井下殘礦資源安全回采探討

毛 勇，李葉敏

(大冶有色金屬有限責任公司豐山銅礦， 湖北 陽新縣 435232)

0 前 言

某金屬礦山開采已超過40 a，年采選銅礦石超過80萬t，屬中型老礦山，井下開采分為南、北緣礦帶兩個部分，主要產品為銅精礦、鉬精礦。

隨著開采深度的延伸，露天采礦于2002年結束，礦山轉為單一井下開采，淺部可采資源已消耗完畢，礦山亟待解決保有儲量不足,三級礦量失衡，深部基建期較長等問題。開展殘礦資源回收工作，能有效緩解備采礦量不足的壓力，同時，延長中段服務年限。因此，研究殘礦資源安全開采，探索綜合回收利用方案，對于礦山持續發展、提高礦山盈利水平具有十分重要意義。

1 殘礦資源開采技術條件分析

1.1 開采技術條件

礦山南緣礦帶傾向南西，傾角為50°～70°，礦帶中礦體成群出現，沿著與接觸帶一致的方向排列，礦體主要呈扁豆狀、透鏡狀，沿走向或傾向均有分枝復合，礦體大小不一，長度由幾十米至800 m，厚度由幾十厘米到60 m不等，其中以1號礦體規模最大。礦體主要礦石類型為矽卡巖型銅礦石；鈣鐵、鈣鋁石榴石矽卡巖型銅礦石節理裂隙不甚發育，呈塊狀、堅硬較穩固，透輝石、矽灰石矽卡巖型銅礦石則質軟，易風化破碎，不穩固；上盤大理巖屬塊狀碎裂結構，穩定性中等。下盤為花崗閃長斑巖，-150 m標高以上節理、裂隙非常發育，巖體呈碎裂結構，穩定性差，-150 m水平以下節理、裂隙發育程度降低，整體性變好，穩定性從局部不穩固到中等穩固。

北緣礦帶呈235°～300°方向延深，東西長達1500 m以上，銅礦體在礦帶內成群出現，其中以501號礦體規模最大；礦體主要呈似層狀、透鏡狀產出，走向方向上分枝復合現象較少，沿走向礦體的傾角和厚度變化較大，傾角為60°～80°，厚度5～30 m不等。礦體上盤圍巖為花崗閃長斑巖，具有不同程度、不同類型的蝕變，穩定性從局部不穩固到中等穩固。下盤圍巖大理巖呈致密塊狀，質地較堅硬穩固，但部分地段巖石有蝕變，質地較松軟，不穩固。總的來說，礦體屬于中等穩固，圍巖從不穩固到中等穩固，從-150 m水平往深部礦巖穩固性有逐漸變好的趨勢，大理巖與花崗閃長斑巖的穩固性差異較小，均為局部欠穩到中段穩固。

1.2 殘礦資源分布情況

(1) 正規開采后殘留儲量。南緣-150 m中段和-200 m中段采后殘留儲量礦石量約21.1萬t，金屬量1434 t，大部分礦柱因回采進路不安全等原因未回采。

(2) 生產探礦過程中新增零星小礦體儲量。近年來，地質、采礦技術人員分析和研究礦山成礦地質規律，利用水平鉆探礦和坑道探礦相結合的方式系統探礦。在井下各中、分段礦體下盤和邊端部合理布置探礦工程，每年新探明零星小礦體礦石儲量(111b+112b)近20萬t，銅金屬量1885 t。

(3) 采礦方法銜接中段殘留礦柱和存窿礦量。在南緣-150 m中段以下出現崩落法和充填法銜接分段，部分礦石在出礦過程中被廢石“包裹”無法分出，此外受出礦截止品位限制，部分進路礦石未出完殘留的礦量。

2 殘礦資源回收方案

針對礦山南緣各類殘礦資源情況分為3個大區域采用不同形式的回收方案。

諸暨市積極借助專家力量參與調解，建立了醫學、法律、道路交通事故、建筑等專家庫，為調解工作提供咨詢論證服務，有的還直接參與調解過程。諸暨市注意發揮律師在調解工作中的特殊作用，在法院訴訟服務中心設立了律師志愿服務崗，遴選高素質律師義務值班，免費為當事人提供法律咨詢、訴訟指導、糾紛調解等服務，提高了調解工作的專業性和實效性，也使得法院判決后的服判息訪率大大提高。

2.1 下盤接觸帶殘礦回收

南緣-162.5， -175， -187.5 m分段下盤接觸帶處下分段傾角較緩，礦體上下不對應，回采貧化較大，造成遺留未采礦量。

2.1.1 開采地質條件

礦體走向300°，南西傾向，傾角62°～75°。礦體厚度為15 m左右.賦存標高-150～-162.5 m。礦體為矽卡巖型銅礦，銅平均品位為1.03%，圍巖較穩固。

2.1.2 采礦方法確定

在南緣-162.5 m分段+12～-13線礦塊各進路下盤接觸帶處，根據上下分段控制礦體走向，通過增加中深孔采用空場法回采，合理利用廢石轉運充填對礦廢石進行分出分運，對下盤接觸帶礦石予以回收。

2.1.3 采切工程及構成要素

利用原采切進路,布置直徑65 mm中深孔，排距1.3～1.5 m,通過原進路采空區為自由面進行回采。每次爆破完后，進行安全確認，確認安全后進行出礦，地質人員跟班指導，確保礦石集中到相應礦溜井內。

圖1 下盤殘礦資源中深孔布置

圖2 上盤殘礦資源中深孔布置

2.1.4 實施效果

通過對原有已采礦結束的分段地質資料進行分析，根據上下分段礦體變化較大的特點，部分進路靠下盤礦體由于種種原因沒有進行中深孔設計，存在殘留礦石。經研究分析，布置適量中深孔，同時，調整中深孔參數予以回采。將中深孔排距適當變小，出礦過程中，安排技術人員現場跟班，對部分廢石分出進行轉運充填，降低貧化率。

2012～2016年在南緣-162.5， -175， -200 m分段累計布置中深孔14400 m，累計回收殘礦40800 t,銅平均品位0.64%，金屬量262.69 t。

2.2 崩落法與充填法銜接分段殘礦回收

南緣-150， -162.5， -175， -187.5， -200， -224 m分段存在因充填法和崩落法交替及銜接的問題留有一定礦柱，以及受到上盤接觸帶影響，廢石流動性較礦石快,出現部分礦石在出礦過程中被廢石“包裹”的現象，受出礦截止品位限制無法分出礦石。

2.2.1 回收方案

通過分析調查充填法和崩落法交替及銜接塊段殘留礦石的賦存情況及地質品位 , 局部布置中深孔對礦柱進行回采(見圖3)。有計劃、有目的通過加強配礦動態管理, 利用廢石轉料充填的機會，回收轉運廢石過程中轉出的礦石，嚴格將礦石和廢石分出分運。

圖3 殘留礦柱中深孔回收

2.2.2 實施效果

據統計，2012～2016年在南緣-162.5， -175， -187.5， -200， -224 m分段充填法和崩落法交替及銜接塊段累計回收殘礦147534 t,銅平均品位0.64%，金屬量945.6 t。

2.3 上盤接觸帶殘礦回收

南緣-187.5， -212， -224 m分段+12線以西均已采用上向分段碎石膠結充填進行充填，+12線以東采用無底柱分段崩落法采礦。-187.5， -212 m分段+12線以西回采結束后，才能對南緣-200 m分段+12線以西采礦，由于上部分段無法作為充填分段，因此， -200 m分段采用無底柱崩落法采礦，作為無底柱崩落法和上向分段碎石膠結充填法銜接分段。-200 m分段采用無底柱崩落法采礦后，因礦柱垮塌等安全原因，采礦損失率高達30%，殘留在采空區內礦石較多。通過優化方案，以回收南緣-200 m分段崩落區殘留礦石和-212 m分段上盤接觸帶內高品位礦石。在回采南緣-200 m分段礦石時，一部分礦石必須損失在采空區內而作為南緣-212 m分段采礦的覆蓋層(見圖4)。否則隨無底柱崩落法往下延伸，移動范圍已逐步發生變化，南緣-212 m分段回采導致覆蓋層沒有達到崩落法的要求。

圖4 無覆蓋層或盲礦體形成殘礦

2.3.1 回收方案

南緣-212 m分段1112～1108進路采用無底柱分段崩落法采礦，在南緣-200 m分段回采過程中留部分礦石作為南緣-212 m分段覆蓋層，確保安全回采。但仍然還有部分礦石爆破時拋入采空區，特別是1112～1108進路上盤接觸帶處有一定的高品位礦石，通過經濟分析比較布置上盤繞道進入采場可有效回采一定量的上盤接觸帶高品位礦石。見圖5。

圖5 上盤繞道殘礦回收方案

2.3.2 實施效果

根據生產管理部門記錄統計，2012年9～12月共回收礦石11136斗，約13363 t，出礦品位為0.646%，銅金屬量86.32 t。

3 效益分析

礦山殘礦資源回收項目實施以來，充分利用了礦產資源，提高了礦山服務年限，取得了很好的經濟效益和社會效益。2012～2016年共回收井下殘礦201697 t,金屬量1294.61 t, 可生產礦山銅1191 t，按照礦山2016年礦山銅內部銷售均價40000元/t計算(含伴生金、銀、鉬等)，可實現總銷售收入為4764萬元。

4 結 論

(1) 隨著礦山開采深度的延伸，礦山保有資源儲量日益緊張，殘礦資源回收工作勢在必行。

(2) 殘礦資源回收是彌補礦山礦產資源日益枯竭、延長礦山服務年限、提高礦山經濟效益的有效途徑，社會效益和經濟效益明顯。

(3) 殘礦資源回收必須根據礦區殘礦資源賦存特點選擇合適的采礦方法，盡可能減少工程布置，最大限度的利用原有開拓系統和相應工程。

(4) 殘礦資源回收應加強回采過程安全管理，制定合理的回采順序，按計劃逐步回采。

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