些小礦體遵循了大小礦體兼采的原則，充分回收了礦產資源，也能使礦山保持較好的經濟效益。

3 結 論

合理的生產礦量保有量及各級礦量間的平衡能保證礦山持續、穩定生產。豐山銅礦南緣采區在生產過程中由于備采礦量不足，導致生產礦量失衡，影響了礦山正常生產。通過對小礦體礦產資源現狀及開采條件的分析，選擇適當的采礦方法，利用現有井巷工程，快速形成采切工程，回采小礦體資源，解決了采區備采礦量不足、生產礦量失去平衡的問題，保證了礦山生產穩定，對面臨類似問題的有條件礦山具有借鑒意義。

[1]趙小稚.地下礦山生產礦量的優化管理[J].建材新科技，1997(2):74-77.

[2]劉艷章，姜 維，王其虎.合理布置切割工程平衡采區三級礦量[J].化工礦物與加工，2011,40(2):31-34.

[3]劉 軻，張明武，王 鵬.無底柱空場采礦法的研究與應用[J].礦業工程，2009, 7(1)：20-22.

[4]宋衛東,郭寥武,何明華,等.程潮鐵礦合理三級礦量的研究[J].采礦技術,2001,1(4):1-3.

[5]翁哲偉.潘洛鐵礦淺部小礦體地下開采系統方案的修改與實施[J].采礦技術,2007,7(1):18-19,44.

2017-08-14)